شاخص وضعیت پوشش گیاهی

با توجه به روند تغییرات اقلیم و کاهش بارندگی در دهه اخیر، خشکسالی به یک مشکل بزرگ در جهان و بالاخص در مناطق خشک و نیمه خشک از قبیل ایران تبدیل شده است. از این رو پایش و مدیریت آن امری مهم می باشد. در مقابل روش های سنتی که مبتنی بر مشاهدات ایستگاه های هواشناسی هستند و بیشتر به بررسی خشکسالی هواشناسی می پردازند، استفاده از تکنیک سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای به عنوان یک ابزار مفید جهت پایش مکانی و زمانی خشکسالی کشاورزی مورد توجه محققین واقع شده است. اما استفاده از این تکنیک و نتایج حاصل از آن همچنان نیاز به ارزیابی و واسنجی برای مناطق مختلف دارد. هدف از این مطالعه بررسی الگوهای مکانی و زمانی خشکسالی با استفاده از داده های ماهواره ای سنجنده مادیس بین سال های 2013-2000 می باشد. بدین منظور شاخص های خشکسالی بر مبنای داده های ماهواره ای شامل: شاخص اختلاف نرمال شده پوشش گیاهی (NDVI)، شاخص وضعیت پوشش گیاهی (VCI)، شاخص وضعیت دما (TCI)، شاخص خشکی (TDVI) و شاخص رطوبت خاک (SWI) از روی تصاویر مادیس برای دوره زمانی مورد نظر و در مقیاس های زمانی فصلی، شش ماهه و سالانه استخراج گردید و نتایج حاصل از این شاخص ها با مقادیر شاخص بارش استاندارد (SPI) مقایسه گردید. نتایج نشان می دهد که محدوده مطالعاتی به طور کلی از پوشش گیاهی متوسط تا کم برخوردار است. برمبنای محاسبه های انجام شده شرایط اقلیمی محدوده با نتایج حاصل از شاخص گیاهی VCI در مقیاس فصلی، تطابق بیشتری دارد. در نتیجه شاخص VCI به عنوان بهترین شاخص جهت پایش خشکسالی کشاورزی استان مرکزی انتخاب گردید. همچنین نتایج به دست آمده از به کار گیری شاخص گیاهی VCI، نشان دهنده وضعیت خشکسالی در سال های 2000 و 2008 و وضعیت ترسالی در سال های 2009 و 2010 نسبت به دوره مطالعاتی در منطقه می باشد.

خشکسالی پدیده ای طبیعی، تکراری و موقتی است که به سبب بارش اندک رخ می دهد و تقریباً تمامی مناطق اقلیمی جهان را تحت تأثیر خود قرار می دهد، بویژه مناطق نیمه خشک که بدلیل میزان پائین بارش سالانه و حساسیت به تغییرات اقلیمی مستعد وضعیت خشکسالی می باشند. خشکسالی می تواند بر سلامت انسان ها و همچنین وضعیت اقتصادی و سیاسی جامعه تأثیرگذار باشد. اطلاعات در مورد شدت، طول مدت و پوشش مکانی خشکسالی می تواند به کارشناسان درخصوص کاهش آسیب پذیری مناطقی که تحت تأثیر خشکسالی هستند، کمک کند. یکی از چالش های اصلی در مدل سازی خشکسالی در ایران که در بخش خشک کره زمین واقع شده است، عدم وجود داده های هواشناسی بلند مدت برای اکثر مناطق کشور می باشد. داده های سنجش از دوری می توانند اطلاعاتی را در خصوص وضعیت پوشش گیاهی در اختیار قرار دهند. در این مقاله مدل های آماری خطی اتورگرسیو- میانگین متحرک تجمعی ( ARIMA ) و مدل شبکه عصبی برای مدل سازی خشکسالی براساس داده های سنجش از دوری مورد استفاده قرار گرفته است . به همین منظور، شاخص بارش استانداردسازی شده ( SPI ) با استفاده از داده های هواشناسی به عنوان میزان شدت خشکسالی مورد استفاده قرار گرفت . تعدادی از ویژگی ها شامل شاخص اختلاف نرمال شده پوشش گیاهی ( NDVI ) ، شاخص وضعیت پوشش گیاهی ( VCI ) و شاخص پوشش گیاهی - دمایی ( TVX ) که از تصاویر MODIS استخراج شده است، بکار برده شدند. با استفاده از مدل ها، شاخص های بدست آمده مدل سازی شدند و خطاهای RMSE و MAE برای آنها محاسبه گردید. سپس همبستگی میان شاخص های سنجش از دوری NDVI ، TVX و VCI و شاخص هواشناسی SPI بررسی شده و به ترتیب مقادیر 0546/0، 1475/0 و 0519/0 بدست آمد. در این میان، شاخص های TVX و NDVI دارای بیشترین همبستگی با داده های SPI بودند. بنابراین از شاخص های TVX ، NDVI به همراه شاخص SPI می توان در پیش بینی وضعیت خشکسالی در منطقه مورد پژوهش استفاده نمود .