تحلیل سیگنال های پیش هشدار خطر بیابان زایی با استفاده از سری های زمانی شاخص های مبتنی بر سنجش از دور (مطالعه موردی: شهرستان مشهد، استان خراسان رضوی)

بیابان زایی یکی از چالش های اساسی در مناطق خشک و نیمه خشک جهان است که بر پایداری اکولوژیکی، کشاورزی و معیشت جوامع تاثیر عمیق می گذارد. این پژوهش با هدف تحلیل سیگنال های پیش هشدار خطر بیابان زایی با استفاده از سری زمانی شاخص ­های سنجش از دوری و داده ­های میدانی در شهرستان مشهد انجام شد. برای این منظور، از شاخص های سنجش از دور NDVI، NDSI و TGSI طی دوره زمانی سال های ۲۰۰۵ تا ۲۰۲۴ میلادی استفاده گردید. در این پژوهش تصاویر ماهواره ای پس از صحت ­سنجی با داده ­های مرجع برای محاسبات مورد استفاده قرار گرفتند. تحلیل نقاط شکست سری های زمانی با استفاده از مجموعه نرم افزاری BFAST و ارزیابی شاخص های آماری (خودهمبستگی lag-۱، چولگی، انحراف معیار) در نرم افزار R انجام شد. در این پژوهش به منظور بررسی نقطه شکست، روند تغییرات در ۱۰۰ پیکسل شامل ۵۰ پیکسل مناطق تخریب یافته و ۵۰ پیکسل مناطق تخریب نیافته که در طی بازدید میدانی تعیین شده بود، انجام گرفت. نتایج نشان داد که نقطه شکست اصلی در سال ۲۰۱۳ رخ داد است، که با کاهش شدید پوشش گیاهی و افزایش شوری خاک همراه بود. به ترتیب شاخص ­های NDVI ، NDSI و TGSI قدرت تغییرات را  براساس آزمون آماری کندال تای ۷۱/۰ ، ۵۸/۰ و  ۵۳/۰ نشان دادند.  این اختلاف در مقادیر نشان داد که پوشش گیاهی و شوری خاک  نقش برجسته­ ای در بیابان ­زایی منطقه ایفا می­ کنند. نتایج نشان داد که شاخص های NDVI  و NDSI همراه با خودهمبستگی lag-۱ بیشترین کارایی را در شناسایی زودهنگام تغییرات اکوسیستمی دارند. یافته ها اهمیت ترکیب شاخص های سنجش از دور با روش های آماری را در توسعه سیستم های هشدار سریع و مدیریت پایدار منابع طبیعی برای کنترل بیابان زایی نشان می دهد.

کلیدواژه ها:

سیگنال های پیش هشدار بیابان زایی ، تحلیل سری زمانی سنجش ازدور ، پایش پویایی پوشش گیاهی ، تاب آوری اکوسیستم ، الگوریتم BFAST