دوره 16، شماره 1 - ( 1-1401 )
جلد 16 شماره 1 صفحات 51-33 |
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:
mohammadi moghaddam S, Ghorbani A, Arzani H, Azizi Mobser J, Mostafazadeh R. Modelling Above ground net primary production of Sabalan rangelands using vegetation index and non-linear regression. مرتع 2022; 16 (1) :33-51
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-630-fa.html
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-630-fa.html
محمدی مقدم سمانه، قربانی اردوان، ارزانی حسین، عزیزی مبصر جوانشیر، مصطفی زاده رئوف. مدل‌سازی تولید خالص اولیه سطح زمین مراتع سبلان با استفاده از شاخص‌های گیاهی و رگرسیون غیرخطی. مرتع. 1401; 16 (1) :33-51
گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
چکیده: (2985 مشاهده)
سابقه و هدف: امروزه با پیشرفت سنجنده‌های ماهواره‌ای، نقش آن‌ها در کسب اطلاعات و بررسی عوارض و پدیده‌های زمین اهمیتی روز افزون یافته است. یکی از این اطلاعات ارزشمند که مبنای بسیاری از برنامه‌ریزی‌ها و تصمیم‌گیری‌ها را در مراتع تشکیل می‌دهد تولید خالص اولیه سطح زمین است. روش سنتی برآورد تولید، استفاده از اندازه‌گیری زمینی است. هزینه بالا، زمان‌بر و طاقت‌فرسا بودن جمع‌آوری داده‌های زمینی از محدودیت‌های روش سنتی میباشد و این روش را برای برآورد تولید مناطق با وسعت بالا فوقالعاده مشکل و پرهزینه می‌نماید. از این‌رو هدف این تحقیق مدل‌سازی تولید خالص اولیه سطح زمین با استفاده از شاخص‌های گیاهی است.
مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری از پوشش گیاهی در مراتع ارتفاعات سبلان در استان اردبیل و محدوده ارتفاعی 1500 تا 3300 متر در سال 1395 انجام گرفت. در مجموع 9 سایت در منطقه انتخاب و در هر سایت 3 ترانسکت 100 متری با فاصله 50 متر از یکدیگر قرار گرفت. در امتداد هر ترانسکت 5 پلات 1 متر مربعی با فاصله 20 متر از یکدیگر مستقر و در هر پلات تولید خالص اولیه به تفکیک فرم رویشی شامل بوته‌ها، گندمیان و پهن‌برگان علفی برداشت شد. نمونه‌های تولید خالص اولیه سطح زمین به مدت 24 ساعت در آون و در دمای 70 درجه سلسیوس قرار داده شد و سپس به‌منظور تعیین وزن خشک آن‌ها، توزین شدند. همچنین شاخص‌های گیاهی شامل NDVI، PVI3، RVI و SAVI با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8، سنجنده OLI مربوط به سال 1394 محاسبه شد. با توجه به اینکه حداکثر رشد گیاهان در منطقه در ماه خرداد است، تصاویر برای ماه خرداد انتخاب شدند. سپس با استفاده از مدل جمعی تعمیم‌یافته در نرم افزار R، رابطه تولید خالص اولیه کل و فرم‌های رویشی با شاخص‌های گیاهی به‌صورت انفرادی و ترکیبی به‌دست آمد. در نهایت تولید خالص اولیه سطح زمین با استفاده از روش رگرسیون غیرخطی مدل‌سازی شد.
نتایج: به‌کارگیری مدل‌های جمعی تعمیم‌یافته برای هر یک از شاخص‌های گیاهی و تولید خالص اولیه کل و فرم رویشی به‌صورت انفرادی نشان می‌دهد که شاخص‌های گیاهی NDVI، PVI3 و RVI دارای رابطه غیرخطی با تولید کل و فرم‌های رویشی هستند. اما شاخص SAVI با تولید خالص اولیه سطح زمین کل و گندمیان دارای رابطه خطی است. همچنین همه شاخص‌های گیاهی دارای رابطه معنی‌دار با تولید خالص اولیه هستند. رتبه‌بندی شاخص‌های گیاهی اثرگذار بر تولید خالص اولیه براساس ضریب تبیین نشان می‌دهد که با اهمیت‌ترین و کم اهمیت‌ترین شاخص گیاهی به‌ترتیب برای بوته SAVI و PVI3، گندمیان، پهن‌برگان علفی و کل PVI3 و SAVI هستند. در تحقیق حاضر بر خلاف انتظار شاخص پوشش گیاهیNDVI ، که در زمینه مطالعات پوشش گیاهی کاربردهای فراوانی دارد و افزایش مقادیر آن بیانگر وجود پوشش گیاهی بیشتر در منطقه است، در مدل جمعی تعمیم‌یافته و بررسی توامان رابطه شاخص‌های گیاهی و ANPP رابطه معنی‌داری را نشان نداد. نتایج مدل‌سازی نشان داد که رگرسیون غیرخطی به‌طور قابل توجهی باعث افزایش صحت برآورد ANPP با استفاده از شاخص‌های گیاهی شده است. میزان ضریب تبیین برای تولید کل (80/0) بیشتر از بوته‌ها (74/0)، گندمیان (75/0)، پهن‌برگان علفی (56/0) است و از میان فرم‌های رویشی پهن‌برگان علفی کم‌ترین مقدار ضریب تبیین را دارند.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج شاخص گیاهی مناسب به‌منظور برآورد تولید فرم‌های رویشی مختلف متفاوت است. همچنین برآورد ANPP با استفاده از شاخص‌های گیاهی در سطح کل دقیق‌تر از فرم‌های رویشی است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، تصویر OLI و استفاده از مدل‌های رگرسیونی غیرخطی توانستند به مقدار مناسبی ANPP را در منطقه پژوهش برآورد کنند. از این‌رو در صورت کسب نتایج مشابه در دیگر مناطق اردبیل، امکان تعمیم نتایج و زمینه برآورد این شاخص اکولوژیکی مهم با صرف زمان و هزینۀ کم‌تر فراهم خواهد شد. همچنین از این ابزار می‌توان جهت تأمین اطلاعات از میزان تولید علوفه و در نتیجه تعیین ظرفیت و میزان دام و همچنین میزان تخریب مرتع، استفاده کرد.
مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری از پوشش گیاهی در مراتع ارتفاعات سبلان در استان اردبیل و محدوده ارتفاعی 1500 تا 3300 متر در سال 1395 انجام گرفت. در مجموع 9 سایت در منطقه انتخاب و در هر سایت 3 ترانسکت 100 متری با فاصله 50 متر از یکدیگر قرار گرفت. در امتداد هر ترانسکت 5 پلات 1 متر مربعی با فاصله 20 متر از یکدیگر مستقر و در هر پلات تولید خالص اولیه به تفکیک فرم رویشی شامل بوته‌ها، گندمیان و پهن‌برگان علفی برداشت شد. نمونه‌های تولید خالص اولیه سطح زمین به مدت 24 ساعت در آون و در دمای 70 درجه سلسیوس قرار داده شد و سپس به‌منظور تعیین وزن خشک آن‌ها، توزین شدند. همچنین شاخص‌های گیاهی شامل NDVI، PVI3، RVI و SAVI با استفاده از تصاویر ماهواره لندست 8، سنجنده OLI مربوط به سال 1394 محاسبه شد. با توجه به اینکه حداکثر رشد گیاهان در منطقه در ماه خرداد است، تصاویر برای ماه خرداد انتخاب شدند. سپس با استفاده از مدل جمعی تعمیم‌یافته در نرم افزار R، رابطه تولید خالص اولیه کل و فرم‌های رویشی با شاخص‌های گیاهی به‌صورت انفرادی و ترکیبی به‌دست آمد. در نهایت تولید خالص اولیه سطح زمین با استفاده از روش رگرسیون غیرخطی مدل‌سازی شد.
نتایج: به‌کارگیری مدل‌های جمعی تعمیم‌یافته برای هر یک از شاخص‌های گیاهی و تولید خالص اولیه کل و فرم رویشی به‌صورت انفرادی نشان می‌دهد که شاخص‌های گیاهی NDVI، PVI3 و RVI دارای رابطه غیرخطی با تولید کل و فرم‌های رویشی هستند. اما شاخص SAVI با تولید خالص اولیه سطح زمین کل و گندمیان دارای رابطه خطی است. همچنین همه شاخص‌های گیاهی دارای رابطه معنی‌دار با تولید خالص اولیه هستند. رتبه‌بندی شاخص‌های گیاهی اثرگذار بر تولید خالص اولیه براساس ضریب تبیین نشان می‌دهد که با اهمیت‌ترین و کم اهمیت‌ترین شاخص گیاهی به‌ترتیب برای بوته SAVI و PVI3، گندمیان، پهن‌برگان علفی و کل PVI3 و SAVI هستند. در تحقیق حاضر بر خلاف انتظار شاخص پوشش گیاهیNDVI ، که در زمینه مطالعات پوشش گیاهی کاربردهای فراوانی دارد و افزایش مقادیر آن بیانگر وجود پوشش گیاهی بیشتر در منطقه است، در مدل جمعی تعمیم‌یافته و بررسی توامان رابطه شاخص‌های گیاهی و ANPP رابطه معنی‌داری را نشان نداد. نتایج مدل‌سازی نشان داد که رگرسیون غیرخطی به‌طور قابل توجهی باعث افزایش صحت برآورد ANPP با استفاده از شاخص‌های گیاهی شده است. میزان ضریب تبیین برای تولید کل (80/0) بیشتر از بوته‌ها (74/0)، گندمیان (75/0)، پهن‌برگان علفی (56/0) است و از میان فرم‌های رویشی پهن‌برگان علفی کم‌ترین مقدار ضریب تبیین را دارند.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج شاخص گیاهی مناسب به‌منظور برآورد تولید فرم‌های رویشی مختلف متفاوت است. همچنین برآورد ANPP با استفاده از شاخص‌های گیاهی در سطح کل دقیق‌تر از فرم‌های رویشی است. با توجه به نتایج به دست آمده از این تحقیق، تصویر OLI و استفاده از مدل‌های رگرسیونی غیرخطی توانستند به مقدار مناسبی ANPP را در منطقه پژوهش برآورد کنند. از این‌رو در صورت کسب نتایج مشابه در دیگر مناطق اردبیل، امکان تعمیم نتایج و زمینه برآورد این شاخص اکولوژیکی مهم با صرف زمان و هزینۀ کم‌تر فراهم خواهد شد. همچنین از این ابزار می‌توان جهت تأمین اطلاعات از میزان تولید علوفه و در نتیجه تعیین ظرفیت و میزان دام و همچنین میزان تخریب مرتع، استفاده کرد.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
