شبیه سازی بازتاب طیفی و تخمین کلروفیل و رطوبت برگ بنه Pistacia mutica بر اساس مدل PROSPECT۴

سال انتشار: 1400
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 283

فایل این مقاله در 18 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JWFST-28-3_004

تاریخ نمایه سازی: 11 دی 1400

چکیده مقاله:

سابقه و هدف: جنگل های زاگرس به عنوان وسیع ترین زیست بوم جنگلی ایران عمدتا از گونه های بلوط و بنه تشکیل یافته است. گونه Pistacia mutica اگر چه توانایی سازگاری با شرایط نامطلوب محیطی را دارد، اما مانند سایر گونه ها برای استقرار و رویش بهینه، نیازمند شرایط محیطی متناسب با نیاز اکولوژیکی خود است. به دلیل شرایط اقلیمی و شاخه زاد بودن، رشد قطری و ارتفاعی در این درختان بطئی است. بنابراین بررسی وضعیت کمی و کیفی جنگل از طریق اندازه گیری و پایش مشخصات کمی با نتایج دقیق همراه نخواهد بود. در مقابل بررسی ویژگی های بیوشیمیایی و بیوفیزیکی برگ و تاج پوشش این درختان می تواند روش مناسب تری برای مطالعه و پایش آن ها در اختیار قرار دهد. کلروفیل و رطوبت گیاه، پارامتر های مهمی در تعیین وضعیت فیزیولوژیکی، شرایط سلامت و تعیین وضعیت استرس درختان هستند. برآورد این پارامتر ها از داده های سنجش از دور و نزدیک سنجی با استفاده از مدل های انتقال تابشی که براساس قوانین فیزیک و نحوه تعامل امواج با درختان کار می کنند، امکان پذیر است. مدل PROSPECT برای تخمین مقدار کلروفیل، مقدار آب و ماده خشک برگ در واحد سطح براساس اندازه گیری های بازتاب طیفی ارائه شده است. در سال های اخیر آتش سوزی، آفات و بیماری ها تغییرات آب و هوایی و خشکسالی به تدریج رشد و کیفیت این گونه را تحت تاثیر قرار داده است. از آنجا که اولین نشانه های تنش در درختان، در برگ آن ها ظاهر می شود، از این رو در این تحقیق ضرورت بررسی وضعیت کمی و کیفی این گونه بر اساس پارامترهای بیوشیمیایی برگ آن از طریق روش های غیر مخرب نزدیک سنجی مطرح شد. موادو روش ها: ۲۰ درخت بنه به طور تصادفی در جنگل کود سیاه بخش فلارد استان چهارمحال و بختیاری انتخاب شدند و میزان پارامتر های کلروفیل، مقدار آب معادل و مقدار ماده خشک برگ در آزمایشگاه محاسبه شد. بازتاب طیفی نمونه برگ ها به وسیله طیف سنج SVC HR-۱۰۲۴ اندازه گیری شد. اطلاعات حاصل از داده های طیف سنجی و مقادیر پارامتر های بیوفیزیکی و بیوشیمیایی برگ در جعبه ابزار ARTMO وارد شد. سپس از مدل انتقال تابشی PROSPECT۴ برای شبیه سازی بازتاب طیفی و تخمین رطوبت و کلروفیل برگ گونه Pistacia mutica استفاده شد. از ترکیب شبیه سازی ها با رگرسیون حداقل مربعات بخشی، عملکرد مدل PROSPECT۴ در تخمین میزان کلروفیل و رطوبت برگ این گونه ارزیابی شد. یافته ها: به منظور ارزیابی مدل در تخمین میزان کلروفیل و رطوبت برگ از شاخص های R۲ و RMSE بین مقادیر اندازه گیری شده و برآورد شده استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل PROSPECT۴ در ترکیب با رگرسیون PLS دقت مناسبی در تخمین رطوبت (۰۰۲۸/۰= ,RMSE۷۳/۰=R۲) و کلروفیل برگ (۶۱/۲=,RMSE۷۲/۰=R۲) دارد. نتایج آزمون t جفتی از شاخص های طیفی نشان داد که شاخص های ARI، ARI۲، DWSI، NDWI و p۵۵۰ تفاوت معنی داری بین طیف اندازه گیری شده و شبیه سازی شده نداشتند. نتیجه گیری: براساس نتایج این تحقیق، ترکیب مدل های انتقال تابشی با روش های رگرسیونی مانند PLS قدرت زیادی در پیش بینی پارامتر های گیاهی دارند. بکار گیری سایر مدل های انتقال تابشی با چندین گونه گیاهی با دامنه مقادیر بیشتری از پارامترها، همچنین تکنیک هایی مانند اطلاعات قبلی، راه حل های چندگانه و سایر روش های رگرسیونی در شبیه سازی بازتاب طیفی و تخمین پارامتر های معرف وضعیت کیفی جنگل قابلیت بررسی در جنگل های زاگرس را داشته و می تواند در سطوح گسترده از طریق داده های ماهواره ای بررسی شود.

کلیدواژه ها:

نویسندگان

نرگس پورقاسمی

گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

مژگان عباسی

گروه علوم جنکل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

علی جعفری

گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم جنکل، دانشگاه شهرکرد

حمیدرضا ریاحی بختیاری

گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد