پایش خشکسالی بوم شناختی زاگرس میانی برپایه داده های ماهوارۀ لندست – 7 و داده های اقلیمی (مطالعۀ موردی: استان لرستان) (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
پوشش گیاهی نقش مهمی در حفاظت از منابع آب و خاک، تثبیت کربن و بهبود کیفیت هوا دارد. در زاگرس میانی، پوشش گیاهی جنگلی و مرتعی و تأثیر آن در حفاظت از منابع خاک و آب و پایداری فعالیت های اقتصادی، دارای اهمیت بسیار است. در این پژوهش، با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجین و تصاویر ماهواره لندست – 7، خشکسالی زاگرس میانی (استان لرستان) با شاخص های گیاهی NDVI، SAVI و VCI و همچنین شاخص خشکسالی هواشناسیSPI ، متعلق به دوره آماری 2020-2000 پایش شد. برای محاسبه شاخص SPI از داده های بارش نُه ایستگاه هواشناسی سینوپتیک، با پراکنش مکانی مناسب و طول دوره آماری (2020-2000) استفاده شد و پردازش ها در نرم افزار DPI انجام شد. به منظور محاسبه شاخص های گیاهی، ابتدا تمامی تصاویر ماهواره ای تصحیح هندسی شده سنجنده ETM+ ماهواره لندست برای استان لرستان، متعلق به هر سال، فراخوانی شد. در این مرحله، به طور متوسط درمورد هر سال 52 تصویر فراخوانی شد. سپس تصاویر با پوشش ابری کمتر از 5% انتخاب و پردازش شدند. نتایج شاخص VCI نشان داد منطقه مورد مطالعه، در طول دوره آماری 2020-2000، اغلب تحت تأثیر خشکسالی خفیف بوده و بین سال های مورد مطالعه، در سال 2008، بیشترین میزان مساحت خشکسالی مربوط به طبقه متوسط را با 6/5880 هکتار، دارا بوده است. نتایج شاخص SPI نشان داد در سال 2010 خشکسالی متوسط، در سال های 2008 و 2017 خشکسالی شدید، در 2006 ترسالی ملایم و سال 2019 ترسالی شدید رخ داده است. نتایج شاخص های NDVI و SAVI نیز گویای افزایش طبقات پوشش گیاهی تنک و مناطق فاقد پوشش گیاهی، به ترتیب، 1/331679 و 115164 هکتار و کاهش پوشش گیاهی نرمال و متراکم، به ترتیب، 7/446160 و 4/682 هکتار در سال 2008، در قیاس با سال های 2006 و 2007 بود. براساس نتایج، هر سه شاخص مورد بررسی شرایط مساعد پوشش گیاهی و ترسالی اکولوژیک در سال های 2016، 2019 و 2020 به دست آمد. بیشترین میزان این هماهنگی میان خشکسالی هواشناسی SPI و شاخص های گیاهی در سال های 2008 و 2010 و تاحدودی ترسالی سال 2019 مشاهده شد. به طور کلی، نتایج نشان می دهد که افزایش یا کاهش پوشش گیاهی می تواند ناشی از رخداد یا نبود خشکسالی باشد؛ ضمن آنکه دیگر عوامل، مانند تغییرات کاربری اراضی نیز، باید درنظر گرفته شود.Ecological Drought Monitoring of Middle Zagros Based on Landsat 7 Satellite Data and Climate Data (Case Study: Lorestan Province)
Vegetation plays an important role in protecting water and soil resources, stabilizing carbon and improving air quality. In Middle Zagros, forest and pasture vegetation is very important in terms of protecting soil and water resources and sustaining economic activities. In this research, using the Google Earth Engine platform and Landsat 7 satellite images, the drought of Middle Zagros (Lorestan province) was monitored with vegetation indices NDVI, SAVI and VCI, as well as meteorological drought index SPI for the statistical period of 2020-2000. To calculate the SPI index, the precipitation data of 9 synoptic meteorological stations with appropriate spatial distribution and the length of the statistical period (2020-2000) were used, and the processing was done in DPI software. In order to calculate the plant indices, first, all the geometrically corrected satellite images of the ETM+ sensor of the Landsat satellite were called for Lorestan province for each year. At this stage, an average of 52 images were called for each year. Then the images with less than 5% cloud cover were selected and processed. The results of the VCI index showed that mainly the studied area was affected by mild drought during the statistical period of 2020-2000. The year 2008 had the highest amount of drought related to the middle class with 5880.6 hectares among the studied years. The results of the SPI index showed that there was a moderate drought in 2010, a severe drought in 2008 and 2017, a mild drought in 2006, and a severe drought in 2019. The results of NDVI and SAVI indices also show the increase of thin vegetation classes and areas without vegetation by 1.331679 and 115164 hectares, respectively, and the decrease of normal and dense vegetation by 446160.7 and 682.4 hectares respectively per year. 2008 was compared to 2006 and 2007. Based on the results of all three investigated indicators, the favorable conditions of vegetation cover and ecological threat were obtained in 2016, 2019 and 2020. The highest level of this coordination between SPI meteorological drought and vegetation indices was observed in 2008 and 2010 and to some extent in 2019. In general, the results show that the increase or decrease of vegetation can be caused by the occurrence or absence of drought, while other factors such as land use changes should also be considered.
تبلیغات
