پایش تغییرات پوشش گیاهی حوزه آبخیز کرج با استفاده از شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی و تحلیل گرادیان

سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی

مقاله 4، دوره 9، شماره 4 - شماره پیاپی 33، بهمن 1397، صفحه 55-72   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

فاطمه محمدیاری¹؛ میرمهرداد میرسنجری^{* 2}؛ اردوان زرندیان³

¹دانشجوی دکتری آمایش محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

²استادیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

³استادیار گروه ارزیابی و مخاطرات محیط زیست، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار سازمان حفاظت محیط زیست، تهران

چکیده

در تحقیق حاضر تغییرات پوشش گیاهی حوزه آبخیز کرج در سال های 1385، 1390 و 1396 با استفاده از شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI)، تلفیق متریک های سرزمین و تحلیل گرادیان بررسی‌شده است. پس از محاسبه شاخص NDVI، برای انجام تحلیل گرادیان دو ترانسکت در جهت شمال -جنوب و شرق- غرب طراحی شد. سپس 6 متریک در دو سطح کلاس و سیمای سرزمین با روش پنجره متحرک محاسبه گردید. نتایج مقایسات مساحت طبقات نشان داد که بیشترین افزایش مساحت در اراضی با پوشش گیاهی بسیار خوب‌صورت گرفته، به‌طوری‌که 5104 هکتار (4 درصد) بر وسعت آن افزوده‌شده است. همچنین بیشترین کاهش مساحت در اراضی با پوشش عالی است که در بازه زمانی موردمطالعه به میزان 4055 هکتار (3 درصد) کاهش‌یافته است. نتایج تحلیل گرادیان نیز نشان داد که الگوی پراکنش پوشش گیاهی در هر سه سال موردبررسی به صورت کپه ای است. نتایج حاصل از آنالیز هر دو ترانسکت در سطح سیمای سرزمین و کلاس نشان داد که میانگین فاصله از نزدیک‌ترین همسایه به‌تدریج در طول ترانسکت ها افزایش و درمجموع در سال 1396 نسبت به سال اولیه افزایش‌یافته است. این امر نشانگر افزایش فاصله میان لکه های هم نوع و دشواری ارتباط میان آن‌هاست که از علائم بروز ازهم‌گسیختگی در سیمای سرزمین است.

کلیدواژه‌ها

شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی (NDVI)؛ حوزه آبخیز کرج

مراجع

احمدی، ا.، م. ر. طاطیان، ر. تمرتاش، ح. یگانه و ی. عصری. 1395. بررسی پوشش گیاهی اراضی  شور حاشیه دریاچه ارومیه با استفاده  از  تصاویر ماهواره ای. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(1): 1-12.

بیات، ر.، س. جعفری، ب. قرمز چشمه و ا. چرخابی. 1395. مطالعه تأثیر ریز گردها بر تغییرات پوشش گیاهی (مطالعه موردی: تالاب شادگان خوزستان). سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 7(2): 17-32.

پور هاشمی، س.، م. بروغنی، م. زنگه اسدی و ا. امیر احمدی. 1394. تحلیل ارتباط پوشش گیاهی بر وقوع تعداد گردوغبار استان خراسان رضوی با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سنجش‌ازدور. سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(4): 33-45.

جعفری، ع. و ز. آرمان. 1393. پایش تغییرات پوشش گیاهی منطقه حفاظت‌شده جنگلی هلن و دلایل آن بر اساس تحلیل دو زمانه NDVI. مجله محیط‌زیست طبیعی-منابع طبیعی ایران، 67(4): 391-402.

جباریان امیری، ب. 1392. ارزیابی اثرات محیط زیستی. انتشارات دانشگاه تهران، 184 صفحه.

زبردست، ل.، ا. ر. یاوری، ا. صالحی و م. مخدوم. 1390. بررسی تغییرات ساختاری ناشی از جاده در پارک ملی گلستان در فاصله سال های 1366 تا 1389 با استفاده از متریک های اکولوژی سیمای سرزمین. پژوهش های محیط زیست، 2(4): 11-20.

میرسنجری، م.، م. و ف. محمدیاری. 1396. پایش تغییرات سیمای سرزمین با استفاده از تحلیل گرادیان مطالعه موردی (شهرستان بهبهان). مجله جغرافیا و پایداری محیط، 22: 83-96.

میرزایی، م.، ع. ریاحی بختیاری، ع. ماهینی، و م. غلامعلی فرد. 1392. بررسی تغییرات پوشش اراضی استان مازندران با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین بین سال‌های 1363-1389. مجله اکولوژی کاربردی، 2(4): 37-54.

محمدیاری، ف. ح. پورخباز، م. توکلی و ح. اقدر. 1393. تهیه نقشه پوشش گیاهی و پایش تغییرات آن با استفاده از تکنیک های سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: شهرستان بهبهان). فصلنامه اطلاعات جغرافیایی (سپهر)، 92(23): 23-34.

Alberti M, Marzluff JM. 2004. Ecological resilience in urban ecosystems: linking urban patterns to human and ecological functions. Urban Ecosystems, 7(3): 241-265.

Barbosa H, Kumar TL. 2016. Influence of rainfall variability on the vegetation dynamics over Northeastern Brazil. Journal of Arid Environments, 124: 377-387.

Batistella M, Robeson S, Moran EF. 2003. Settlement design, forest fragmentation, and landscape change in Rondônia, Amazônia. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 69(7): 805-812.

Birtwistle AN, Laituri M, Bledsoe B, Friedman JM. 2016. Using NDVI to measure precipitation in semi-arid landscapes. Journal of Arid Environments, 131: 15-24.

Blaes X, Chomé G, Lambert M-J, Traoré PS, Schut AG, Defourny P. 2016. Quantifying fertilizer application response variability with VHR satellite NDVI time series in a rainfed smallholder cropping system of Mali. Remote Sensing, 8(6): 531.

Davies KP, Murphy RJ, Bruce E. 2016. Detecting historical changes to vegetation in a Cambodian protected area using the Landsat TM and ETM⁺ sensors. Remote Sensing of Environment, 187: 332-344.

Englund O, Berndes G, Cederberg C. 2017. How to analyse ecosystem services in landscapes-A systematic review. Ecological Indicators, 73: 492-504.

Gandhi GM, Parthiban S, Thummalu N, Christy A. 2015. NDVI: vegetation change detection using remote sensing and GIS–a case study of Vellore District. Procedia Computer Science, 57: 1199-1210.

Gillespie TW, Ostermann-Kelm S, Dong C, Willis KS, Okin GS, MacDonald GM. 2018. Monitoring changes of NDVI in protected areas of southern California. Ecological Indicators, 88: 485-494.

Li H, Wu J. 2004. Use and misuse of landscape indices. Landscape Ecology, 19(4): 389-399.

Li F, Song G, Liujun Z, Yanan Z, Di L. 2017. Urban vegetation phenology analysis using high spatio-temporal NDVI time series. Urban Forestry & Urban Greening, 25: 43-57.

Luck M, Wu J. 2002. A gradient analysis of urban landscape pattern: a case study from the Phoenix metropolitan region, Arizona, USA. Landscape Ecology, 17(4): 327-339.

McGarigal K, Cushman SA, Neel MC, Ene E. 2002. FRAGSTATS: spatial pattern analysis program for categorical maps. Computer software program produced by the authors at the University of Massachusetts, Amherst. 245 pp.

McGarigal K, Marks BJ. 1995. FRAGSTATS: spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. Gen Tech Rep PNW-GTR-351 Portland, OR: US Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station 122 p, 351.

Nagendra H, Lucas R, Honrado JP, Jongman RH, Tarantino C, Adamo M, Mairota P. 2013. Remote sensing for conservation monitoring: Assessing protected areas, habitat extent, habitat condition, species diversity, and threats. Ecological Indicators, 33: 45-59.

Pettorelli N, Chauvenet AL, Duffy JP, Cornforth WA, Meillere A, Baillie JE. 2012. Tracking the effect of climate change on ecosystem functioning using protected areas: Africa as a case study. Ecological Indicators, 20: 269-276.

Tao Y, Li F, Liu X, Zhao D, Sun X, Xu L. 2015. Variation in ecosystem services across an urbanization gradient: A study of terrestrial carbon stocks from Changzhou, China. Ecological Modelling, 318: 210-216.

Yu XJ, Ng CN. 2007. Spatial and temporal dynamics of urban sprawl along two urban–rural transects: A case study of Guangzhou, China. Landscape and Urban Planning, 79(1): 96-109.

Wen Z, Wu S, Chen J, Lü M. 2017. NDVI indicated long-term interannual changes in vegetation activities and their responses to climatic and anthropogenic factors in the Three Gorges Reservoir Region, China. Science of the Total Environment, 574: 947-959.

Whittaker RH. 1967. Gradient analysis of vegetation. Biological Reviews, 42(2): 207-264.

Wu C, Peng D, Soudani K, Siebicke L, Gough CM, Arain MA, Bohrer G, Lafleur PM, Peichl M, Gonsamo A. 2017. Land surface phenology derived from normalized difference vegetation index (NDVI) at global FLUXNET sites. Agricultural and Forest Meteorology, 233: 171-182.

Xu Y, Yang J, Chen Y. 2016. NDVI-based vegetation responses to climate change in an arid area of China. Theoretical and Applied Climatology, 126(1-2): 213-222.

Zhang Z, Van Coillie F, De Clercq EM, Ou X, De Wulf R. 2013. Mountain vegetation change quantification using surface landscape metrics in Lancang watershed, China. Ecological Indicators, 31: 49-58.