آشکارسازی ارتباط زمانی - مکانی تغییرات پوشش گیاهی در استان مازندران با عناصر اقلیمی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام‌نور، تهران، ایران

چکیده

متغیّرهای اقلیمی و نوسانات آن به­طور چشم­گیری روی اکوسیستم­های خشکی و تغییرات آن­ها اثرگذارند. در پژوهش­های بسیاری از شاخص­های گیاهی برای بررسی ارتباط بین تغییرات اکوسیستم­ها و پارامترهای اقلیمی استفاده شده است. در نوشتار پیش رو، از آنالیز مکانی و زمانی سیستم اطّلاعات جغرافیایی برای مدل­سازی رابطة تغییرات پوشش گیاهی برپایة شاخص پوشش گیاهی بارزسازی­شدة سنجندة مادیس و پاسخ آن به دمای سطح زمین و بارش در استان مازندران در بازة زمانی 2000 تا 2016 استفاده شد. پارامتر دمای سطح زمین از اطّلاعات ماهوارة مادیس و پارامتر بارش با استفاده از اطّلاعات ایستگاه­های هواشناسی منطقه به­دست آمد. آنالیزهای همبستگی و رگرسیون خطّی برای بررسی رابطة زمانی - مکانی شاخص پوشش گیاهی و دو پارامتر اقلیمی انجام گرفت. نتایج بیانگر آن بود که طی دورة مورد بررسی، متوسّط شاخص سبزینگی استان روند افزایشی در طول داشته است؛ درحالی که عرصه­های جنگلی استان روند کاهشی را طی دورة مورد پژوهش نشان داده­اند. نتایج بررسی­های میدانی این تناقض را با افزایش در شالیزارهای منطقه نشان می­داد. نتایج تحلیل همبستگی نشان داد که همبستگی مکانی معنی­داری بین دینامیک پوشش گیاهی با دمای سطح زمین وجود داشته که در ماه­های زمستان، این ارتباط معنی­دار و مستقیم و در تابستان معکوس بوده است. آنالیز تحلیل انطباقی نشان داد که درطول ماه­های زمستان، توزیع مکانی پیکسل­های با بیشترین مقدار شاخص پوشش گیاهی با پیکسل­های با حداکثر دما (20 تا 27 درجة سانتی­گراد) مطابقت داشته، درحالی که در طول ژوئن تا سپتامبر، حداکثر مقادیر پوشش گیاهی مربوط به مناطقی بود که دمای کمتر از 25 درجه داشته است؛ امّا همبستگی پوشش گیاهی با بارش به­صورت فضایی با تأخیری دوماهه در فصل بهار به پیک می­رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


حسینی توسل، مرتضی؛ ارزانی، حسین؛ فرجزاده اصل، منوچهر؛ جعفری، محمد؛ بابایی کفاکی، ساسان؛ کهندل، اصغر (1394). پایش تغییرات پوشش گیاهی مراتع در فصل رویش با استفاده از تصاویر ماهواره­ای و ارتباط آن با عوامل اقلیمی (مطالعة موردی: استان البرز). تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 22(4)، 615-624.
خورانی، اسداله؛ بی­نیاز، مهدی؛ امیری، حمیدرضا (1394). تغییرات سطح جنگل­های حرا با توجّه به نوسانات اقلیمی (مطالعة موردی: جنگل­های بین بندر خمیر و قشم). مجلّة بوم­شناسی آبزیان، 5 (2)، 100-111.
فرج­زاده، منوچهر؛ فتح­نیا، امان­اله؛ علیجانی، بهلول؛ ضیاییان، پرویز (1390). ارزیابی اثر عوامل اقلیمی بر پوشش گیاهی منطقة زاگرس با استفاده از اطّلاعات رقومی ماهواره­ای، تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 18(1)، 107-123.
کرمی، مختار؛ طاهری قاسم­آبادی، جلال؛ اسدالهی، ابوذر (1397). بررسی تغییرات کمّی و کیفی پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای و ارتباط آن با پارامترهای اقلیمی (مطالعة موردی : شهرستان بجنورد). فصلنامة پژوهش­های نوین علوم جغرافیایی، معماری و شهرسازی، 13(1)، 1-12.
References
Amiri-Bourkhani, M., Khaledian, R., Mashrafzadeh, A. & Shahnazari, A. (2017). The temporal and spatial variations in groundwater salinity in Mazandaran Plain, Iran, during a long-term period of 26 years. Geofizika, 34 (1), 119-139.
Bao, G., Qin, Z., Bao, Y., Zhou, Y., Li, W. & Sanjjav, A. (2014). NDVI-based long-term vegetation dynamics and its response to climatic change in the Mongolian Plateau. Remote Sensing, 6 (9), 8337-8358.
Chang, C. T., Wang, S.F., Vadeboncoeur, M. A. & Lin, T. C. (2014). Relating vegetation dynamics to temperature and precipitation at monthly and annual timescales in Taiwan using MODIS vegetation indices. International journal of remote sensing, 35 (2), 598-620.
Chen, Z., Jiang, W. G., Tang, Z. H. & Jia, K. (2016). Spatial-temporal pattern of vegetation index change and the relationship to land surface temperature in zoige. The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 41, 849-852.
Chuai, X. W., Huang, X. J., Wang, W. J. & Bao, G. (2013). NDVI, temperature and precipitation changes and their relationships with different vegetation types during 1998–2007 in Inner Mongolia, China. International Journal of Climatology, 33 (7), 1696-1706.
Ding, M., Zhang, Y., Liu, L., Zhang, W., Wang, Z. & Bai, W. (2007). The relationship between NDVI and precipitation on the Tibetan Plateau. Geographical Sciences, 17 (3), 259-268.
Dou, Y., Chen, X., Bao, A., Luo, G., Jappar, G. & Li, J. (2008). TheCorrelation Analysis of Vegetation Variable Process and ClimateVariables in Alpine- Cold Wetland in Arid Area.Geoscience and RemoteSensing Symposium, IGARSS 2008. IEEE International, 4, 7-11, P: IV-878-IV-881.
Emadi, M., Shahriari, A. R., Sadegh-Zadeh, F., Jalili Seh-Bardan, B. & Dindarlou, A. (2016). Geostatistics-based spatial distribution of soil moisture and temperature regime classes in Mazandaran province, northern Iran. Archives of Agronomy and Soil Science, 62 (4), 502-522.
Farajzadeh, M., Fathnia, A., Alijani, A. & Zeaiean, P. (2011). Assessment of climatic factors effect on vegetation in the Zagross region using satellite images. Iranian Journal of Range and Desert Research, 18 (1), 107-123. (In Persian)
Guo, L., Wu, S., Zhao, D., Yin, Y., Leng, G. & Zhang, Q. (2014 a). NDVI-based vegetation change in Inner Mongolia from 1982 to 2006 and its relationship to climate at the biome scale. Advances in Meteorology, 1-12.
Guo, W., Ni, X., Jing, D. & Li, S. (2014 b). Spatial-temporal patterns of vegetation dynamics and their relationships to climate variations in Qinghai Lake Basin using MODIS time-series data. Geographical Sciences, 24 (6), 1009-1021.
Hashim, H., Latif, Z. A. & Adnan, N. A. (2019). Urban vegetation classification with NDVI thresold value method with very high resolution (VHR) PLEIADES Imagery. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Kuala Lumpur, Malaysia. XLII-4/W16, 237-240.
Halimi, M., Sedighifar, Z., & Mohammadi, C. (2018). Analyzing spatiotemporal land use/cover dynamic using remote sensing imagery and GIS techniques case: Kan basin of Iran. Geo Journal, 83 (5), 1067-1077.
He, D., Yi, G., Zhang, T., Miao, J., Li, J. & Bie, X. (2018). Temporal and Spatial Characteristics of EVI and Its Response to Climatic Factors in Recent 16 years Based on Grey Relational Analysis in Inner Mongolia Autonomous Region, China. Remote Sensing, 10 (6) 961, 1-17.
Huete, A., Didan, K., Miura, T., Rodriguez, E. P., Gao, X. & Ferreira, L. G. (2002). Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote sensing of environment, 83 (1-2), 195-213.
Hussein, S. O., Kovács, F. & Tobak, Z. (2017). Spatiotemporal assessment of vegetation indices and land cover for Erbil city and its surrounding using MODIS imageries. Environmental Geography, 10 (1-2), 31-39.
Karami, M., Taheri GhasemAbadi, J., Asadollahi, A. (2018). Investigating the quantitative and qualitative changes of vegetation using satellite images and its relationship with climatic parameters (Case study: Bojnourd city). Geographical New Studies, Architecture and Urbanis, 13 (1), 1-12. (In Persian)
Kaufmann, R.K., Zhou, L., Myneni, R.B., Tucker, C.J., Slayback, D., Shabanov, N.V. & Pinzon, J. (2003). The effect of vegetation on surface temperature: A statistical analysis of NDVI and climate data. Geophysical Research Letters, 30 (22) 4 p.
Khoorani, A., Biniaz, M. & Amiri, H. R. (2015). Investigating the changes of mangrove forests between Khamir port and Gheshmiseland and its correlation with climatic elements. J. Aqu. Eco, 5 (2), 100-111. (In Persian)
Leilei, L., Jianrong, F. & Yang, C. (2014). The relationship analysis of vegetation cover, rainfall and land surface temperature based on remote sensing in Tibet, China. In IOP Conference Series. Earth and Environmental Science, 17 (1) 012034, IOP Publishing. 6p.
Li, Z., Li, X., Wei, D., Xu, X. & Wang, H. (2010). An assessment of correlation on MODIS-NDVI and EVI with natural vegetation coverage in Northern Hebei Province, China. Procedia Environmental Sciences, 2, 964-969.
Lu, L., Kuenzer, C., Wang, C., Guo, H. & Li, Q. (2015). Evaluation of three MODIS-derived vegetation index time series for dryland vegetation dynamics monitoring. Remote Sensing, 7 (6), 7597-7614.
Luan, J., Liu, D., Zhang, L., Huang, Q., Feng, J., Lin, M. & Li, G. (2018). Analysis of the spatial-temporal change of the vegetation index in the upper reach of Han River Basin in 2000–2016. Proceedings of the International Association of Hydrological Sciences, 379, 287-292.
Motlagh, M. G., Kafaky, S. B., Mataji, A., & Akhavan, R. (2018). Estimating and mapping forest biomass using regression models and Spot-6 images (case study: Hyrcanian forests of north of Iran). Environmental Monitoring and Assessment, 190 (6), 352, 1-14.
Phompila, C., Lewis, M., Ostendorf, B. & Clarke, K. (2015). MODIS EVI and LST temporal response for discrimination of tropical land covers. Remote Sensing, 7 (5), 6026-6040.
Qu, B., Zhu, W., Jia, S.H., & Lv, A. (2015). Spatio-Temporal Changes in Vegetation Activity and Its Driving Factors during the Growing Season in China from 1982 to 2011.Remote Sens, 7, 13729-13752.
Raynolds, M. K., Comiso, J. C., Walker, D. A. & Verbyla, D. (2008). Relationship between satellite-derived land surface temperatures, arctic vegetation types, and NDVI. Remote Sensing of Environment, 112 (4), 1884-1894.
Richard, Y. & Poccard, I. (1998). A statistical study of NDVI sensitivity to seasonal and interannual rainfall variations in Southern Africa. International Journal of Remote Sensing, 19 (15), 2907-2920.
Hoseini Tavasol, M., Arzani, H., Farajzadeh asl, M., Jafari, M., Babayee kafaki, S., & Kohandel, A. (2015). Monitoring of Vegetation Change in the growing season by using satellite imagery and its relationship with climatic factors (Case Study: Alborz Province). Iranian Journal of Range and Desert Research, 22 (4), 615-624. (In Persian)
Testa, S., Soudani, K., Boschetti, L. & Mondino, E.B. (2018). MODIS-derived EVI, NDVI and WDRVI time series to estimate phenological metrics in French deciduous forests. International journal of applied earth observation and geoinformation, 64, 132-144.
Wang, J., Rich, P. M. & Price, K. P. (2003). Temporal responses of NDVI to precipitation and temperature in the central Great Plains, USA. International Journal of Remote Sensing, 24 (11), 2345-2364.
Xin, Z., Xu, J., & Zheng, W. (2008). Spatiotemporal variations of vegetation cover on the Chinese Loess Plateau (1981-2006): Impacts of climate changes and human activities. Science in China Series D: Earth Sciences, 51 (1), 67-78.
 Xu, G., Zhang, H., Chen, B., Zhang, H., Innes, J. L., Wang, G., Yan, J., Zheng, Y., Zhu, Z. & Myneni, R.B. (2014). Changes in vegetation growth dynamics and relations with climate over China’s landmass from 1982 to 2011. Remote Sensing, 6 (4), 3263-3283.
Zhong, L., Ma, Y., Salama, M.S. & Su, Z. (2010). Assessment of vegetation dynamics and their response to variations in precipitation and temperature in the Tibetan Plateau. Climatic change, 103 (3-4), 519-535.
Zoungrana, B. J. B., Conrad, C., Amekudzi, L. K., Thiel, M. & Da, E. D. (2014). Land use/cover response to rainfall variability: A comparing analysis between NDVI and EVI in the Southwest of Burkina Faso. Climate, 3 (1), 63-77.