دوره 17، شماره 4 - ( 12-1402 )
جلد 17 شماره 4 صفحات 601-587 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Evaluation of Remote Sensing Indices for Estimating Organic Carbon Content of Rangeland Plant Biomass in Lashgardar Protected Area. مرتع 2024; 17 (4) :587-601
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1210-fa.html
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1210-fa.html
عطائیان بهناز، صادقی ده ابراهیمی فرزانه، هاشمی سهیلا سادات. ارزیابی شاخصهای پوشش گیاهی در برآورد میزان کربن آلی گیاهان در مراتع. مرتع. 1402; 17 (4) :587-601
گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر
چکیده: (351 مشاهده)
سابقه و هدف: تعیین میزان ماده آلی ذخیره شده پوشش گیاهی مراتع برای پایش وضعیت مرتع و اصلاح و توسعه مراتع ضروری است. اﺳﺘﻔﺎده از دادههای ﻣﺎﻫﻮارهﺎی اﻣﻜﺎن ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﮔﺴﺘﺮده ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ را ﻓﺮاﻫﻢ میﺳﺎزد. در این تحقیق سعی شده است، برآوردی از کربن آلی پوشش گیاهی بر اساس ارزیابی‌های میدانی و شاخصهای سنجش از دور در مراتع منطقه حفاظت شده لشگردر، ملایر صورت گیرد. بهعلت سهولت دسترسی سریهای زمانی داده ماهواره لندست در این تحقیق سعی شد تخمین کربن آلی پوشش گیاهی با استفاده از داده ماهواره لندست ۸ سنجنده OLI صورت گیرد.
مواد و روشها: نمونهبرداری صحرایی در 8 خرداد ماه سال 1395 از مراتع حفاظت شده منطقه لشگردر صورت گرفت. فرم رویشی غالب این مراتع علفی–بوتهای بوده و گونههای خانواده Asteraceae بیشترین فراوانی را در این منطقه حفاظت شده دارند. ﻣﺨﺘﺼﺎت ۴۰ ﻧﻘﻄﻪ بطور ﺗﺼـﺎدﻓﻲ به‌عنوان مرکز پلاتهای نمونهبرداری از زیتوده گیاهی در ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ اﻧﺘﺨﺎب ﺷدند. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺣﺬف ﺧﻄﺎی ناشی از دقت GPS، ضریب دو برابر اندازه پیکسل اعمال شد و پلاتهای۳۰×۳۰ ﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺑﺮای نمونهبرداری ﻣﻴﺪاﻧﻲ انتخاب شدند. ﻣﺨﺘﺼﺎت ﻧﻘﺎط ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ، ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﻣﺮاﻛـﺰ ﭘﻼتﻫﺎ درﻧﻈﺮﮔﺮﻓﺘﻪ شدند و سپس از زﻳـﺮ پلاتهای ۱×۱ ﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻊ اﺳﺘﻔﺎده شد. با نشانهگذاری در ﻣﺮﻛﺰ ﭘﻼت، نمونههای مرکب زیتوده هوایی از نقطه مرکزی و چهار گوشه پلات اصلی تهیه شدند. نمونهها پس از کدگذاری جهت انجام مراحل آزمایشگاهی به آزمایشگاه علوم مرتع، دانشگاه ملایر منتقل شدند. میزان کربن آلی پوشش گیاهی پس از هوا خشک شدن نمونهﻫﺎ ، به روش سوزاندن در کوره (LOI) اندازهگیری شد. شاخصهای پوشش گیاهی از تصاویر ماهوارهای لندست 8 سنجنده OLI (براساس سیستم جهانی WGS84 در گذر166و ردیف 36) که شامل اطلاعات رقومی باندهای1 تا 7 با قدرت تفکیک مکانی30 است، استفاده شد و شاخصهای سبزینگی و RVI, NDVI, IPVI, DVI, WDVI, ARVI, SAVI, TSAVI, BI, OSAVI, GEMI, EVI, LAI, GARI از تصاویر لندست استخراج شدند.
نتایج: ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻠﻪ ﺍﺯ ﻣﻘﺎیسه ﺩﺍﺩﻩﻫﺎﻱ کربن آلی ﺑﺮﺁﻭﺭﺩﻱ پوشش گیاهی با کربن آلی محاسباتی پوشش گیاهی، تنها شاخص GARI میتواند کربن آلی پوشش گیاهی را برآورد کند. بهترین مدل ارائه شده با استفاده از شاخص GARI برای کربن آلی پوشش گیاهی به‌صورت GARI 38/1 + 4/5 = OC با ضریب تبیین 13/0= 2R و 7/0= RMSE به‌‌دست‌آمد. از این نتایج میﺗﻮﺍﻥ ﭼﻨﻴﻦ ﺍﺳﺘﻨﺘﺎﺝ کرد که ﺷـﺎﺧﺺﻫـﺎی ﺳـﻨﺠﺶ از دور ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ، ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻣﻜﻤﻞ روشﻫـﺎی ﻣﻴـﺪاﻧﻲ در ﻣﻄﺎﻟﻌـﺎت ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪ. در اﻧﺘﺨـﺎب ﻣﻨﺎﺳﺐﺗﺮﻳﻦ روش ﻧﻮع ﺳﻨﺠﻨﺪه، ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت و ﺷـﺮاﻳﻂ ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻣـﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و آﮔﺎﻫﻲ از ﻧﻮع و ﻣﻴﺰان ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ و ﻧـﻮع ﻛـﺎرﺑﺮیﻫـﺎی ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﻣـﻮرد ﺗﻮﺟـﻪ ﻗـﺮار ﮔﻴـﺮد. ﺑﺮاﺳـﺎس ﻧﺘـﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻـﻞ ﻛـﺎرﺑﺮد ﻧﺴﺒﺖﻫﺎی ﺑﺎﻧﺪی، اﻃﻼﻋﺎت ﺑﻬﺘﺮی را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﻚﺑﺎﻧﺪﻫﺎ در اﺧﺘﻴﺎر ﻗﺮار ﻣﻲدﻫﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮای اﻳـﻦ ﻣﻨـﺎﻃﻖ ﻛـﺎرﺑﺮد ﻫﻤﺰﻣـﺎن ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺷﺎﺧﺺ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻬﺘﺮی در ﺗﺸـﺨﻴﺺ و ﺗﻔﻜﻴـﻚ ﻣﻴـﺰان ﭘﻮﺷـﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ اراﺋﻪ ﻣﻲدﻫﻨﺪ. ﺑﺎ اﻳﻦ ﺣﺎل اﻧﺘﺨـﺎب ﻣﻨﺎﺳـبترین روش ﺑﺎﻳـﺪ ﺑـﺎ دﻗﺖ ﺑﺎﻻ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑـﺮ اﺳـﺎس ﺑـﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﻣﻴـﺰان ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻲ ﺻﻮرت ﭘﺬﻳﺮد ﺗﺎ بتوان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﺎراﺗﺮﻳﻦ ﺷـﺎﺧﺺﻫـﺎ و آﻧﺎﻟﻴﺰﻫﺎی ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه و اراﺋﻪ ﻣﺪلﻫﺎی ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻪ ﭘـﺎﻳﺶ و ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ و ﻣﻨـﺎﻃﻖ ﺑـﺎ ﺧﺼﻮﺻـﻴﺎت ﻣﺸـﺎﺑﻪ ﭘﺮداﺧﺖ.
نتیجهگیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده میتوان بیان نمود که شاخص GARI ﺩﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﺑﺮﺁﻭﺭﺩ میزان کربن آلی پوشش گیاهی منطقه ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻬﺘﺮﻱ ﺭﺍ ﺍﺭﺍﺋﻪ داده است ﻭ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺁن ﺭﺍ ﺑﻪﻋﻨﻮﺍﻥ ﺷﺎخص ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺟﻬﺖ ﺑﺮﺁﻭﺭﺩ کربن پوشش ﮔﻴﺎﻫﻲ ﺩﺭ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻧﻤﻮﺩ. ﻫﺮ ﺷﺎﺧﺼﻲ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺑﺮای ﻳﻚ ﻣﻨﻄﻘﻪ و ﻳﺎ ﻳﻚ ﻧﻮع ﭘﻮﺷﺶ ﺑﻪﺧﺼﻮص ﺟﻮاب دﻫﺪ. تکرار زمانی مطالعات و افزایش حجم نمونه با توجه به ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت و ﺷـﺮاﻳﻂ ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻣـﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ، آﮔﺎﻫﻲ از ﻧﻮع و ﻣﻴﺰان ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ در تعیین شاخصﻫﺎی مناسب پیشنهاد میشود.
مواد و روشها: نمونهبرداری صحرایی در 8 خرداد ماه سال 1395 از مراتع حفاظت شده منطقه لشگردر صورت گرفت. فرم رویشی غالب این مراتع علفی–بوتهای بوده و گونههای خانواده Asteraceae بیشترین فراوانی را در این منطقه حفاظت شده دارند. ﻣﺨﺘﺼﺎت ۴۰ ﻧﻘﻄﻪ بطور ﺗﺼـﺎدﻓﻲ به‌عنوان مرکز پلاتهای نمونهبرداری از زیتوده گیاهی در ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ اﻧﺘﺨﺎب ﺷدند. ﺑﻪ ﻣﻨﻈﻮر ﺣﺬف ﺧﻄﺎی ناشی از دقت GPS، ضریب دو برابر اندازه پیکسل اعمال شد و پلاتهای۳۰×۳۰ ﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻌﻲ ﺑﺮای نمونهبرداری ﻣﻴﺪاﻧﻲ انتخاب شدند. ﻣﺨﺘﺼﺎت ﻧﻘﺎط ﻣﻮرد ﻧﻈﺮ، ﺑـﻪ ﻋﻨـﻮان ﻣﺮاﻛـﺰ ﭘﻼتﻫﺎ درﻧﻈﺮﮔﺮﻓﺘﻪ شدند و سپس از زﻳـﺮ پلاتهای ۱×۱ ﻣﺘﺮ ﻣﺮﺑﻊ اﺳﺘﻔﺎده شد. با نشانهگذاری در ﻣﺮﻛﺰ ﭘﻼت، نمونههای مرکب زیتوده هوایی از نقطه مرکزی و چهار گوشه پلات اصلی تهیه شدند. نمونهها پس از کدگذاری جهت انجام مراحل آزمایشگاهی به آزمایشگاه علوم مرتع، دانشگاه ملایر منتقل شدند. میزان کربن آلی پوشش گیاهی پس از هوا خشک شدن نمونهﻫﺎ ، به روش سوزاندن در کوره (LOI) اندازهگیری شد. شاخصهای پوشش گیاهی از تصاویر ماهوارهای لندست 8 سنجنده OLI (براساس سیستم جهانی WGS84 در گذر166و ردیف 36) که شامل اطلاعات رقومی باندهای1 تا 7 با قدرت تفکیک مکانی30 است، استفاده شد و شاخصهای سبزینگی و RVI, NDVI, IPVI, DVI, WDVI, ARVI, SAVI, TSAVI, BI, OSAVI, GEMI, EVI, LAI, GARI از تصاویر لندست استخراج شدند.
نتایج: ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻﻠﻪ ﺍﺯ ﻣﻘﺎیسه ﺩﺍﺩﻩﻫﺎﻱ کربن آلی ﺑﺮﺁﻭﺭﺩﻱ پوشش گیاهی با کربن آلی محاسباتی پوشش گیاهی، تنها شاخص GARI میتواند کربن آلی پوشش گیاهی را برآورد کند. بهترین مدل ارائه شده با استفاده از شاخص GARI برای کربن آلی پوشش گیاهی به‌صورت GARI 38/1 + 4/5 = OC با ضریب تبیین 13/0= 2R و 7/0= RMSE به‌‌دست‌آمد. از این نتایج میﺗﻮﺍﻥ ﭼﻨﻴﻦ ﺍﺳﺘﻨﺘﺎﺝ کرد که ﺷـﺎﺧﺺﻫـﺎی ﺳـﻨﺠﺶ از دور ﻣﻲﺗﻮاﻧﻨﺪ، ﺑﻪﻋﻨﻮان ﻣﻜﻤﻞ روشﻫـﺎی ﻣﻴـﺪاﻧﻲ در ﻣﻄﺎﻟﻌـﺎت ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﺑﻪ ﻛﺎر ﮔﺮﻓﺘﻪ ﺷﻮﻧﺪ. در اﻧﺘﺨـﺎب ﻣﻨﺎﺳﺐﺗﺮﻳﻦ روش ﻧﻮع ﺳﻨﺠﻨﺪه، ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت و ﺷـﺮاﻳﻂ ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻣـﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ و آﮔﺎﻫﻲ از ﻧﻮع و ﻣﻴﺰان ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ و ﻧـﻮع ﻛـﺎرﺑﺮیﻫـﺎی ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑﺎﻳﺪ ﻣـﻮرد ﺗﻮﺟـﻪ ﻗـﺮار ﮔﻴـﺮد. ﺑﺮاﺳـﺎس ﻧﺘـﺎﻳﺞ ﺣﺎﺻـﻞ ﻛـﺎرﺑﺮد ﻧﺴﺒﺖﻫﺎی ﺑﺎﻧﺪی، اﻃﻼﻋﺎت ﺑﻬﺘﺮی را ﻧﺴﺒﺖ ﺑﻪ ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﺗﻚﺑﺎﻧﺪﻫﺎ در اﺧﺘﻴﺎر ﻗﺮار ﻣﻲدﻫﺪ. ﻫﻤﭽﻨﻴﻦ ﺑﺮای اﻳـﻦ ﻣﻨـﺎﻃﻖ ﻛـﺎرﺑﺮد ﻫﻤﺰﻣـﺎن ﭼﻨﺪﻳﻦ ﺷﺎﺧﺺ ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻬﺘﺮی در ﺗﺸـﺨﻴﺺ و ﺗﻔﻜﻴـﻚ ﻣﻴـﺰان ﭘﻮﺷـﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ اراﺋﻪ ﻣﻲدﻫﻨﺪ. ﺑﺎ اﻳﻦ ﺣﺎل اﻧﺘﺨـﺎب ﻣﻨﺎﺳـبترین روش ﺑﺎﻳـﺪ ﺑـﺎ دﻗﺖ ﺑﺎﻻ و ﺑﺎ ﺗﻮﺟﻪ ﺑﻪ ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت ﻣﻨﻄﻘﻪ ﺑـﺮ اﺳـﺎس ﺑـﺎﻻﺗﺮﻳﻦ ﻣﻴـﺰان ﻫﻤﺒﺴﺘﮕﻲ ﺻﻮرت ﭘﺬﻳﺮد ﺗﺎ بتوان ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از ﻛﺎراﺗﺮﻳﻦ ﺷـﺎﺧﺺﻫـﺎ و آﻧﺎﻟﻴﺰﻫﺎی ﺑﻪدﺳﺖ آﻣﺪه و اراﺋﻪ ﻣﺪلﻫﺎی ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺑﻪ ﭘـﺎﻳﺶ و ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ ﻣﻨﻄﻘﻪ ﻣﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌـﻪ و ﻣﻨـﺎﻃﻖ ﺑـﺎ ﺧﺼﻮﺻـﻴﺎت ﻣﺸـﺎﺑﻪ ﭘﺮداﺧﺖ.
نتیجهگیری: با توجه به نتایج به‌دست آمده میتوان بیان نمود که شاخص GARI ﺩﺭ ﻣﻮﺭﺩ ﺑﺮﺁﻭﺭﺩ میزان کربن آلی پوشش گیاهی منطقه ﻧﺘﺎﻳﺞ ﺑﻬﺘﺮﻱ ﺭﺍ ﺍﺭﺍﺋﻪ داده است ﻭ ﻣﻲﺗﻮﺍﻥ ﺁن ﺭﺍ ﺑﻪﻋﻨﻮﺍﻥ ﺷﺎخص ﻣﻨﺎﺳﺐ ﺟﻬﺖ ﺑﺮﺁﻭﺭﺩ کربن پوشش ﮔﻴﺎﻫﻲ ﺩﺭ ﻣﻨﺎﻃﻖ ﻣﺸﺎﺑﻪ ﺗﻮﺻﻴﻪ ﻧﻤﻮﺩ. ﻫﺮ ﺷﺎﺧﺼﻲ ﻣﻤﻜﻦ اﺳﺖ ﺑﺮای ﻳﻚ ﻣﻨﻄﻘﻪ و ﻳﺎ ﻳﻚ ﻧﻮع ﭘﻮﺷﺶ ﺑﻪﺧﺼﻮص ﺟﻮاب دﻫﺪ. تکرار زمانی مطالعات و افزایش حجم نمونه با توجه به ﺧﺼﻮﺻﻴﺎت و ﺷـﺮاﻳﻂ ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻣـﻮرد ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ، آﮔﺎﻫﻲ از ﻧﻮع و ﻣﻴﺰان ﭘﻮﺷﺶ ﮔﻴﺎﻫﻲ در تعیین شاخصﻫﺎی مناسب پیشنهاد میشود.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
