دوره 16، شماره 1 - ( 1-1401 )
جلد 16 شماره 1 صفحات 139-124 |
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:
Sepahvand A, Ghobadi M, Karampoor M, Mir Derikvand B. Drought Effects on Vegetation Changes in Kashkan Basin of Lorestan Using ETM + and OLI Landsat Data. مرتع 2022; 16 (1) :124-139
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-761-fa.html
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-761-fa.html
سپه وند علیرضا، قبادی مرتضی، کرمپور مصطفی، میردریکوند بهرام. ارزیابی تاثیر وقوع خشکسالی بر تغییرات پوشش گیاهی حوضه کشکان لرستان با استفاده از داده های چندزمانه ETM+ و OLI لندست. مرتع. 1401; 16 (1) :124-139
گروه علوم و مهندسی آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد
چکیده: (4259 مشاهده)
سابقه و هدف : پوشش گیاهی یکی از مهمترین معیارهای موثر بر حیات اکولوژیکی محیط زیست است که با شرایط رطوبتی حوزه های آبخیز ارتباط مستقیمی دارد. برآورد شاخص های خشکسالی گیاهی از قبیل VCI، TCI،VHI تکنیک مناسبی برای ارزیابی اثرات وقوع خشکسالی بر حیات اکولوژیکی محیط زیست است که این شاخص ها از طریق محاسبه NDVI بدست می آیند. در این زمینه مطالعات متعدی صورت گرفته که نحوه محاسبه و بکار گیری این شاخص ها را بیان می کنند. با توجه به نتایج حاصل از مطالعات متعدد در ارتباط با ضرورت بکارگیری شاخص های خشکسالی گیاهی و اقلیمی، لذا هدف از این مطالعه ارزیابی تاثیر وقوع خشکسالی بر تغییرات پوشش گیاهی حوضه کشکان با استفاده از تصاویر ماهواره لندست میباشد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق از شاخص های NDVI، TCI، VCI و VHI مستخرج از اطلاعات سنجندههای ETM+ و OLI (لندست 7 و 8) و اطلاعات بارندگی ایستگاه های هواشناسی محدوده استفاده گردید. برای استخراج شاخصهای پوشش گیاهی از تصاویر سنجنده های لندست با قدرت تفکیک 30 متر در دو بازه زمانی 1999 و 2019 تهیه گردید. با استفاده از شاخص اقلیمی SPI، سالهای خشک و تر در دوره آماری مورد نظر تفکیک شدند. بر این اساس سالهای 1999و 2019 بهترتیب به‌عنوان نمایندههای سالهای خشک و تر انتخاب شدند و در محیط نرم افزار ENVI به محاسبه شاخصهای گیاهی پرداخته شد. داده‌های مربوط به تصاویر ماهوارهای از تصاویر چند زمانه لندست برای سالهای 17/2/1999 و 15/2/2019 با سنجندههای ETM+ و OLI (لندست 7 و 8) از پایگاه اطلاعاتی USGS اخذ شد. با توجه به اینکه منطقه در گذرهای مختلف 165 و 166 قرار گرفته، از عملگر Seamless Mosaic در نرم افزار ENVI 5.3 برای موزائیک کردن تصاویر استفاده شد. داده ها با سطح تصحیح ها L1T( شامل تصحیح رادیومتریک در سطح سیستماتیک، تصحیح هندسی با استفاده از نقاط کنترل زمینی و همچنین، تصحیح خطا جابه جایی ناشی از توپوگرافی) از پایگاه اطلاعاتی USGS دریافت شد. نقشه توپوگرافی 1:25000 محدوده مطالعه برای کنترل تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای استفاده شد. در ادامه تصحیحات اتمسفری تصاویر با اعمال الگوریتم فلش[1] در نرم افزار انجام گرفت و تصاویر برای استخراج شاخصهای تحقیق آماده گردیدند.
نتایج: پس از تهیه دادهها ، نقشه طبقهبندی شده مقدار شاخصهای NDVI، VCI، TCI و VHI در سالهای 1999 و 2019 تعیین گردید. براساس نتایج بهدست آمده، در سال 1999، میزان پوشش گیاهی ضعیف بیشترین مقدار با مساحت 7/4869 کیلومتر مربع معادل 49/52 درصد مساحت منطقه و در سال 2019، بیشترین پوشش گیاهی متعلق به طبقه پوشش گیاهی خوب با مساحت 4/3311 کیلومتر مربع معادل 69/35 درصد مساحت منطقه را در برگرفته است. نتایج شاخص VCI نشان میدهند که وضعیت پوشش گیاهی در سال 1999 مناسب بوده است و 1/4749 کیلومترمربع از مساحت منطقه، شرایط بدون خشکسالی را تجربه کردهاند. علاوه بر این، به ترتیب 9/4034، 3/111 و 5/83 کیلومترمربع از مساحت منطقه دارای شرایط خشکسالی ملایم، خشکسالی شدید و خشکسالی بسیار شدید بودهاند. در سال 2019 بر اساس شاخص VCI، 8/7531 کیلومترمربع حوضه یعنی 2/81 درصد مساحت منطقه، از نظر وضعیت پوشش گیاهی دارای شرایط بدون خشکسالی میباشند. مطابق نتایج TCIدر سال 1999، بخشهای محدودی از مناطق غربی و جنوب غربی حوضه با مساحت 1/742 و 3/278 کیلومترمربع به ترتیب دارای شرایط خشکسالی شدید و بسیار شدید بودند، در سال 2019 از نظر حرارتی، در 3005 کیلومترمربع از سطح منطقه در بخشهای شمال، مرکز و جنوب شرقی حوضه، شرایط بدون خشکسالی حاکم بوده است. بر اساس نتایج VHI، در سال 1999، حدود 102 و 1159 کیلومتر مربع از مساحت منطقه به ترتیب دارای شرایط خشکسالی شدید و متوسط بودهاند و در منطقه خشکسالی بسیار شدید رخ نداده است. در سال 2019 خشکسالی بسیار شدید رخ نداده است و در کل وضعیت بسیار مناسبی برای پوشش گیاهی حاکم بوده است.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که بر اثر خشکسالی، میزان تراکم پوشش گیاهی حوضه کاهش معنیداری داشته و مقدار پوشش گیاهی با افت شدید مواجه میباشد و از مقادیر 3/0 در زمان ترسالی بهمیزان 09/0 در زمان خشکسالی تنزل دارند. بر اساس شاخص VHI، که بیانگر وضعیت سلامت پوششهای گیاهی تحت تاثیر خشکسالی است و برآوردی از دو شاخص VCI و TCI میباشد در سال 1999 مناطق شرق، غرب و جنوب غرب خشکسالی متوسط تا شدید را داشتهاند و دیگر مناطق حوضه دارای خشکسالی ملایم بودهاند. همچنین در سال 2019 از نظر سلامت پوشش گیاهی، در بیشتر مناطق حوضه، پوشش گیاهی تحت شرایط بدون خشکسالی بوده و دچار استرس خشکی نبودهاند. بهطور کلی، نتایج نشـان داد کـه شاخصهای پوشش گیاهی NDVI، VCI، TCI،VHI و شـاخص SPI توانایی بالایی در تعیـین مناطق و پوششهای گیاهی حساس و آسیب‌پذیر در دورههای خشکسالی دارد.
مواد و روش‌ها: در این تحقیق از شاخص های NDVI، TCI، VCI و VHI مستخرج از اطلاعات سنجندههای ETM+ و OLI (لندست 7 و 8) و اطلاعات بارندگی ایستگاه های هواشناسی محدوده استفاده گردید. برای استخراج شاخصهای پوشش گیاهی از تصاویر سنجنده های لندست با قدرت تفکیک 30 متر در دو بازه زمانی 1999 و 2019 تهیه گردید. با استفاده از شاخص اقلیمی SPI، سالهای خشک و تر در دوره آماری مورد نظر تفکیک شدند. بر این اساس سالهای 1999و 2019 بهترتیب به‌عنوان نمایندههای سالهای خشک و تر انتخاب شدند و در محیط نرم افزار ENVI به محاسبه شاخصهای گیاهی پرداخته شد. داده‌های مربوط به تصاویر ماهوارهای از تصاویر چند زمانه لندست برای سالهای 17/2/1999 و 15/2/2019 با سنجندههای ETM+ و OLI (لندست 7 و 8) از پایگاه اطلاعاتی USGS اخذ شد. با توجه به اینکه منطقه در گذرهای مختلف 165 و 166 قرار گرفته، از عملگر Seamless Mosaic در نرم افزار ENVI 5.3 برای موزائیک کردن تصاویر استفاده شد. داده ها با سطح تصحیح ها L1T( شامل تصحیح رادیومتریک در سطح سیستماتیک، تصحیح هندسی با استفاده از نقاط کنترل زمینی و همچنین، تصحیح خطا جابه جایی ناشی از توپوگرافی) از پایگاه اطلاعاتی USGS دریافت شد. نقشه توپوگرافی 1:25000 محدوده مطالعه برای کنترل تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای استفاده شد. در ادامه تصحیحات اتمسفری تصاویر با اعمال الگوریتم فلش[1] در نرم افزار انجام گرفت و تصاویر برای استخراج شاخصهای تحقیق آماده گردیدند.
نتایج: پس از تهیه دادهها ، نقشه طبقهبندی شده مقدار شاخصهای NDVI، VCI، TCI و VHI در سالهای 1999 و 2019 تعیین گردید. براساس نتایج بهدست آمده، در سال 1999، میزان پوشش گیاهی ضعیف بیشترین مقدار با مساحت 7/4869 کیلومتر مربع معادل 49/52 درصد مساحت منطقه و در سال 2019، بیشترین پوشش گیاهی متعلق به طبقه پوشش گیاهی خوب با مساحت 4/3311 کیلومتر مربع معادل 69/35 درصد مساحت منطقه را در برگرفته است. نتایج شاخص VCI نشان میدهند که وضعیت پوشش گیاهی در سال 1999 مناسب بوده است و 1/4749 کیلومترمربع از مساحت منطقه، شرایط بدون خشکسالی را تجربه کردهاند. علاوه بر این، به ترتیب 9/4034، 3/111 و 5/83 کیلومترمربع از مساحت منطقه دارای شرایط خشکسالی ملایم، خشکسالی شدید و خشکسالی بسیار شدید بودهاند. در سال 2019 بر اساس شاخص VCI، 8/7531 کیلومترمربع حوضه یعنی 2/81 درصد مساحت منطقه، از نظر وضعیت پوشش گیاهی دارای شرایط بدون خشکسالی میباشند. مطابق نتایج TCIدر سال 1999، بخشهای محدودی از مناطق غربی و جنوب غربی حوضه با مساحت 1/742 و 3/278 کیلومترمربع به ترتیب دارای شرایط خشکسالی شدید و بسیار شدید بودند، در سال 2019 از نظر حرارتی، در 3005 کیلومترمربع از سطح منطقه در بخشهای شمال، مرکز و جنوب شرقی حوضه، شرایط بدون خشکسالی حاکم بوده است. بر اساس نتایج VHI، در سال 1999، حدود 102 و 1159 کیلومتر مربع از مساحت منطقه به ترتیب دارای شرایط خشکسالی شدید و متوسط بودهاند و در منطقه خشکسالی بسیار شدید رخ نداده است. در سال 2019 خشکسالی بسیار شدید رخ نداده است و در کل وضعیت بسیار مناسبی برای پوشش گیاهی حاکم بوده است.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که بر اثر خشکسالی، میزان تراکم پوشش گیاهی حوضه کاهش معنیداری داشته و مقدار پوشش گیاهی با افت شدید مواجه میباشد و از مقادیر 3/0 در زمان ترسالی بهمیزان 09/0 در زمان خشکسالی تنزل دارند. بر اساس شاخص VHI، که بیانگر وضعیت سلامت پوششهای گیاهی تحت تاثیر خشکسالی است و برآوردی از دو شاخص VCI و TCI میباشد در سال 1999 مناطق شرق، غرب و جنوب غرب خشکسالی متوسط تا شدید را داشتهاند و دیگر مناطق حوضه دارای خشکسالی ملایم بودهاند. همچنین در سال 2019 از نظر سلامت پوشش گیاهی، در بیشتر مناطق حوضه، پوشش گیاهی تحت شرایط بدون خشکسالی بوده و دچار استرس خشکی نبودهاند. بهطور کلی، نتایج نشـان داد کـه شاخصهای پوشش گیاهی NDVI، VCI، TCI،VHI و شـاخص SPI توانایی بالایی در تعیـین مناطق و پوششهای گیاهی حساس و آسیب‌پذیر در دورههای خشکسالی دارد.
[1] FLASH
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
