فرهاد ذوالفقاری - استادیار، مجتمع آموزش عالی سراوان، ایران
وحیده عبداللهی - استادیار، مجتمع آموزش عالی سراوان، ایران

پیشینه و هدف سطوح مختلف پوشش گیاهی آلبدوی متفاوتی دارند. از طرفی آلبدوی سطحی یکی از مهم ترین مولفه های تعادل تابش سطحی است که با بررسی رفتار آن می توان به شدت تخریب و بیابان زایی پی برد. پوشش گیاهی به دلیل اینکه عاملی برای پایداری سطح زمین محسوب می شود می تواند یکی از مهم ترین مولفه های کلیدی در مناطق خشک برای کاهش اثرات فرسایش و بیابان زایی به حساب آید. گسترش بیابان زایی و تغییر در میزان پوشش گیاهی به نوبه خود ازجمله عوامل تغییر در آلبدو به شمار می روند. هدف از این مطالعه تعیین شدت بیابان زایی بر اساس شاخص های طیفی آلبیدو (Albedo)، اندازه دانه خاک سطحی (TGSI) و شاخص نرمال شده تفاضل پوشش گیاهی (NDVI) با استفاده از فناوری سنجش ازدور می باشد. شناسایی مناطق تخریب شده در کوتاه ترین زمان و با کمترین هزینه با استفاده از تصاویر سنتینل-۲ با قدرت تفکیک مکانی ۱۰ متری از اهداف این پژوهش می باشد. در این پژوهش برای اولین بار در منطقه سیستان و بلوچستان بر اساس شاخص های طیفی با استفاده از تصاویر سنتینل-۲، بهترین شاخص برای پایش شدت بیابان زایی در مناطق خشک معرفی خواهد شد.مواد و روش­ ها برای ارزیابی شدت بیابان زایی و شناخت شاخص مناسب برای تهیه نقشه شدت بیابان زایی گام های زیر انجام گرفت؛ ۱) انتخاب تصاویر و انجام عملیات پیش پردازش تصاویر با استفاده از نرم افزار SNAP. ۲) محاسبه شاخص های TGSI، NDVI و Albedo، ۳) بررسی رابطه همبستگی بین شاخص ها با استفاده از نرم افزار SPSS®۲۴، ۴) تهیه نقشه شدت بیابان زایی منطقه و به دست آوردن معادله شدت بیابان زایی با استفاده از نرم افزار ArcGIS®۱۰.۳. در گام اول این پژوهش داده های ماهواره Sentinel-۲A مربوط به سنسور MSIL-۱C ۲۰ اوت سال ۲۰۲۰ انتخاب شد. تصاویر به گونه ای انتخاب گردید که فصل رویش گیاهان یک ساله و موقتی نباشد و همچنین روزی انتخاب شد که پوشش ابری وجود نداشته باشد تصاویر مورد نیاز از سایت http://scihub.copernicus.eu/ دانلود و مورد استفاده قرار گرفت.نتایج و بحث نتایج حاصل از مدل رگرسیون خطی بین دو شاخص NDVI و Albedo نشان داد که این دو شاخص با یکدیگر دارای همبستگی منفی می باشند و به ترتیب میزان ضریب همبستگی در منطقه سوران و زابل برابر با ۰.۷۶ و ۰.۶۳ بود. نتایج نشان داد که با افزایش میزان شاخص NDVI از میزان شاخص آلبدو کاسته می شود. همچنین نتایج حاصل از مدل رگرسیون خطی بین دو شاخص TGSI و Albedo نشان داد که این دو شاخص با یکدیگر رابطه قوی و مثبتی داشته و به ترتیب میزان ضریب همبستگی برای منطقه سوران و زابل برابر با ۰.۷۸ و ۰.۸۱ بود. نتایج نشان داد که با افزایش میزان شاخص TGSI بر میزان شاخص آلبدو افزوده می شود. شدت بیابان زایی در مناطق مورد مطالعه بر اساس معادله  تعیین گردید و با استفاده از روش شکست طبیعی جنکس (Natural Breaks Jenks) در نرم افزار ArcGIS شدت بیابان زایی به ۵ درجه؛ مناطق بدون بیابان زایی، مناطق با شدت کم بیابان زایی، مناطق با شدت متوسط بیابان زایی، مناطق با شدت زیاد بیابان زایی، و مناطق با شدت خیلی زیاد بیابان زایی تقسیم گردید. در این پژوهش بر اساس داده های ماهواره سنتینل-۲ شاخص های Albedo، NDVI و TGSI استخراج گردید. نتایج بررسی رگرسیون خطی بین دو شاخص NDVI و Albedo نشان داد که یک رابطه منفی و قوی بین این دو شاخص وجود دارد که با نتایج پژوهش های مشابه مطابقت دارد. نتایج حاصل از همبستگی بالا و منفی بر اساس این دو شاخص به این مفهوم است که هر گونه افزایش در مقدار شاخص پوشش گیاهی NDVI منجر به کاهش در میزان آلبدوی سطح خواهد شد. از طرفی مناطق با آلبدوی بالا بیانگر تخریب پوشش گیاهی و برهنه بودن خاک می باشد. در مناطقی که کلاس شدت زیاد بیابان زایی مشاهده گردید مقدار شاخص آلبدوی سطحی بالا می باشد و مقدار شاخص پوشش گیاهی کم است. طبقه بندی شدت بیابان زایی در منطقه سیستان بر اساس مدل  Albedo-NDVI نشان می دهد که ۲۷.۷۳ درصد منطقه در کلاس بدون شدت بیابان زایی، ۱۸.۰۳ درصد در کلاس کم شدت، ۳۲.۹۲ درصد از منطقه از نظر بیابان زایی در کلاس شدت متوسط بیابان زایی، ۲۰.۳ درصد در کلاس شدید و تنها ۱.۰۲ درصد از منطقه در کلاس خیلی شدید بیابان زایی قرار گرفته است. همچنین طبقه بندی شدت بیابان زایی در سوران بر اساس مدل Albedo-NDVI نشان می دهد که ۴.۸۲ درصد منطقه بدون شدت بیابان زایی، ۸.۴۴ درصد در کلاس کم، ۵۰.۹۷ درصد از منطقه از نظر بیابان زایی در کلاس شدت متوسط، ۳۴.۴۸ درصد در کلاس شدید و ۱.۳ درصد از منطقه در کلاس خیلی شدید بیابان زایی قرار گرفته است. بیشترین درصد شدت بیابان زایی مربوط به کلاس شدت متوسط می باشد. نتایج رگرسیون خطی بین دو شاخص TGSI و Albedo نیز نشان داد که یک رابطه مثبت و قوی بین این دو شاخص وجود دارد. نتایج بیانگر این است که رابطه بین شاخص TGSI و Albedo نسبت به رابطه بین دو شاخص NDVI و Albedo قوی تر و از ضریب همبستگی بالاتری در هر دو منطقه برخوردار می باشد که از دلایل عمده آن می توان به پراکندگی پوشش گیاهی در مناطق خشک اشاره نمود. رابطه شاخص TGSI با Albedo خصوصیات فضایی مناطق عاری از پوشش گیاهی و همچنین مناطق با پوشش گیاهی خیلی کم را برای تعیین شدت بیابان زایی بهتر نشان می دهد. شاخص TGSI منعکس کننده اندازه ذرات درشت خاک سطحی می باشد که رابطه مثبتی با ذرات ریز محتوای ماسه خاک سطحی دارد. هر چه اندازه ذرات خاک سطحی درشت دانه تر باشد میزان بیابان زایی شدت بیشتری خواهد داشت. در مناطقی که محتوای زیاد ماسه ریز در اندازه ذرات خاک سطحی وجود داشته باشد مقادیر بالای شاخص TGSI قابل مشاهده خواهد بود.نتیجه ­گیری در این پژوهش ما با استفاده از تکنیک سنجش از راه دور و بر اساس تصاویر چند طیفی سنتینل-۲ برای اولین بار در ایران به استخراج شدت بیابان زایی در دو منطقه متفاوت از استان خشک سیستان و بلوچستان پرداختیم. بر اساس بازتاب طیفی اتفاق افتاده از سطح زمین و قدرت تفکیک مکانی ۱۰ متری شدت بیابان زایی را در دو منطقه مورد مطالعه قرار دادیم. بر اساس نتایج این پژوهش پیشنهاد می گردد به صورت ترکیبی از دو مدل Albedo-NDVI و Albedo-TGSI برای پایش و تهیه نقشه های شدت بیابان زایی در مناطق خشک ایران استفاده گردد. نتایج این پژوهش نشان داد که مناطق بدون بیابان زایی و شدت کم بیابان زایی بر اساس مدل Albedo-TGSI به نحو مطلوب تری نشان داده می شوند.

بیابان زایی, شاخص های طیفی, آلبیدو, اندازه دانه خاک سطحی (TGSI), شاخص نرمال شده تفاضل پوشش گیاهی (NDVI), سنتینل-۲