فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

پیشینه و هدف گسترش شهری بی‌رویه و برنامه‌ریزی نشده به پراکندگی شهری معروف است و با تراکم کم، توسعه حمل‌ونقل محور و گسترش وسیع به سمت حاشیه مراکز تأسیس‌شده شهری مشخص می‌شود. به‌طورکلی اعتقاد بر این است که اصلاح ریخت‌شناسی منظر شهری منجر به افزایش دمای شهری و پدیده جزیره گرمای شهری (Urban heat island, UHI) می‌شود. خصوصیات بیوفیزیکی فضای شهری عوامل تعیین‌کننده آب‌وهوای محلی شهری است. هنگامی‌که تغییرات قابل‌توجهی مانند جایگزینی پوشش گیاهی و سطوح تبخیری با سطوح غیر قابل‌نفوذ وجود داشته باشد، مقدار انرژی سطح تغییراتی را تجربه می‌کند که منجر به گرم شدن در مقیاس محلی می‌شود. اغلب دانشمندان بر این باورند که دمـای کـره زمـین از قـرن 19 میلادی در حال افزایش است. در این میان، پدیده‌ای به نام جزیره گرمایی درکلان شهرها (UHI) باعث افزایش سریع‌تر دما در ایـن خرد اقلیم‌ها گردیده و در سال‌های آینـده روند سریع شهرنـشینی نیـز بر شیب افزایش دما در شهرها خواهد افـزود. مطـابق آمـار ارائه‌شده توسط سازمان ملل تـا سـال 2025 بـیش از 80% جمعیـت جهـان در شهرها ساکن خواهند بود و این مـسئله با گرم شدن هرچه بیشتر شهرها بر وخامت شرایط می‌افزاید. دمای سطح زمین (LST) یکی از مهم‌ترین پارامترهای زیست‌محیطی است که تحت تأثیر تغییرات کاربری زمین قرار دارد. هدف از انجام این تحقیق تجزیه‌وتحلیل تغییر کاربری زمین در دو دوره 1987 و 2019، برآورد و بررسی تغییرات LST و NDVI در همان دوره و تجزیه‌وتحلیل تأثیر تغییرات کاربری زمین در LST و NDVI مشاهده‌شده و نیز رابطه بین هر سه پارامتر است.مواد و روش ها در این پژوهش، از تصاویر ماهواره لندست 8 که از سنجنده OLIبه‌منظور استخراج نقشه کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی و سنجنده TIRS به‌منظور استخراج دمای سطح زمین برای سال 2019 استفاده شد و همچنین تصویر سنجندِه لندست 5 برای تهیه نقشه کاربری اراضی و شاخص پوشش گیاهی با استفاده از باندهای مرئی، مادون‌قرمز و مادون‌قرمز نزدیک و سنجندِه TM برای استخراج دمای سطح با استفاده از باندهای حرارتی برای سال 1987 مورداستفاده قرار گرفت. از نرم‌افزار Ecognition برای طبقه‌بندی شیء پایه استفاده شد. برای ارزیابی صحت طبقه‌بندی از ماتریس خطا و آماره‌های مربوطه (صحت کلی، ضریب کاپا، دقت کاربر و تولیدکننده هر کلاس) استفاده شد و درنهایت برای تجزیه‌وتحلیل همبستگی بین LST و NDVI از تحلیل همبستگی پیرسون و برای ارزیابی تأثیر کاربری زمین بر دمای سطح از شاخص مشارکت استفاده شد.نتایج و بحث بررسی تغییرات کاربری اراضی و ارتباط آن با دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی، مستلزم تعیین نوع کاربری اراضی و برآورد دقیق دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی است. تهیه نقشه کاربری راضی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست و اعمال روش طبقه‌بندی شیءگرا از دقت نسبتاً بالایی برخوردار است. صحت طبقه‌بندی نقشه کاربری اراضی سال 1987، 82.5 و در سال 2019، 96.1 نشان‌دهنده صحت بالای روش طبقه‌بندی کاربری اراضی و نقشه کاربری اراضی است. بررسی تغییرات کاربری اراضی در سال‌های 1987 و 2019 در حوضه آبریز گیوی چای نشان داد که کاربری مرتع به ترتیب با مساحت 1224.18 و 1046.59 کیلومترمربع طبقه غالب کاربری زمین است درحالی‌که در سال 1987 کاربری مسکونی با مساحت 3.66 کیلومترمربع و در سال 2019 کاربری آب با مساحت 3.77 کیلومترمربع کمترین مساحت را داشتند همچنین بیشترین کاربری تغییریافته کاربری مرتع به کشاورزی دیم (181 کیلومترمربع) بوده است که نشان‌دهنده تخریب مراتع است. نتایج دمای سطح زمین در طی دوره 33 ساله ارزیابی شد که نشان داد متوسط دمای سطح زمین در سال 1987 از 28.39 درجه سانتی‌گراد به 38.86 درجه سانتی‌گراد و در سال 2019 از 34.35 درجه سانتی‌گراد به 46.62 درجه سانتی‌گراد افزایش‌یافته است به‌گونه‌ای که متوسط دمای کل منطقه موردمطالعه در 33 سال حدود 7.11 درجه سانتی‌گراد افزایش‌یافته است. این امر نشان از توسعه شهری در منطقه موردمطالعه است. بیشترین دمای ثبت‌شده در هر دو دوره متعلق به کاربری کشاورزی دیم (به ترتیب با 38.86 و 46.62 درجه سانتی‌گراد) است که نشان از تمرکز حرارت در این مناطق است. خشک بودن و برداشت محصول در این زمان می‌تواند علت اصلی دمای زیاد این کاربری باشد. کاربری‌های باغ، جنگل و آب نسبت به دیگر کاربری‌ها دمای سطح پایین‌تری را در هر دو دوره نشان دادند. مناطق دارای پوشش گیاهی به علت تبخیر و تعرق، نقش تعدیل‌ کننده دما رادارند و مناطق دارای حداقل دما را در هر دو دوره به وجود آورده‌اند. کاربری آب هم به دلیل ظرفیت گرمایی بالا تأثیر زیادی در کاهش دما دارد. کاربری نواحی مسکونی نسبت به کاربری‌های کشاورزی دیم و مرتع دمای پایین‌تری را نشان داد که می‌توان علت آن را ناشی از وجود پارک‌ها،باغات که باعث تبخیر و تعرق و خنک‌کنندگی شهر می‌شوند و همچنین عواملی همچون ایزوگام بام‌ها که در انعکاس انرژی تابشی سهم زیادی دارد دانست. کاربری مرتع در هر دو سال مورد مطالعه، دمای بالایی (به ترتیب 36.57 و 44.81 درجه سانتی‌گراد) را داشته است. دلیل بالا بودن دمای این کاربری، با توجه به فصل موردمطالعه که اواخر خرداد و اوایل تیرماه است، ازدیاد نواحی عاری از پوشش گیاهی یا پوشش گیاهی ناچیز و پراکنده است. همچنین در دو دوره مطالعه همبستگی منفی زیادی بین LST و NDVI وجود داشت. کشاورزی دیم و مرتع با LST بالاتر NDVI کمتری دارند، درحالی‌که پوشش گیاهی و آب‌ها NDVI بالاتری دارند. کاربری مربوط به کشاورزی آبی که اکثراً در مناطق اطراف رودخانه گیوی چای مشاهده شد به خاطر وجود رطوبت و تبخیر و تعرق ناشی از تراکم پوشش گیاهی دمای پایین‌تری نشان داد. در منطقه مورد مطالعه مناطق حومه شهر (باغات) و اراضی زراعی آبی حاشیه رودخانه گیوی چای و جنگل‌ها به دلیل دارا بودن زی‌توده سبز نسبتاً زیاد، دارای بیشترین مقدار شاخص پوشش گیاهی (NDVI) هستند در حال که پهنه‌های آبی،اراضی دیم،نواحی مسکونی و مراتع کمترین شاخص پوشش گیاهی رادارند. نتایج حاصل از تجزیه‌وتحلیل شاخص پوشش گیاهی برای هر کلاس کاربری نشان داد که جنگل‌ها، کشاورزی دیم و مراتع دارای بالاترین مقادیر LST و کمترین مقدار NDVI درحالی‌که کمترین مقادیر LST و مقادیر بالاتر NDVI در طبقات جنگل و باغ مشاهده شد. جایگزینی پوشش گیاهی و جنگل‌ها با نواحی مسکونی عامل تبدیل خاک‌های مرطوب به سطوح غیر قابل‌نفوذ است که منجر به کاهش تبخیر سطح می‌شود. تابش خورشیدی جذب‌شده به گرما تبدیل می‌شود و با مقادیر بالاتر LST منعکس می‌شود.نتایج میزان همبستگی سه پارامتر (کاربری راضی،دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی) نشان داد که شاخص پوشش گیاهی (NDVI) همبستگی منفی با دمای سطح زمین داردبه عبارتی با افزایش پوشش گیاهی دمای سطح زمین کاهش داشته است و این موضوع به این دلیل است که پوشش گیاهی بیشتر منجر به تبخیر و تعرق بیشتر و انتقال بخشی از دما و سرد شدن سطح زمین می‌شود. درنهایت محاسبه شاخص مشارکت برای هر کلاس کاربری اراضی در سال‌های 1987 و 2019 نشان داد که کاربری کشاورزی دیم در سال 1987 و کاربری مرتع در سال 2019 بیشترین سهم را در افزایش دمای سطح در منطقه موردمطالعه داشتند. با توجه به زمان تصاویر انتخاب‌شده علت اصلی این مشارکت را نیز می‌توان به زمان برداشت محصول کشاورزی دیم و خشک شدن مراتع نسبت داد.نتیجه گیری تأیید افزایش دمای سطح بین طبقات مختلف کاربری زمین است. کاربری‌های مراتع و کشاورزی دیم مقادیر LST بیشتری را در مقایسه با جنگل‌ها و کشاورزی آبی و پهنه‌های آب‌ها نشان دادند. مناطق دارای دمای بالا نیز دارای مقادیر کم NDVI برعکس، مناطق دمای پایین مانند پوشش گیاهی و آب‌ها دارای مقادیر NDVI بالاتری بودند. علاوه بر این، ارتباط منفی بالایی بین LST و NDVI در دو دوره مطالعه مشاهده شد. همچنین نشان داده شد که مراتع و کشاورزی دیم به‌طور مثبت بر LST تأثیر می‌گذارند درحالی‌که جنگل‌ها و آب‌ها دارای اثر خنک‌کننده یا تعدیل‌کننده هستند.