آشکارسازی تغییرپذیری مکانی اثر عوامل موثر بر آتش سوزی جنگل ها و مراتع با مدل رگرسیون وزن دار جغرافیایی (بررسی موردی: مناطق شمالی استان ایلام)

سابقه و هدف: آتش سوزی جنگل ها و مراتع یکی از مهمترین مخاطرات بوم شناسی در زیست بوم های نیمه خشک زاگرس به شمار می رود که تحت تاثیر برهم کنش پیچیده عوامل اقلیمی، فیزیوگرافی، انسانی و پوشش گیاهی شکل می گیرد و پیامدهای گسترده ای بر پایداری زیستی، خدمات بوم شناختی و امنیت معیشتی جوامع محلی برجای می گذارد. تشدید نوسانهای اقلیمی، افزایش دما، تداوم خشکسالی های دوره ای و گسترش فعالیت های انسانی طی دهه های اخیر، حساسیت این زیست بوم ها را نسبت به آتش سوزی افزایش داده است. درک دقیق الگوی مکانی آتش سوزی مستلزم به کارگیری مدل هایی است که ناهمگنی مکانی روابط بین متغیرها را در نظر بگیرند. هدف این پژوهش آشکارسازی تغییرپذیری مکانی اثر عوامل موثر بر رخداد آتش سوزی در جنگل ها و بررسی تفاوت های مکانی این روابط در سطح منطقه مورد مطالعه و مراتع و ارزیابی کارایی مدل رگرسیون وزن دار جغرافیایی (Geographically Wighted Regression) در مقایسه با مدل رگرسیون حداقل مربعات معمولی (Ordinary Least Squares) به منظور شناسایی کانون های بحرانی و بهبود تصمیم گیری مدیریتی است.مواد و روش ها: در این پژوهش، ۴۴۱ پلی گون آتش سوزی مربوط به ماه های گرم سال طی بازه زمانی ۲۰۱۱ تا ۲۰۲۰ با استفاده از تصاویر ماهواره ای Landsat۸ با بهره گیری از داده های نقاط داغ (Hotspot) سنجنده MODIS به منظور شناسایی و تایید رخداد های آتش سوزی استخراج شد. داده ها پس از تطبیق با آمار رسمی اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان ایلام، پالایش و کنترل کیفی گردید، سپس هر پلی گون به عنوان یک واحد مکانی تحلیل در نظر گرفته شد و مساحت پلی گون ها به عنوان متغیر وابسته به منظور شاخصی برای نمایش شدت و الگوی مکانی پدیده آتش سوزی در مدل سازی ها استفاده شد. مجموعه ای شامل ۲۱ متغیر مستقل مشتمل بر شاخص های اقلیمی، توپوگرافی، مجاورتی، کاربری اراضی، پوشش گیاهی و مولفه های اقتصادی - اجتماعی انتخاب شد. نقشه های پایه در محیط GIS تهیه و مقادیر هر متغیر برای پلی گون های آتش سوزی استخراج گردید. پیش پردازش داده های متغیر مستقل شامل شناسایی داده های پرت، یکسان سازی مقیاس ها، نرمال سازی با تبدیل Box–Cox و آزمون نرمال بودن انجام شد. هم خطی چندگانه با شاخص ضریب تورم واریانس بررسی و به منظور رفع هم خطی، کاهش ابعاد و حذف همبستگی درونی داده ها از مولفه های استخراج شده در مدلسازی استفاده گردید. مولفه هایی انتخاب شدند که بیش از ۸۰ درصد واریانس کل را تبیین می کردند. تحلیل اصلی با مدل رگرسیون وزن دار جغرافیایی اجرا شد که امکان برآورد ضرایب محلی و نمایش تغییرپذیری فضایی روابط را فراهم می کند. برای ارزیابی اعتبار مدل، آزمون مورانز (Moran’s I) بر روی باقیمانده ها انجام شد. برای مقایسه عملکرد، مدل رگرسیون حداقل مربعات معمولی نیز اجرا و شاخص های برازش دو مدل تحلیل شد.نتایج و یافته ها: نتایج نشان داد مدل رگرسیون وزن دار جغرافیایی نسبت به مدل رگرسیون حداقل مربعات معمولی از توان توضیحی بالاتری برخوردار است؛ به گونه ای که ضریب تعیین مدل محلی به ۳۲/۰ رسید و کاهش قابل توجه معیار آکاییک (AICc=۱۷۵۳) و خطای استاندارد برآورد بیانگر برازش برتر آن بود. تحلیل ضرایب محلی حکایت از آن دارد که جهت باد از مهمترین عوامل اقلیمی موثر بر تغییرات مکانی آتش سوزی هستند. از نظر فیزیوگرافی جهت شیب در بسیاری از نواحی به عنوان عامل موثر بر آتش سوزی شناسایی شد، هرچند شدت و جهت اثر آنها در سطح منطقه یکنواخت نبود. در سطح کاربری اراضی، کشاورزی دیم، جنگل های متراکم و مراتع با پوشش متوسط بیشترین ارتباط را با رخدادهای آتش سوزی نشان دادند که بیانگر تاثیر فعالیت های انسانی است. نتایج مدل GWR نشان داد که اهمیت و میزان تاثیر عوامل موثر بر آتش سوزی در سطح منطقه ثابت نیست و روابط مکانی بین متغیرها از یک ناحیه به ناحیه دیگر تغییر می کند. این موضوع امکان شناسایی کانون های بحرانی و تدوین راهبردهای مدیریتی متناسب با شرایط محلی را فراهم می سازد.نتیجه گیری: کاربرد رگرسیون وزن دار جغرافیایی (GWR) چارچوبی کارآمد برای بررسی تغییرپذیری مکانی روابط بین آتش سوزی و عوامل محیطی، فیزیوگرافی، انسانی و اقتصادی اجتماعی فراهم می کند و نسبت به مدل رگرسیون حداقل مربعات معمولی (OLS)  توانایی بیشتری در تبیین ناهمگنی فضایی این روابط دارد. نتایج پژوهش نشان داد که میزان و جهت تاثیر عوامل موثر بر آتش سوزی در سطح منطقه یکنواخت نبوده و از یک ناحیه به ناحیه دیگر تغییر می کند. این یافته بر ضرورت اتخاذ رویکردی منطقه محور و متناسب با شرایط محلی در مدیریت آتش سوزی های جنگلی و مرتعی تاکید دارد. همچنین، نقشه های ضرایب محلی و الگوهای مکانی استخراج شده از مدل GWR می توانند به عنوان مبنایی علمی برای شناسایی نواحی حساس، اولویت بندی اقدامات مدیریتی، طراحی برنامه های پیشگیرانه و بهبود پایش و مدیریت آتش سوزی در مقیاس منطقه ای مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه ها:

آتش سوزی ، رگرسیون وزن دار جغرافیایی (GWR) ، تغییرپذیری مکانی ، مناطق شمالی استان ایلام