تحلیل روند سری‌ زمانی تصاویر پوشش گیاهی (MODIS-NDVI) و ارتباط آن با تغییرات کاربری اراضی در استان گلستان

نویسندگان

1 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

2 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

3 گروه مهندسی آب، دانشکده مهندسی زراعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

doi
10.48308/gisj.2024.234882.1207
چکیده

مقدمه: تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی تأثیر مستقیم در پوشش سطح زمین‌ دارند. تغییرات کاربری اراضی در شمال کشور از مهم‌ترین علل تخریب پوشش گیاهی در جنگل‌های هیرکانی بوده که در دهه‌های اخیر، به‌دلیل فعالیت‌های انسانی، به وقوع پیوسته است. تغییرات پوشش گیاهی در استان گلستان، با تنوع اقلیم و پوشش سطحی، نشان‌دهندۀ تأثیرات این فعالیت‌هاست. بر‌این‌اساس نظارت بر پویایی پوشش گیاهی نیازی اساسی، برای درک بهتر دربارۀ چگونگی واکنش پوشش گیاهی به فشارهای انسانی، درجهت حفظ جنگل‌های هیرکانی است.مواد و روش‌ها: بررسی و پایش پوشش گیاهی با بررسی نمایۀ نرمال‌شدۀ تفاضل پوشش گیاهی (NDVI) انجام شد. برای تحلیل روند پوشش گیاهی در استان گلستان، از داده‌های سری زمانی ترکیبی شانزده‌روزۀ MODIS-NDVI به‌نام MOD13Q1، با قدرت تفکیک مکانی 250 متر در دورۀ بیست‌ساله استفاده شد. در این پژوهش، پیش‌از بررسی روند تغییرات پوشش گیاهی در منطقه، ابتدا تصاویر خام NDVI با فرمت HDF محصول از سایت ناسا دانلود و ازلحاظ آماری، بررسی و تحلیل شدند. بدین‌ترتیب 920 تصویر سری زمانی شانزده‌روزۀ پوشش گیاهی نمایۀ NDVI در نرم‌افزار GIS، پس‌از موزاییک‌سازی، به 460 تصویر تبدیل و با استفاده از ضرب فاکتور مقیاس تصاویر، به‌حالت استاندارد بین 1- تا 1+ درآمدند. برای ارزیابی روند سری در نرم‌افزار IDRISI TerrSet، ابتدا تصاویر با استفاده از بی‌هنجاری مؤلفۀ فصلی حذف شد. فرایند تحلیل روند ‌تغییرات ‌فعالیت‌ پوشش ‌گیاهی‌ و‌ معنی‌داری ‌آن ‌به‌روش غیرپارامتری من‌ـ کندال‌ انجام‌ شد‌.نتایج: نتایج نشان داد که 20% از مساحت منطقۀ مورد مطالعه دارای روند کاهشی در پوشش گیاهی است؛ درحالی‌که 80% روند افزایشی داشته است. از‌این‌میان، 5% دارای کاهش معنادار و 50% دارای افزایش معنی‌دار پوشش گیاهی و مابقی بدون روند هستند. طی بیست سال گذشته، 4088 کیلومترمربع از پوشش گیاهی از دست ‌رفته است. تحلیل تأثیر فعالیت‌های انسانی در این تغییرات با استفاده از نقشه‌های موقعیتی شهرستان‌ها و مسیرهای اصلی انجام ‌شد. نتایج نشان داد که در دشت‌های شمالی گلستان، به‌دلیل دسترسی آسان‌تر به زمین‌ها برای فعالیت‌های انسانی، تغییر کاربری اراضی و توسعۀ شهرنشینی، کاهش پوشش گیاهی بیشتری رخ داده است. بیشترین افزایش معنی‌دار پوشش گیاهی در شهرستان‌هایی مانند کردکوی، بندر گز، آق‌قلا، گرگان، آزادشهر، رامیان و بیشترین کاهش معنی‌دار در شهرستان‌های بندر ترکمن، گنبد کاووس، مینودشت و کلاله مشاهده ‌شده است. مسیرهای اصلی منتهی به استان گلستان شامل گرگان‌ـ بجنورد، گرگان‌ـ ساری، آزادشهرـ سمنان، جادۀ غربی اینچه برون و جادۀ شرقی اینچه برون است که همگی شاهد روند کاهشی در پوشش گیاهی در اطراف خود بوده‌اند. ازآنجاکه استان گلستان از تنوع اقلیمی چشمگیری برخوردار است، تغییرات پوشش سطحی در نقاط منتخب با کاهش معنی‌دار پوشش گیاهی نیز بررسی شد.بحث و نتیجه‌گیری: براساس نتایج این تحقیق از سال 2001 تا 2020، مناطق مرتفع استان گلستان، به‌ویژه ارتفاعات غربی شاهد افزایش پوشش گیاهی بوده‌اند که احتمالاً با افزایش دما براَثر گرمایش جهانی و بهبود شرایط دمایی برای گیاهان در این ارتفاعات مرتبط است. در مقابل، پوشش گیاهی مناطق کم‌ارتفاع واقع در دشت‌ها، نوار ساحلی، ارتفاعات پایین‌تر و به‌خصوص حاشیۀ شهرها و جاده‌ها درحال از دست رفتن است. فعالیت‌های انسانی، مانند تغییر کاربری اراضی و توسعۀ شهرنشینی در دشت‌های شمالی گلستان به کاهش پوشش گیاهی دامن زده‌اند. این تغییرات نشان‌دهندۀ کاهش پوشش گیاهی انبوه و افزایش تأثیرات منفی انسانی و طبیعی‌اند. در ارتفاعات، به‌رغم روند آرام‌تر کاهش پوشش گیاهی درقیاس با مناطق پایین‌دست، نگرانی‌هایی بابت تخریب پوشش گیاهی در مناطق بکر جنگلی وجود دارد. تحولات یادشده نیازمند توجه و اقدامات فوری، برای مدیریت پایدار منابع طبیعی و سازگاری با تغییرات اقلیمی است.