بررسی کارایی شاخص های خشک سالی هواشناسی در اراضی مرتعی و دیم به کمک شاخص های سنجش ازدوری

سابقه و هدفارزیابی خشک سالی برای مدیریت موثر منابع آب و محصولات کشاورزی، به منظور توسعه راهبردهای کاهش هدررفت این منابع بسیار حیاتی است. شاخص های ارزیابی خشک سالی به عنوان ابزاری ضروری برای ارزیابی این فرایند بوده و انتخاب شاخص مناسب ارزیابی صحیح خشک سالی اجتناب ناپذیر است. شاخص ها، سنجه های کمی هستند که با  استفاده از آنها می توان شدت و بزرگی خشک سالی ها را به صورت کمی تعیین نمود. براساس منابع موجود، شاخص بارش استانداردشده (SPI) و شاخص بارش –تبخیر تعرق استانداردشده (SPEI) رایج ترین و پرکاربردترین شاخص های ارزیابی خشک سالی هستند. بنابراین مقایسه این دو شاخص به منظور فهم و درک تفاوت ها و تفاوت هایشان بسیار ضروریست. از سویی، یکی از ضعف های شاخص های مبتنی بر ایستگاه های هواشناسی آن است که از پراکنش مکانی مناسبی برخوردار نیستند. در مقابل، به کارگیری شاخص های مبتنی بر تصاویر ماهواره ای، محدودیت های روش های نقطه ای را از بین می برد. برای این منظور، شاخص های خشک سالی ماهواره ای مانند  NDVIو  VHIایجاد شدند. هدف این پژوهش، مقایسه کارایی شاخص های SPI و SPEI در ارزیابی خشک سالی براساس شاخص های سنجش ازدوری در مناطق با رویش طبیعی و کشاورزی دیم است. حذف تاثیر ایستگاه های واقع در مناطق زراعت آبی در جنوب استان تهران و تاثیر آن بر نتایج شاخص های خشکسالی ازجمله نوآوری این پژوهش است.مواد و روش هااستان تهران یکی از استان های با توپوگرافی، شرایط اقلیمی متفاوت و نیز کاربری های مختلف است. شمال و شرق استان دارای پوشش طبیعی مرتعی و جنوب آن دارای کاربری کشاورزی آبی است. در این پژوهش شاخص های خشک سالی هواشناسی  SPIو SPEI براساس داده های بارش و تبخیر دریافتی ۳۱ ایستگاه هواشناسی، برای بازه زمانی بیست ساله ۱۳۷۹ تا ۱۳۹۸محاسبه گردید. علت انتخاب این بازه زمانی، محدودیت دسترسی داده های بارش و تبخیر و تعرق و نیز داده های سنجنده مودیس است که از سال ۲۰۰۰ در دسترس بوده اند. رابطه میان این دو شاخص در حالت کلی و حالت حذف ایستگاه های جنوب استان (به دلیل خطایی که زراعت آبی در میزان پوشش گیاهی در دوره های خشک سالی ایجاد می کرد) مورد بررسی قرار گرفت. بازه زمانی سه ماهه منتهی به خردادماه برای هر دو شاخص در نظر گرفته شد. برای ارزیابی صحت، کارایی شاخص های  SPIو SPEI، شاخص خشک سالی ماهواره ای سلامت گیاهی (VHI) به کمک محصولات سنجنده MODIS در موقعیت ایستگاه ها استخراج شد و از مقادیر NDVI و LST محاسبه شد.نتایجنتایج نشان دادند که رابطه آماری میان شاخص  SPIو SPEI پس از حذف ایستگاه های جنوب استان تهران (کشاورزی آبی) قوی تر شده است (ضریب تبیین از ۶۵/۰ به  ۸۶/۰ افزایش یافته است). بدین معنی که نوع کاربری بر مقادیر تبخیر ایستگاه های جنوبی استان، تحت تاثیر نوع کشاورزی آبی قرارگرفته که بر صحت داده های شاخص SPEI تاثیر گذاشته است. در حالت کلی، شاخص SPI دارای همبستگی بیشتری با شاخص های سنجش ازدوری پایش خشک سالی NDVI،VCI،TCIوVHI است. پس از حذف ایستگاه های پرندک، باقرآباد، جوادآباد، گل خندان، غنی آباد و حمامک، رابطه شاخص  SPIو SPEI با شاخص های سنجش ازدوری خشک سالی مورد بررسی دوباره قرار گرفت. نتایج نشان داد که دقت مدل ها در این حالت بیشتر شده است (ضریب تبیین از ۴/۰ به  ۵۵/۰ برای SPI و از ۳۳/۰ به ۵۵/۰ برای  SPEIافزایش یافته است). مقایسه شاخص های SPI و SPEI نیز برتری شاخص SPEI را در حالت حذف ایستگاه های واقع در زراعت دیم نشان می دهد.نتیجه گیرینتایج این پژوهش نشان داد که برای ارزیابی خشک سالی، توجه به نوع کاربری اراضی و روش کشت در بالا بردن کارایی شاخص های SPI و SPEI کاملا ضروریست. نتایج حاصل از این تحقیق بیانگر آن است که شاخص SPEI در شرایطی که تبخیر در بیلان آبی منطقه سهم بیشتری داشته باشد از کارایی بیشتری نسبت به SPI برخوردار است. از سویی، تنوع در کاربری اراضی سبب کاهش دقت در روابط میان شاخص های خشک سالی هواشناسی و خشک سالی کشاورزی سنجش ازدوری می گردد. تبیین شاخص های متناسب برای هر کاربری می تواند رویکرد جدید در تحقیقات آینده باشد.

کلیدواژه ها:

خشک سالی ، شاخص های خشک سالی ، SPEI ، سنجش ازدور ، VHI