بررسی تغییرات پوشش گیاهی متاثر از خشکسالی در جنوب استان کرمان

چکیده مبسوطمقدمه: خشکسالی به عنوان یک وضعیت اقلیمی مهم، مناطق گسترده ای از جهان را تحت تاثیر قرار داده است. این پدیده در سال های اخیر به دلیل تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی به طور قابل توجهی افزایش یافته است. پوشش گیاهی نیز به عنوان یک عامل اساسی در اکوسیستم های خشک، تحت تاثیر بارش کم، دمای بالا و تبخیر و تعرق قرار دارد. خشکسالی های طولانی مدت می توانند تاثیرات خطرناکی بر پوشش گیاهی داشته باشند. برای بررسی الگوهای زمانی-مکانی خشکسالی، شاخص SPEI که حاصل اختلاف بارش و تبخیر و تعرق پتانسیل است، در مطالعات مختلف به کار گرفته شده است. همچنین، استفاده از تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی و زمانی بالا، ابزاری موثر در بررسی تغییرات پوشش گیاهی و تاثیرات خشکسالی است.مواد و روش ها: به منظور بررسی اثر خشکسالی بر پوشش گیاهی در نواحی جنوب کرمان، شاخص پوشش گیاهی EVI حاصل از تصاویر ماهواره ای و نیز شاخص خشکسالی هواشناسی SPEI مورد استفاده قرار گرفت. در این پژوهش از EVI به دست آماده از محصول MOD۱۳Q۱ سنجنده مودیس با قدرت تفکیک مکانی ۲۵۰ متر و تفکیک زمانی ۱۶ روز استفاده شد. ابتدا میانگین ماه به ماه این شاخص برای محدوده مورد مطالعه از ابتدای ۲۰۰۱ تا انتهای ۲۰۲۲ در پلتفرم Google Earth Engine برآورد شد و سپس میانگین ماهانه دوره مطالعاتی محاسبه گردید. با استفاده از نتایج این بخش، دو ماه که دارای بیش ترین مقدار EVI بود انتخاب شد. به منظور بررسی اثر خشکسالی هواشناسی بر پوشش گیاهی ابتدا شاخص SPEI با مقیاس های زمانی مختلف ۳، ۶، ۹ و ۱۲ ماهه برای ماه های مارس و آوریل طی ۲۲ سال (۲۰۲۲-۲۰۰۱) توسط نرم افزار MATLAB محاسبه شد. دقت حساسیت EVI نسبت به SPEI در ماه مارس و آوریل، توسط ضریب همبستگی پیرسون، در مدل ساز روند زمین (ETM) نرم افزار TerrSet محاسبه شد. سپس شیب خط اثر رابطه SPEI ۳، ۶، ۹ و ۱۲ ماهه و EVI بر اساس معادلات رگرسیون خطی Chatfield (۲۰۱۶) در مدل ساز ETM نرم افزار TerrSet محاسبه شد تا اثر نوسانات SPEI در مقایس های زمانی مختلف بر پوشش گیاهی بررسی شود.نتایج و بحث: با توجه به نتایج ماه های آوریل و مارس به­ترتیب بیش ترین مقدار EVI را در طول سال دارند که نشان دهنده حداکثر رشد و شادابی پوشش گیاهی در این ماه ها است. ماه های ژانویه و دسامبر نیز کم ترین مقدار میانگین شاخص EVI را به خود اختصاص داده اند. در ماه مارس، بیش ترین همبستگی EVI با SPEI ۱۲ ماهه است که معادل ۴/۴۰% مساحت منطقه مودمطالعه را شامل می شود. همچنین در این ماه، کم ترین همبستگی EVI با SPEI ۹ ماهه بود که در حدود ۵۵/۱۵% مساحت منطقه است. در ماه آوریل نیز، بیش ترین همبستگی EVI با SPEI ۱۲ ماهه و پس از آن SPEI ۶ ماهه است که به ترتیب در ۲۵/۵۳ و ۵۷/۲۰% محدوده مطالعاتی مشاهده شد. در اکثر شهرستان های قلعه گنج، رودبار جنوب، جیرفت، فاریاب، منوجان، عنبرآباد و ارزوئیه به خصوص از نواحی مرکز محدوده موردمطالعه به سمت جنوب، SPEI ۱۲ ماهه بیش ترین همبستگی را با شاخص EVI دارد. کم ترین همبستگی EVI نیز با SPEI ۹ ماهه و پس از آن ۳ ماهه به ترتیب در ۷۵/۱۰ و ۴۴/۱۵% منطقه مشاهده گردید. در ماه مارس، کلاس های دقت حساسیت EVI به SPEI، مثبت زیاد، مثبت متوسط و مثبت کم به ترتیب ۰۲/۲۹، ۴۱/۱۹ و ۰۳/۱۵% از منطقه را به خود اختصاص دادند. این مقادیر برای ماه آوریل نیز به ترتیب ۸۹/۴۱، ۱/۲۸ و ۶۹/۱۴% می باشد. همچنین کمترین درصد مساحت نیز در هر دو ماه مربوط به کلاس های منفی خیلی زیاد و منفی زیاد می باشد. در ماه مارس شاخص EVI در قسمت هایی از شمال، شمال شرق و بخش هایی از غرب محدوده مطالعاتی شامل اکثر مساحت شهرستان های فهرج، نرماشیر، بم، ریگان حساسیت خیلی کم و کم را به خشکسالی داشته در حالی که در بخش هایی از غرب منطقه، نواحی مرکزی به سمت جنوب، جنوب غرب و جنوب شرق شامل نواحی جنوب شهرستان جیرفت، غرب شهرستان رودبار جنوب، اکثر نواحی کهنوج، بیش ترین حساسیت EVI به SPEI مشاهده شده است. با توجه به مساحت کلاس های مختلف حساسیت پوشش گیاهی به خشکسالی در ماه آوریل نیز شاخص EVI در عمده قسمت های غربی، شمال غربی، مرکزی، شرق و جنوب شرق، جنوب و جنوب غرب محدوده مطالعاتی دارای حساسیت خیلی زیاد و زیاد نسبت SPEI است. در این ماه نیز کم ترین حساسیت EVI به خشکسالی مربوط به قسمت های شمال شرق است.نتیجه گیری: طبق نتایج آنالیز همبستگی EVI با SPEI در مقیاس های زمانی مختلف، در هر دو ماه مارس و آوریل، بیش ترین همبستگی EVI به ترتیب با SPEI ۱۲، ۶، ۳ و ۹ ماهه بوده ؛ بنابراین بیش ترین تاثیر خشکسالی بر پوشش گیاهی در جنوب کرمان مربوط به SPEI ۱۲ ماهه است و کم ترین آن مربوط به SPEI ۹ ماهه است. این نتایج به علت شرایط محیطی متفاوت در محدوده مورد مطالعه است که باعث شده در هر منطقه نتایج متفاوتی به دست آید. نتایج دقت حساسیت EVI به SPEI نشان داد که بیش ترین دقت حساسیت به ترتیب به کلاس های مثبت زیاد، مثبت متوسط و مثبت کم اختصاص دارد که عمدتا به شهرستان های مرکزی، غربی، جنوب غربی، جنوب تا جنوب شرق و بخش هایی از شرق محدوده مطالعاتی مربوط می شود. همچنین نتایج حساسیت EVI به SPEI نشان داد که کم ترین حساسیت پوشش گیاهی به خشکسالی مربوط به نواحی شمال شرق، بخش هایی از جنوب شرق و شمال محدوده مطالعاتی می باشد. این نواحی عمدتا اراضی بایر و یا مرتع با تاج پوشش فقیر را شامل می شود. با توجه به نتایج، شرایط محیطی مانند ویژگی های اقلیمی، توپوگرافی، نوع پوشش گیاهی و مدیریت انسان و غیره تاثیر بسیار مهمی در تعیین ارتباط بین شاخص های پوشش گیاهی و خشکسالی هواشناسی دارد. پیشنهاد می شود که در تحقیقات آتی با در نظر گرفتن عوامل مذکور، پیش بینی این پدیده و مدل سازی تغییرات پوشش گیاهی تحت تاثیر پدیده خشکسالی در اولویت قرار گیرد.

کلیدواژه ها:

آنالیز رگرسیون خطی ، همبستگی پیرسون ، EVI