تحلیل روند پوشش گیاهی و پایش سلامت بوم‌سازگان‌ با استفاده از سنجش از دور (مطالعه موردی: منطقه فندقلو)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران.

2 عضو هیات علمی دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی ، دانشگاه محقق اردیبیلی،اردبیل

10.22034/ijf.2024.411977.1940

چکیده

مقدمه: بوم‌سازگان‌های طبیعی در ایران تحت تأثیر آشفتگی‌های بی‌سابقه از جمله تغییرات اقلیمی مانند خشکی، آفات و بیماری‌ها، گونه‌های مهاجم و درنتیجه تغییرات پوشش گیاهی قرار دارند. تحلیل روند پوشش گیاهی و پایش سلامت بوم‌سازگان‌ها در مقیاس منطقه‌ای برای ارزیابی وضعیت در حال تغییر بوم‌سازگان‌ها و اطلاع‌رسانی مدیریت عوامل آشفتگی محیطی ضروری است. با این وجود، این تحلیل‌ها و پایش تنها بر اساس بررسی‌های میدانی دشوار است. سنجش از دور امکان ارزیابی‌های جامع بوم‌سازگان‌ها در مناطق وسیع را فراهم می‌کند و تغییرات آنها را می‌توان در طول زمان با استفاده از شاخص‌های پوشش گیاهی در تصاویر ماهواره‌ای چند زمانی مشاهده کرد.

مواد و روش‌ها: در این تحقیق از سری‌های زمانی تصاویر Landsat-7 ETM+و Landsat 8 OLI/TIRS مربوط به سال‌های 2003 تا 2023 و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی برای تحلیل روند پوشش گیاهی و پایش سلامت بوم-سازگان‌ها در منطقه فندقلو (منتهی‌الیه غربی هیرکانی واقع در شرق اردبیل) استفاده شد. همچنین، از آزمون ناپارامتری روند من-کندال (M-K) برای تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی-زمانی پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه استفاده شد.

یافته‌ها: بر اساس نتایج تغییرات در منطقه مورد مطالعه، کاهش پوشش‌ گیاهی در همه بوم‌سازگان‌های طبیعی شامل جنگل (5/8- درصد)، مرتع (5/16- درصد) و مناطق آبی (2/17- درصد) بدست آمد. در مقابل، مناطق کشاورزی (7/14 درصد) و انسان‌ساز (9/30 درصد) در دوره زمانی مورد مطالعه افزایش را نشان دادند. هم‌چنین، نتایج تغییر شاخص سلامت (NDVI) در طول دوره 2023-2003 نشانگر یک روند قهوه‌ای شدن پوشش گیاهی (کاهش) در منطقه فندقلو است. علاوه بر این، نتایج آزمون روند M-K نشانگر این است که NDVI یک روند افزایشی خطی معنی‌دار از سال 2003 تا 2011، یک روند افزایشی خطی غیرمعنی‌دار از سال 2011 تا 2016 و یک روند کاهشی خطی غیرمعنی‌دار از سال 2016 تا 2023 داشته است.

نتیجه‌گیری: در این مطالعه تحلیل روند پوشش گیاهی و شاخص سلامت مبتنی بر NDVI می‌تواند نشانه‌های ارزشمندی در مورد برخی فرآیندها ارائه دهد که برای ارزیابی‌های اکولوژیکی مانند ساده‌سازی و تخریب بوم‌سازگان یا تشدید فعالیت‌های کشاورزی مرتبط باشد. با توجه به روند کاهشی بوم‌سازگان‌های طبیعی و تهدید سلامت توصیه می-شود برنامه‌های حفاظتی همسو با طبیعت در جهت افزایش پوشش گیاهی و سلامت آن اعمال شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Trend Analysis of Vegetation and Monitoring of Ecosystem Health using Remote Sensing (Case Study: Fandoghlo Region)

نویسندگان [English]

  • Roghayeh Jahdi 1
  • Kiomars Sefidi 2
1 Associate Prof., Department of Natural Resources Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, I.R. Iran.
2 ddd
چکیده [English]

Introduction: Natural ecosystems in Iran are under the influence of unprecedented disturbances, including climate changes such as drought, pests and diseases, invasive species, and as a result, vegetation changes. Trend analysis of vegetation and ecosystem health monitoring on a regional scale is necessary to evaluate the changing status of ecosystems and inform the management of environmental disturbance factors. However, these analyses and monitoring are difficult only based on field investigations. Remote sensing provides the possibility of comprehensive evaluations of ecosystems in large areas, and their changes can be observed over time using vegetation indicators in multi-temporal satellite images.

Materials and Methods: This research is based on the time series of Landsat-7 ETM+ and Landsat 8 OLI/TIRS images related to the years 2003 to 2023 and Geographic Information Systems used for analyzing vegetation trends and monitoring the health of the ecosystems in the Fandoghlo region (farthest end of the western Hyrcanian region located in the east of Ardabil). The non-parametric Mann-Kendall (M-K) trend test was used to analyze the spatial-temporal changes of vegetation in the study area.

Results: Based on the results of land cover changes in the study area, the reduction of vegetation cover were found in all natural ecosystems, including forests (-8.5 %), rangeland (-16.5 %), and water bodies (-17.2 %). On the other hand, agriculture (14.7 %) and built-up (30.9 %) areas showed an increase during the study period. Furthermore, the results of the changes in health index (NDVI) during the period 2003-2023 indicate a trend of vegetation browning (decrease) in the Fandoghlo region. In addition, the results of the M-K trend test show that NDVI had a significant linear increasing trend from 2003 to 2011, a non-significant linear increasing trend from 2011 to 2016, and a non-significant linear decreasing trend from 2016 to 2023.

Conclusion: In this study, the analysis of the trend of vegetation cover and health index based on NDVI can provide valuable indications about some processes that are relevant for ecological assessments such as the simplification and destruction of ecosystems or the intensification of agricultural activities. Considering the declining trend of natural ecosystems and the threat to health, it is recommended to implement conservation programs in line with nature to increase the vegetation cover and its health.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Trend analysis
  • Health index
  • Landsat
  • Ecological assessment
  • Fandoghlo region

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 20 فروردین 1403
  • تاریخ دریافت: 25 مرداد 1402
  • تاریخ بازنگری: 18 فروردین 1403
  • تاریخ پذیرش: 06 اسفند 1402