همبستگی تغییرات سطح آبی تالاب شادگان با شیوع ریزگرد با استفاده از سنجش از دور

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: تالاب ها به‎عنوان یکی از محیط های طبیعی حائز اهمیت بالا در اکوسیستم محسوب می شوند. این مناطق زیستی غنی از گیاهان و موجودات آبزی حاوی تنوع بیولوژیکی فراوانی هستند که از زیستگاه های حیاتی در اکوسیستم ها به‎شمار می روند. تالاب شادگان یکی از مهم ترین تالاب‎های ایران است که اکوسیستم آبی غنی و محیط ‎زیست حیاتی آن اهمیت بسیاری در حفاظت از تنوع زیستی و تامین منابع آبی دارد. اما متاسفانه در چند سال اخیر با خشکی مواجه شده ‎است. حوضه‎ آبخیز نقش بسیار مهمی در تامین و توزیع منابع آبی تالاب ها دارد و به حفظ تعادل اکوسیستم ها و کنترل سیلاب و خشک‎سالی کمک می کند. همچنین، مدیریت صحیح حوضه‎ آبخیز می تواند منجر به بهبود کیفیت آب و حفظ تنوع زیستی در تالاب ها شود. در سال‎ های اخیر، مسئله شیوع ریزگرد یکی از معضلات اساسی در استان خوزستان بوده است و از طرفی، تالاب ‎های این استان به‎دلیل فشار بر منابع آب بالادست نوسانات زیادی را تجربه می‎کنند. لذا، درک ارتباط بین نوسانات سطح این تالاب و شیوع ریزگردها اهمیت زیادی در حفظ منابع طبیعی و همچنین سلامت مردم و توسعه پایدار در منطقه دارد. مواد و روش‎ها: در این پژوهش، ارتباط بین تغییرات سطح آبی تالاب شادگان و شیوع گردوغبار بررسی شده‎ است. برای این منظور، از ماهواره مودیس برای رخدادهای گرد و غباری و پایش سطح آبی تالاب (۲۰۱۰-۲۰۲۳) و از ماهواره سنتینل ۲ برای بررسی سطح آبی تالاب شادگان (۲۰۱۷-۲۰۲۳) با استفاده از شاخص‎های NDWI و MNDWI استفاده شد. ارتباط سطح آبی تالاب با رخداد گرد و غباری (Event-Dust) بررسی شد. همچنین، با استفاده از داده‎های واقعی ایستگاه شادگان، مقدار شاخص کیفیت هوا (AQI)، آلاینده‎های PM۲.۵ و PM۱۰ تعداد روزهای با شاخص ناسالم (شاخص کیفیت هوا بیشتر از ۱۰۰) مشخص شدند و ارتباط آن با سطح آبی تالاب شادگان به ‎صورت ماهانه بررسی شد. برای بررسی ارتباط بین وسعت تالاب و طوفان های گرد و غبار، از ضریب همبستگی پیرسون (r) و ارتباط بین سطح تالاب ها و افزایش پدیده گرد و غبار، از آزمون همبستگی رتبه ای کندال (Kendall's Tau rank correlation test) استفاده شد. یافته‎ها: بررسی شاخص NDWI نشان داد که تالاب شادگان در سال ­های ۲۰۱۸، ۲۰۱۹، ۲۰۲۱ و ۲۰۲۲ به کمترین میزان خود رسید. همچنین، شاخص MNDWI نشان داد که کمترین سطح آبی تالاب در سال‎های ۲۰۱۸، ۲۰۱۹، ۲۰۲۱ و ۲۰۲۳ رخ داد و قسمت‎های غربی، جنوب‎ غربی و جنوب تالاب کاملا از بین رفته‎ است. نقشه رویداد گرد و غباری نشان داد که در اطراف تالاب شادگان بیش از ۲۰ رویداد گرد و غباری در سال‎های مختلف اتفاق می‎افتد. ضرایب همبستگی بین رویدادهای گرد و غبار و وسعت تالاب شادگان ۹۰/۰- به‎دست ‎آمد. همبستگی رتبه کندال تاو نیز نشان می‎دهد که با کاهش سطح آبی تالاب شادگان رخدادهای گرد و غباری افزایش معنادار می‎یابد. نتایج حاصل از تحلیل داده ها نشان می دهند که شاخص NDWI همبستگی کمتری نسبت به شاخص MNDWI با داده‎های آلودگی گرد و غباری (PM۲.۵ و PM۱۰) نشان می‎دهد. همبستگی تعداد روزهای ناسالم هر ماه از نظر آلاینده‎ های PM۱۰ و PM۲.۵ با شاخص NDWI نشان می‎دهد که ارتباط این دو متغیر معنی ‎دار است (P-Value = ۰.۰۰۰۱) و ضریب همبستگی این داده ‎ها با تعداد روزهای آلوده در ماه از نظر PM۲.۵ در اکثر ماه‎ها بیشتر از ۷۷/۰- است، که نشان‎ دهنده همبستگی بالا بین آن­ها است. با کاهش سطح آبی تالاب، شاخص PM۲.۵ افزایش می‎یابد و با توجه به همبستگی شاخص NDWI با تعداد روزهای آلوده در ماه از نظر PM۱۰ (۷۱/۰-(R = ، می‎توان نتیجه گرفت که کاهش سطح آبی تالاب تاثیر بیشتری بر افزایش شاخص PM۲.۵ دارد. همچنین، نتایج شاخص MNDWI با تعداد روزهای آلوده در ماه شاخص‎های PM۲.۵  و PM۱۰ نشان می‎دهند که ارتباط بین شاخص MNDWI با PM۲.۵ بهتر از PM۱۰ است، به‎ طوری که ضریب تعیین (R۲) نشان می دهد که ۷۲% از تغییرات در تعداد روزهای آلوده به PM۲.۵ توسط سطح آبی تالاب توضیح داده می شود. به ‎عبارت دیگر، معادله رگرسیون توانسته است حدود ۷۲% از واریانس تعداد روزهای آلوده را توجیه کند. ضریب همبستگی پیرسون (۸۴/۰-) نیز نشان می دهد که ارتباط بین تعداد روزهای آلوده به PM۲.۵ و شاخص MNDWI بسیار قوی است و این ارتباط به ‎صورت معکوس است، یعنی با افزایش سطح آبی تالاب (افزایش شاخص MNDWI)، تعداد روزهای با آلودگی ذرات کمتر از ۵/۲ میکرون کاهش می یابد. بنابراین، نتایج آنالیز نشان می دهند که تعداد روزهای آلوده به PM۲.۵ تاثیر قابل توجهی بر شاخص MNDWI تالاب شادگان دارد و با کاهش سطح آبی تالاب، آلودگی گرد و غباری PM۲.۵ نسبت به PM۱۰ افزایش می یابد. نتیجه‎گیری: نتایج نشان می دهند که افزایش سطح آبی تالاب شادگان منجربه کاهش آلودگی گرد و غباری منطقه و تعداد روزهای آلوده به PM۲.۵ و PM۱۰ می‎شود. این یافته ها بر اهمیت حفاظت و بازیابی تالاب ها به‎منظور کاهش آلودگی هوا و بهبود شرایط زیست‎ محیطی منطقه تاکید می کنند. افزایش سطح آبی تالاب شادگان به کاهش تعداد روزهای آلوده و بهبود کیفیت زندگی ساکنین مناطق اطراف منجر می‎شود. لذا، هرگونه توسعه مبتنی ‎بر کاهش سطح آبی تالاب شادگان ناپایدار است و در درازمدت سلامت مردم اطراف را با خطر جدی همراه می‎ سازد.

کلیدواژه ها:

Air pollution ، MNDWI ، PM۱۰ and PM۲.۵ ، Sentinel-۲ ، Shrinking Wetland ، آلودگی هوا ، خشکی تالاب ، سنتینل-۲ ، MNDWI ، PM۱۰ و PM۲.۵