حمید گشتاسب میگونی

سابقه و هدفجنگل زدایی یکی از بزرگ ترین چالش های جهانی محیط زیست است، زیرا جنگل ها یکی از مهم ترین اجزای بوم سازگان های جهان هستند و نقش کلیدی در تعدیل اقلیم و تنظیم چرخه های مختلف بیوشیمیایی دارند. جنگل های شمال ایران یکی از باارزش ترین اکوسیستم های جنگلی ایران به شمار می روند و ازنظر تنوع گونه های گیاهی جزو جنگل های غنی محسوب می شوند. بنابراین، تشخیص تغییرات سطوح در جنگل ها با کمک داده های چندزمانی به ما این امکان را می دهد که با شناسایی خودکار این تغییرات از تخریب بیشتر جلوگیری نماییم. هدف اصلی این تحقیق شناسایی آستانه ها و اعمال آن ها بر روی تصاویر شاخص تفاوت گیاهی نرمال شده (NDVI) در سنجنده مودیس و پایش خودکار مناطق جنگلی است.مواد و روش هااین تحقیق در منطقه حفاظت شده البرز مرکزی با وسعت بیش از ۳۹۸ هزار هکتار و پوشش گیاهی بسیار غنی با بیش از ۱۱۰۰ گونه گیاهی انجام شد. در این تحقیق محصول MOD13Q1 سنجنده مودیس و شاخص NDVI با وضوح مکانی ۲۵۰ متر و وضوح زمانی ۱۶ روز و همچنین تصاویر محصول MCD12C1 سنجنده مودیس با تفکیک مکانی 5600 متر و تفکیک زمانی یک ساله در سه لایه با طرح های طبقه بندی برنامه بین المللی ژئوسفر – بیوسفر (IGBP)، دانشگاه مریلند (UMD) و طرح مشتق شده مودیس (LAI) استفاده شد. تصاویر NDVI ۱۶ روزه با الگوریتم حداکثر مقدار به تصاویر ماهانه تبدیل شدند و الگوریتم PCA با ۲۵ مؤلفه برای حذف خطا ها بر روی آن ها اعمال شد. با استفاده از سامانه گوگل ارث، ۵ چندضلعی تصادفی در مناطق جنگلی بکر انتخاب شد تا مقدار پیکسل ها تخمین زده شده و درنهایت آستانه تعیین شود. همگنی پوشش گیاهی با استفاده از MCD12C1 موردبررسی قرار گرفت. آستانه جنگل با محاسبه میانگین و انحراف معیار مناطق نمونه، طی یک دوره ۱۶ ساله تعیین شد. درنهایت، تغییرات با اعمال آستانه بر روی تصاویر سال های ۲۰۰۱ و ۲۰۱۶ و اعمال عملیات بولین با عملگرهای and و or روی آن ها شناسایی شد. سپس با استفاده از سامانه گوگل ارث اعتبار سنجی این نقاط انجام شد.نتایج و یافته هابا اعمال PCA روی تصاویر به همراه حفظ اطلاعات اصلی، میزان خطا تا حد مطلوب کاهش یافت. نتایج بررسی همگنی پوشش گیاهی در ۵ منطقه نمونه نشان داد که در سه لایه طبقه بندی، همگن بوده و از طبقه جنگل های پهن برگ خزان کننده هستند. نتایج محاسبات انحراف معیار و میانگین ماهانه ارزش جنگل حاکی از آن است که ماه های جون، جولای و اوت (۱۱ خرداد الی ۹ شهریور) برای بررسی تغییرات پوشش جنگلی منطقه مورد مطالعه مناسب هستند. آستانه برای این ماه ها به ترتیب برابر با 55/8596، ۸۰۰۰ و 51/8497 به دست آمد. با اعمال آستانه ها بر روی تصاویر در این سه ماه در سال های ۲۰۰۱ و ۲۰۱۶ و کسر این تصاویر از یکدیگر، پیکسل هایی که ارزش جنگلی خود را ازدست داده بودند، مشخص شدند. درنهایت، پس از انجام عملیات بولین ، ۲۰۰ پیکسل با مساحت تقریبی ۲۳/۱۷۲۸ هکتار به عنوان نقاط تغییریافته با کاهش پوشش جنگلی شناسایی شد. پس از بررسی، دقت کلی برای نقاط تعیین شده برابر با 5/88 درصد بود. بنابراین با اعمال آستانه های تعیین شده، امکان تشخیص خودکار تغییرات در عرصه های پوشش جنگلی به صورت به روز و مستمر فراهم است.نتیجه گیریبه طورکلی منطقه حفاظت شده البرز مرکزی یکی از مراکز مهم جنگلی کشور است و بر اساس نتایج به دست آمده طی 16 سال به دلایل مختلف، مقدار قابل توجهی از جنگل ها دچار تخریب شده یا ازدست رفته است. همچنین نتایج این تحقیق حاکی از اهمیت استفاده از روش های خودکار در شناسایی تغییرات پوشش جنگلی با اعمال آستانه های معین بر روی تصاویر شاخص NDVI سنجنده مودیس در سنجش ازدور است.

شناسایی کامل مخاطرات و اولویت بندی آن ها در جهت عدم آسیب به طبیعت از اولین گام های مدیریت منابع طبیعی می باشد. لذا معرفی یک سیستم جامع قابل ارزیابی، درک و ارزشیابی، درجهت کنترل مخاطرات ضروری می باشد این پژوهش با هدف مدلسازی و پیش بینی میزان مخاطرات محیطی به دنبال افزایش تخریب در محیط های طبیعی به کمک شبکه عصبی مصنوعی (ANN) انجام گرفت. به این ترتیب تعداد 600 نمونه خاک و پوشش گیاهی در واحدهای همگن اکولوژیک برداشت شد. نمونه های خاک با روش ترانسکت نواری به توجه به عمق خاک و در چهار پروفیل (cm5،10،15،20) تهیه شد. نمونه های گیاهی نیز با روش سطح حداقل و با استفاده از پلات های مربع 2 2 با توجه به نوع، تراکم و پراکنش پوشش گیاهی برداشت شد. نمونه برداری در دو زون امن و سایر استفاده ها مدل سازی با کمک ANN در محیط متلب انجام شد. مدل بهینه پرسپترون چندلایه با دو لایه پنهان، تابع تانژانت سیگموئید و 19 نورون در هر لایه و ضریب تبیین 90/0 انتخاب شد. نتایج آنالیز حساسیت نشان داد، رطوبت وزنی خاک در شدت کاهش تنوع زیستی و ریسک سیل و همچنین افزایش ریسک انقراض گونه های اندمیک منطقه اثرگذار خواهد بود، و پس از آن وزن مخصوص ظاهری و حقیقی و تخلخل خاک و فاصله از جاده نقش کلیدی در تخریب پوشش گیاهی، افزایش سیل و افزایش ریسک انقراض پوشش گیاهی را دارند. لذا پیشنهاد می شود اقدامات مرتبط با احیای خاک و پوشش گیاهی در این پارک به منظور کاهش تخریب های آتی هرچه سریعتر انجام شود.