پایش روند تغییرات چرخۀ فنولوژیکی گیاهان در شهر اهواز با استفاده از تصاویر سنجش‌ازدور

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد، رشتة سنجش‌ازدور و GIS، دانشکدة جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

2 استادیار و عضو هیئت علمی گروه سنجش‌ازدور و GIS، دانشکدة جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران، ایران

doi
10.48308/gisj.2022.102890
چکیده

سابقه و هدف: فنولوژی گیاهان نقش مهمی در اکوسیستم‌های گیاهی ایفا می‌کند و شاخصی مهم در تغییرات بوم‌شناختی به شمار می‌رود. با توجه به گسترش شهرنشینی، فضای سبز شهری گاهی نقشی حیاتی در این مناطق مسکونی دارد. ازطرف‌دیگر، استفاده از گیاهان در سطح شهرها و خدمات فضای سبزی که آنها ارائه می‌دهند، توجه زیادی را هم در سطح عمومی و هم در مطالعات جدید به خود جلب کرده است. ارزش فضای سبز شهری به‌دلیل مزایای متعدد آن برای سلامتی انسان و محیط بوم‌شناختی شهرها حائز اهمیت است. ازاین‌رو، با توجه به اهمیت نقش گیاهان در اکوسیستم شهری و نقش آن در سلامت جامعه، مطالعه و پایش چرخة‌‌ فنولوژیکی گیاهان در فصل‌های مختلف سال در مناطق شهری در مقیاس‌های مکانی– زمانی مختلف ضروری است.مواد و روش‌ها: در این پژوهش، با استفاده از دو شاخص پرکاربرد NDVI و EVI محاسبه‌شده از تصاویر سنجندة OLI ماهوارة لندست-8 و تصاویر محصول MOD13Q1 سنجندة مودیس ماهوارة ترا، چرخة‌‌ فنولوژی گیاهان در سطح کلان‌شهر اهواز در دورة زمانی 2015 تا دسامبر 2019 تحلیل شد. تصاویر ماهواره‌ای از طریق پلتفرم گوگل ارت انجین فراخوانی و تهیه شد. سپس، با توجه به نوع پوشش گیاهی، چرخة‌‌ فنولوژیکی گیاهان براساس شاخص‌های پوشش گیاهی به دست آمد و با چرخة‌‌ فنولوژیکی به‌دست‌آمده از بررسی‌‌های زمینی مقایسه شد. با توجه به احتمال وجود نویز و پیکسل‌هایی با اختلاط طیفی، برای هموارسازی چرخة‌‌ فنولوژیکی گیاهان از فیلتر Savitzky–Golay استفاده شد.نتایج: نتایج به‌دست‌آمده حاکی از روند افزایش مقادیر هر دو شاخص NDVI و EVI به‌ترتیب با 03/0 و 04/0 در سنجندة OLI و 01/0 (در سال) در محصول سنجندة مودیس است. این تغییرات در ماه‌های ژانویه، مارس، اکتبر، نوامبر و دسامبر در هر دو سنجنده افزایشی بوده است که به‌معنای شرایط بهتر زیستی گیاه است. زمان دوره‌های فنولوژی گیاهان در هر دو سنجنده متفاوت بود. بیشترین اختلاف در هر دو سنجنده در سال‌های 2018 و 2019 مشاهده شد. با توجه به مناسب‌‌تر بودن شرایط محیطی در این دو سال در مقایسه با سایر سال‌‌ها، می‌‌توان نتیجه گرفت که با افزایش میزان کلروفیل گیاه، میزان اختلاف بین نتایج این دو سنجنده بیشتر می‌شود. دوره‌های انتقال فصل رشد به‌دست‌آمده از سنجندة OLI جزئیات بیشتری را در مقایسه با مجموعه داده‌های با وضوح متوسط مودیس نشان داد. در سنجندة مودیس در مقایسه با سنجندة OLI زمان شروع دوره‌‌های فصل رشد، زودتر بود. این تفاوت‌ها گویای تغییرات بیشتر پوشش گیاهی است که استفاده از تصاویر با قدرت تفکیک بالا قابلیت تشخیص بهتری نسبت به سنجنده‌های با قدرت تفکیک مکانی متوسط و پایین دارند. به‌طور کلی، نتایج قابل قبولی از تغییرات چرخة‌‌ فنولوژیکی گیاهان در سطح یک منطقه شهری با انواع مختلف پدیده‌های زمینی که سبب ناهمگنی بیشتر در پیکسل‌های تصاویر سنجنده‌های ماهواره‌ای می‌شود، مشاهده شد.نتیجه‌گیری: نتایج مقایسة دوره‌های فصل رشد در سنجندة OLI و مودیس (به‌ترتیب) با واقعیت زمینی نشان می‌‌دهد کمترین اختلاف در شروع فصل رشد با 7 و 10 روز بوده است. بیشترین اختلاف بین نتایج به‌دست‌آمده از سنجنده‌‌های OLI و مودیس (به‌ترتیب) با واقعیت زمینی در اوج فصل رشد با 20 و 35 روز و پایان فصل رشد 20 روز دیرتر و 20 زودتر بوده است. طول فصل رشد در سنجندة مودیس حدود چهار ماه و در سنجندة OLI حدود پنج ماه مشاهده شد که نتایج لندست به واقعیت زمینی نزدیک‌تر است. این تفاوت را می‌‌توان به افزایش تعداد پیکسل‌های مخلوط با توجه به قدرت تفکیک مکانی تصاویر سنجندة مودیس نسبت داد. نتایج این پژوهش، می‌‌تواند راهگشای بررسی تغییرات چرخه‌‌‌‌‌های فنولوژیکی در پاسخ به تغییرات محیطی با استفاده از تصاویر سنجش‌‌از‌‌دور در مناطق شهری باشد.