نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری بیابانزدائی، گروه مدیریت و کنترل سرزمینهای خشک، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران
2 دانشیار، گروه جغرافیا و گردشگری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان
چکیده
این پژوهش، به بررسی تغییرات پوشش ارضی و طبقات دمای سطح زمین در حاشیه غربی ریگ بلند پرداخته است. برای پایش کاربری ارضی و روند تحولات دما، از دادههای ماهواره لندست، سنجندههای TM، ETM+ و OLI استفاده شد. ملاک برای ارزیابی کاربری ارضی، طبقهبندی نظارتشده به روش حداکثر احتمال، و برای محاسبه دمای سطح زمین تبدیل رادیانس طیفی باندهای حرارتی به درجه حرارت سطحی است. نتایج نشان داد 6کیلومترمربع از اراضی کشاورزی به پهنههای انسانساخت، 68کیلومترمربع از مرتع و تپههای ماسهای به کشاورزی، 40کیلومترمربع از جنگل دستکاشت به مرتع و 7کیلومترمربع از مرتع به پهنههای بدون پوشش تبدیل شداست. این تغییرات تأثیر مستقیمی بر افزایش افزایش دمای سطحی دارد که به تبع آن بر کیفیت بازدهی خدمات اکوسیستم نیز اثر میگذارد. از طرفی سبب شده تا بخشی ازاراضی منطقه به کانون ریزگردها و پهنههای مستعد رخداد طوفانهای گرودغبار تبدیل شود. همچنین به واسطه فعالیتهای بیانزدایی در حاشیه ریگ بلند باهدف تثبیت ماسههای روان، وسعت 82کیلومترمربع از مراتع و تپههای ماسهای به جنگل دستکاشت تبدیل شدهاست. این تغییرات اثرات مستقیم بر کاهش دما دارد و باعث شده تا ماسههای روان دربخشی از منطقه ثبیت شود که حاکی از عملکرد مثبت طرحهای بیابانزدایی دارد. نتایج پایش دما نیز نشان داد مساحت پهنههای دمایی کمتر از 35درجه سیر نزولی و پهنههای دمایی بالای 40درجه سیر صعودی دارد. این روند نشان از افزایش دما بهخصوص در دماهای حداکثری دارد. بخشی ازاین افزایش در اثر گرمایش جهانی به وقوع پیوسته و بخش دیگر آن وابسته به تغییرات پوشش ارضی پهنههای طبیعی به کاربریهای انسانساخت است.
تازه های تحقیق
در این پژوهش، تغییرات زمانی-مکانی پوشش ارضی و دمای سطح زمین با استفاده از دادههای سنجش از دور تخمین زده شد. نتایج نشان داد که در بازه زمانی 1987 تا 2017، وسعت 6 کیلومترمربع از اراضی کشاورزی به پهنههای انسانساخت، وسعت 68 کیلومترمربع از اراضی بدون پوشش، مرتعی و تپههای ماسهای به کشاورزی، وسعت 40 کیلومترمربع از جنگل دستکاشت به مرتع و وسعت 7 کیلومترمربع از مرتع به پهنههای بدون پوشش تبدیل شده است. به عبارتی مساحت مناطق ساخت انسان افزایش و مساحت اراضی مرتعی و پهنههای پوشش گیاهی طبیعی کاهش یافته است. این تغییرات تأثیر مستقیمی بر افزایش افزایش دمای سطحی دارد که به تبع آن بر کیفیت بازدهی خدمات اکوسیستمهای طبیعی نیز اثر میگذارد. از طرفی سبب شده است تا بخشی از اراضی منطقه به کانون وقوع ریزگرد و پهنههای مستعد رخداد طوفانهای گردوغبار محلی و منطقهای تبدیل شود. این نتایج با یافتههای ابراهیمی و همکاران (1402) که بیان کردند جایگزینی اراضی انسانساخت دارای سطوح نفوذناپذیر با سطوح طبیعی و نفوذپذیر طی سالهای 1978 تا 2017، سبب کاهش شاخص پوشش گیاهی و افزایش ضریب آلبیدو و دمای سطح زمین شده است مطابقت دارد. همچنین نتایج انتظاری و همکاران (1395) که بیان کردند حدود 35/97 درصد وسعت دریاچه پریشان در بازه 2000 تا 2013، به زمینهای بایر و اراضی کشاورزی تغییر کاربری داده و سبب کاهش پوشش گیاهی طبیعی و افزایش بیابانزایی و دمای سطح زمین شده، با یافتههای این پژوهش همسو است.
علاوه براین نتایج پایش مکانی پوشش ارضی نشان داد که در این بازه زمانی وسعت 82 کیلومترمربع از مراتع و تپههای ماسهای به جنگل دست کاشت تبدیل شدهاست. این تغییرات به واسطه فعالیتهای بیانزدایی در حاشیه ریگ بلند بوده که طی دهههای 60 تا 80 با هدف تثبیت ماسههای روان انجام شده بود. به عبارتی مساحت اراضی طبیعی با پوشش گیاهی ضعیف و تنک کاهش یافته و مساحت اراضی با پوشش گیاهی متوسط افزایش یافته است. این تغییرات تأثیر مستقیمی بر کاهش دما در این پهنهها دارد. از طرفی باعث شده تا ماسههای روان در بخشی از اراضی منطقه ثبیت شود که خود نشان از عملکرد مثبت طرحهای بیابانزدایی دارد. این نتایج با یافتههای انصاری و نوروزی (1400) همسو است که بیان کردند طی بازه 2016 تا 2020 با کاهش مساحت اراضی بدون پوشش و افزایش مساحت کاربریهای پوشش گیاهی متوسط و سطوح آبی، میانگین دمای سطح زمین در جنوب شرق اهواز بهعنوان کانون شماره 4 منشا گردوغبار داخلی، روند کاهشی داشته که این روند متاثر از تغییرات کاربری اراضی و نشان دهنده تاثیر مثبت اقدامات اصلاحی انجام شده در راستای احیا پوشش گیاهی بوده است.
نتایج برآورد دمای سطحی از طریق تصاویر ماهوارهای نشان داد مقدار دمای سطح زمین از تراکم پوشش گیاهی و رطوبت سطحی تأثیر میپذیرد، بهگونهای که پهنههایی با پوشش گیاهی ضعیف و رطوبت کم، دمای بیشتری را روی باندهای حرارتی تصاویر ماهوارهای نشان میدهد. لذا پوشش گیاهی و رطوبت سطحی سبب کاهش مقدار دما میشود. این نتایج با یافتههای رنجبر و همکاران (1398) که دریافتند کاربریهای اراضی با پوشش گیاهی متراکم دمای کمتری نسبت به کاربری با پوشش گیاهی ضعیف دارند، و همچنین یافتههای جعفرزاده و حسنیتبار (1400) که بیان کردند زمینهای بایر دمای بیشتری از سطوح آبی و دریاچه پشت سد مخزنی دارند، مطابقت دارد. دراین راستا کاکه ممی و همکاران (1399) نیز بیان نمودند در اکثر مناطق با دمای کمتر، پوشش گیاهی انبوهتری وجود دارد و این بیانگر رابطه معکوس بین شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین است. همچنین محمودزاده و همکاران (1404) به این نتیجه رسیدند که رطوبت و پوشش گیاهی اثر خنککنندگی بر کانونهای حرارتی داشته و با ضرایب منفی، شدت آن را کاهش میدهد.
نتایج پایش دمای سطحی در بازه زمانی 1987 تا 2017 نشان داد وسعت پهنههای دمایی کمتر از 40 درجه سیر نزولی و مساحت پهنههای دمایی بالای 40 درجه سیر صعودی دارند. این روند نشان از افزایش دما بخصوص در طبقات دمایی حداکثری دارد. بخش از این افزایش در اثر گرمایش جهانی به وقوع پیوسته است و بخش دیگر آن وابسته به تغییرات پوشش ارضی که عمده پهنههای طبیعی را به کاربریهای انسانساخت مبدل ساخته است. تحلیل مکانی پهنههای طبیعی و پوشش گیاهی با طبقات دمایی نشاندهنده ارتباط بین آنها است. برای نمونه افزایش مقدار دمای سطح زمین بیشتر با تغییرات کاربریهای انسانساخت تطابق مکانی دارد به گونهای که افزایش قابل توجهی در دمای مناطق ساخته شده مشاهده میشود. این نتایج با یافتههای درویشی و همکاران (1398)، شعبانی و همکاران (1398) و صوفی بوبکران و همکاران (1401) که بیان کردند روند دمای سطحی افزایش بوده و این افزایش منطبق بر زمینهای مسکونی، بایر و با پوشش گیاهی ضعیف است، مطابقت دارد.
در مجموع میتوان گفت افزایش گرمایش زمین و پیامدهای آن به دلیل تغییر در مساحت طبقات پوشش ارضی منطقه مطالعاتی، برجسته و قابل توجه است لذا برای کاهش اثرات نامطلوب افزایش دمای سطحی، باید رفتار حرارتی پدیدهها و پوشش زمین مورد ارزیابی قرار گیرد. همچنین، امکان تشخیص کانونهای حرارتی که با تنشهای گرمایی مواجه هستند را فراهم میکند. علاوه براین در اثر توسعه اراضی انسانساخت در اطراف کاربریای انسانی و مراکز تجمع جمعیت، نیاز به بازبینی سیاستها و تصمیمات توسعه فعالیتهای انسان به شیوهای مناسب وجود دارد، چرا که تأثیر قابل توجهی بر افزایش دمای سطحی این مناطق دارد. یافتههای این پژوهش به عنوان مرجعی برای برنامهریزان جهت مدیریت منطقه در سالهای آینده با استفاده از اطلاعات مبتنی بر تحلیل پوشش زمین و تغییر در دمای سطحی عمل میکند. همچنین ضرورت انجام پژوهش روی دمای سطح زمین میتواند با در نظر گرفتن تغییرات زمانی منظم به جای مشاهده تغییرات در بازههای طولانی مدت انجام شود تا نتایج دقیقتری در اختیار مدیران و برنامهریزان قرار گیرد و با اتخاذ سیاستهای کارآمد، شرایط زندگی بهتری برای انسانها فراهم آورد.
کلیدواژهها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
Evaluating the changes of land cover and land surface temperature in the western margin of Rig Boland using Landsat satellite images
نویسندگان [English]
1 Ph.D. Student, Department of management and control of Arid Lands, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, University of Kashan, Kashan, Iran
2 Associate Professor, Department of Geography and Tourism, Faculty of Natural Resrources and Earth Sciences, University of Kashan
چکیده [English]
this study investigated changes in land cover and surface temperature classes on the western edge of Rig Boland. Landsat satellite data, TM, ETM+ and OLI sensors were used to monitor landuse and temperature trends. The criterion for assessing landuse is the supervised classification using the maximum likelihood method, and for calculating the surface temperature, the spectral radiance of thermal bands is converted to LST. Results showed 6 KM2 of agricultural lands has been converted into man-made areas, 68 KM2 of ranges and sand dunes to agriculture, 40 KM2 of man-made forest to ranges, and 7 KM2 of ranges to bare lands. These changes have a direct impact on surface temperature increase, which in turn affects the ecosystem service efficiency. So, it has caused some of region's lands to become centers of dust storms. Also, due to desilting activities on Rig Boland edge with aim of quicksand stabilizing, an area of 82 KM2 of ranges and sand dunes has been converted into man-made forest. These changes have a direct effect on temperature decrease and have caused quicksand to stabilize in part of the region, which indicates the positive performance of desertification projects. Results of temperature monitoring showed the temperature zones below 35° is decreasing and the area of temperature zones above 40° is increasing. This trend indicates an increase in temperature, especially in maximum. this increase has occurred as a result of global warming, and the other part is related to changes in the landcover of natural zones to anthropogenic uses.
کلیدواژهها [English]
تغییر کاربری ارضی به واسطه توسعه پهنههای انسانساخت، منجربه تغییرات در دمای سطح زمین میشود. این تغییرات در نواحی خشک و نیمهخشک، به ویژه در حاشیه ریگزارها سبب برهم زدن تعادل اکولوژیک اکوسیستمهای طبیعی میشود که ارزیابی آن از الزامات مدیریتی است. لذا این پژوهش، به بررسی تغییرات پوشش ارضی و طبقات دمای سطح زمین در حاشیه غربی ریگ بلند پرداخته است. برای پایش کاربری ارضی و روند تحولات دما، از دادههای ماهواره لندست، سنجندههای TM، ETM+ و OLI استفاده شد. ملاک برای ارزیابی کاربری ارضی، طبقهبندی نظارتشده به روش حداکثر احتمال، و برای محاسبه دمای سطح زمین تبدیل رادیانس طیفی باندهای حرارتی به درجه حرارت سطحی است. نتایج نشان داد 6 کیلومترمربع از اراضی کشاورزی به پهنههای انسانساخت، 68 کیلومترمربع از مرتع و تپههای ماسهای به کشاورزی، 40 کیلومترمربع از جنگل دستکاشت به مرتع و 7 کیلومترمربع از مرتع به پهنههای بدون پوشش تبدیل شده است. این تغییرات تأثیر مستقیمی بر افزایش افزایش دمای سطحی دارد که به تبع آن بر کیفیت بازدهی خدمات اکوسیستم نیز اثر میگذارد. از طرفی سبب شده تا بخشی از اراضی منطقه به کانون ریزگردها و پهنههای مستعد رخداد طوفانهای گرودغبار تبدیل شود. همچنین به واسطه فعالیتهای بیانزدایی در حاشیه ریگ بلند با هدف تثبیت ماسههای روان، وسعت 82 کیلومترمربع از مراتع و تپههای ماسهای به جنگل دستکاشت تبدیل شدهاست. این تغییرات اثرات مستقیم بر کاهش دما دارد و باعث شده تا ماسههای روان در بخشی از منطقه ثبیت شود که حاکی از عملکرد مثبت طرحهای بیابانزدایی دارد. نتایج پایش دما نیز نشان داد مساحت پهنههای دمایی کمتر از 35 درجه سیر نزولی و پهنههای دمایی بالای 40 درجه سیر صعودی دارد. این روند نشان از افزایش دما بهخصوص در دماهای حداکثری دارد. بخشی از این افزایش در اثر گرمایش جهانی به وقوع پیوسته و بخش دیگر آن وابسته به تغییرات پوشش ارضی پهنههای طبیعی به کاربریهای انسانساخت است.