این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، جلد ۴، شماره ۴، صفحات ۴۹-۶۰
عنوان فارسی تعیین کمّی سلامت پوشش گیاهی بر اساس قابلیت بازگشت‌پذیری
چکیده فارسی مقاله چکیده مقدمه مدیریت صحیح اکوسیستم‌های طبیعی بدون آگاهی از وضعیت سلامت اجزاء آن امکانپذیر نیست. پوشش گیاهی به عنوان اصلی‌ترین جزء اکوسیستم نقش مهمی در سلامت آن ایفا می‌کند. یکی از ویژگی‌های تعیین‌کننده سلامت پوشش گیاهی، قابلیت بازگشت‌پذیری آن است. اصطلاح بازگشت‌‌پذیری نخستین بار در مطالعه سیستم‌های اکولوژیک مطرح شد و نشان دهنده توانایی اکوسیستم برای حفظ عملکرد در مواجهه با آشفتگی‌های محیطی است. یک سیستم با قابلیت بازگشت‌پذیری نه تنها به مکانیزم سازگاری با اختلال مجهز است بلکه پتانسیل بهره‌مندی مفید از تغییر به عنوان فرصتی برای توسعه، نوآوری و به روز شدن را نیز داراست. بنا بر این وقتی تغییری اتفاق می‌‌افتد بازگشت‌پذیری شرایط مورد نیاز برای شروع دوباره و سازماندهی مجدد را فراهم می‌کند. اگر این قابلیت فراتر از نیروهای مختل کننده وارده باشد، سیستم توان برگشت به وضعیت حداکثر تراکم پوشش گیاهی با کمترین آثار فرسایشی را خواهد داشت در غیر این صورت سیستم نسبت به تغییری که ایجاد شده و قبلاً می‌توانست آن را کنترل کند آسیب‌پذیر می‌شود. این پژوهش در شمال شرق استان خراسان جنوبی (اقلیم خشک) با هدف کمّی‌سازی بازگشت‌پذیری پوشش گیاهی به عنوان شاخص سلامت اکوسیستم در پاسخ به رخداد‌های خشکسالی و تغییرات بلند مدت بارش به عنوان اختلالات محیطی انجام شد. بنا بر این، ابتدا استاندارد‌سازی بارش سالانه با استفاده از داده‌های بارندگی پانزده ایستگاه هواشناسی اطراف منطقه مطالعه در بازه زمانی سی ساله (2015 – 1986) با روش   SPIانجام شد سپس‌ با استفاده از این اطلاعات، وضعیت شاخصSPI  محدوده مطالعه در هر سال (ترسالی، خشکسالی و نرمال) از طریق میانیابی به روش وزن‌دهـی بـر اساس عکس فاصله (IDW) و با استفاده از نرم‌افزار ArcGIS تعیین گردید. از طرفی تصاویر ماهواره‌ای موجود در مخزن ماهواره لندست 5 و 7 دوره بررسی، بین 15 خرداد تا 15 تیر‌ماه هر سال که پوشش گیاهی دائمی در بهترین شرایط رشد قرار داشت تهیه شد و با استفاده از نرم افزار ENVI، تصحیحات لازم بر روی تصاویر ماهواره‌ای انجام شد و سپس میانگین شاخص  تفاضل نرمال تغییر یافته (TNDVI) هر تصویر تعیین گردید. در نهایت، تاثیر تغییرات بارندگی بر میانگین شاخص پوشش گیاهی TNDVI بررسی شد و بازگشت‌پذیری پوشش گیاهی محدوده مطالعه پس ازرفع اختلال، با انتخاب چند مقطع زمانی به عنوان نمونه و محاسبه چهار عامل موثر در بازگشتپذیری (دامنه تغییرات، انعطاف‌پذیری، استهلاک و ترمیم) اثبات گردید. مقایسه تغییرات بارندگی سالانه در سری زمانی سی ساله (2015 - 1986)، دو دوره تقریبی خشک و مرطوب را در محدوده مطالعه نشان داد. دوره مرطوب مربوط به چهارده سال ابتدایی سری زمانی (1999- 1986) و دوره خشک مربوط به شانزده سال بعدی (2015- 2000) است. در این مدت چندین ترسالی با شدت‌های متفاوت رخ داده است شامل یک ترسالی خیلی شدید در سال ابتدایی دوره (1986)، یک  ترسالی شدید (1991) و دو ترسالی متوسط (1992 و 1996). همچنین، چهار خشکسالی شامل یک خشکسالی شدید (2001) و سه خشکسالی متوسط (1987، 2006 و 2008) رخ داده است. همه ترسالی‌ها در نیمه اول و بیشتر خشکسالی‌ها در نیمه دوم دوره بررسی اتفاق افتاده‌اند. برای اثبات بازگشت‌پذیری پوشش گیاهی و محاسبه عوامل آن، علاوه بر بررسی بازگشت‌پذیری کل دوره سی ساله، چند مقطع زمانی به عنوان نمونه بررسی انتخاب شد. درکل دوره مطالعه (2015 - 1986)، بیشترین میانگین شاخص TNDVI مربوط به سال 1986 به عنوان سال مرجع (37/49‌%) ، کمترین مقدار آن مربوط به سال 2010 به عنوان سال تاثیر کاهش بارندگی و خشکسالی (58/43‌%) و مقدار این شاخص درسال انتهایی دوره، 28/44‌% بوده است. مقدار چهار عامل دامنه تغییرات، انعطاف‌پذیری، استهلاک و ترمیم به ترتیب 79/5، 7/0، 09/5 و صفر (%) بود که نشان داد پوشش گیاهی پس از افزایش نسبی بارندگی، از مقدار سال 2010 به سمت مقدار مرجع (1986) افزایش یافته (بازگشت‌پذیری) اما به میزان پوشش در سال مرجع نرسیده است. مشخص‌ترین نمونه‌های بازگشت‌پذیری پوشش گیاهی، بین سال‌های 1986 تا 1996 (دوره تر) و 2009 - 2003 (دوره خشک) اتفاق افتاد. در مقطع زمانی اول، میزان دامنه تغییرات و انعطاف‌پذیری 64/0 و استهلاک صفر بوده است. پوشش گیاهی در این دوره پس از رفع آثار خشکسالی (1996)، نه تنها به میزان پوشش گیاهی سال مرجع با ترسالی شدید (1986) بازگشته بلکه به میزان 25/0 درصد نیز افزایش داشته است (عبور از مرجع). همچنین علیرغم کاهش بارندگی و وقوع چندین رخداد خشکسالی در دوره خشک، در مقطع زمانی2003 تا 2009 ، عامل ترمیم به مقدار 05/0 درصد مشاهده شد که به وضوح سلامت پوشش گیاهی محدوده مطالعه را تایید کرد. این افزایش تحت عنوان شاخص ترمیم (Hysteresis)  برای اولین بار در مبحث سلامت اکوسیستم به صورت کمّی در مطالعه حاضر ارائه گردید. مجموعه محاسبات کمّی نشان می‌‌دهد علیرغم حاکمّیت کاهش میزان بارش سالانه و رخدادهای خشکسالی، پوشش گیاهی توانسته است قابلیت بازگشت‌پذیری خود را حفظ نماید که بیانگر وجود سلامت پوشش گیاهی در اکوسیستم مورد بررسی در اقلیم خشک است. آگاهی از وضعیت سلامت پوشش گیاهی و عکس‌العمل آن نسبت به تغییرات بارندگی بلند مدت و آشفتگی‌های محیطی چون رخداد‌های خشکسالی، موفقیت برنامه‌ریزی‌های مدیریتی منابع طبیعی تجدید شونده را تضمین می‌کند. این مطالعه دومین مورد در کمّی‌سازی بازگشت‌پذیری پوشش گیاهی و اولین مطالعه با شرایط اقلیم خشک در شرایط آسیا (میانگین بارندگی سالانه 160 میلیمتر) است که در ایران با محاسبه چهار عامل مرتبط با بازگشت‌پذیری انجام گرفته و اولین موردی است که عامل ترمیم (Hysteresis) را ارائه داده است. مجموعه محاسبات کمّی نشان می‌‌دهد علیرغم حاکمّیت کاهش میزان بارش سالانه و رخدادهای خشکسالی، پوشش گیاهی توانسته است قابلیت بازگشت‌پذیری خود را حفظ نماید که بیانگر وجود سلامت پوشش گیاهی در اکوسیستم مورد بررسی است. با وجود تداوم شرایط سخت، پوشش گیاهی بومی محدوده مطالعه به خوبی توانسته است نه تنها با رفع نسبی آشفتگی به وضعیت مرجع بازگردد، بلکه مرحله ترمیم را نیز تجربه کرده است. وجود چنین مکانیسم‌های دفاعی و سازگار شگفت‌انگیز در پوشش گیاهی مناطق خشک است که حفظ و احیاء این مناطق را با برنامه‌ریزی‌های مدیریتی مناسب امکان‌پذیر می‌سازد.  
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی Quantifying vegetation health based on resilience
چکیده انگلیسی مقاله Abstract The correct management in natural ecosystems is not possible without knowledge of the health in its sectors. Vegetation is the most significant sector in ecosystem that has important role in its health. Resilience is one of the defining features of health vegetation The term resilience was first introduced in the study of ecological systems and demonstrates the ability of the ecosystem to maintain its performance in the face of environmental disorders. A resilience-based system is not only equipped with a disorder adjustment mechanism but also has the potential to benefit from changes in a way that lead to creating an opportunity for development, innovation, and updating. Therefore, when a change occurs, the resilience provides the needed conditions for restarting and reorganization. If this goes beyond disturbing forces, the system will have the power to return to the maximum vegetation density with the least erosion effects, otherwise the system will be vulnerable to the change that was created and could already be controlled. This research was done in part of North east of South Khorasan province (arid climate) with the aim of quantifying vegetative resilience on behalf of ecosystem health in response to drought occurrences and long-term precipitation changes, as environmental disturbances. Therefore first, using daily precipitation data from 15 meteorological stations around the study area, their annual precipitation was extracted and was standardized by Standard Precipitation Index (SPI) over the course of thirty years (1986 - 2015). Then, the SPI index data in 15 stations were interpolated by ArcGIS software based on Inverse Distance Weighted (IDW) method and dry, wet and normal years was estimated in the study region for each year. On the other hand, from archive of satellite images of Landsat 5 and Landsat 7, an image was created for each year in study period, between 15 June and 15 July, with permanent coverage at the best of growth. Following the necessary corrections for satellite images, the average Transformed Normalized Difference Vegetation Index (TNDVI) was obtained of each image by ENVI software. Finally, effected of precipitation changes on mean TNDVI was assessed and vegetation resilience was stabilized whit selected of sever time period samples based on four effective parameters (Amplitude, Malleability, Damping and Hysteresis). Comparison of annual precipitation variations in the thirty-year time series (1986 -2015) indicated two approximate wet and dry periods in study area. The wet period is related to the first fourteen years of the time series (1986-1999) and the dry period is related to the last sixteen years (2000-2015). In this term, severe precipitation incidents with different intensities were occurred in the study area including one case of very intense precipitation (1986), one case of intense precipitation (1991) and two cases of moderate precipitation (1996 and 1992). Also, four drought incidents were occurred including one case of intense drought (2001) and three cases of moderate drought (1987, 2006 and 2008). All precipitations (wet years) are related to the first half and most droughts are related to the second half of the studied period. In this study for fixing of vegetation resilience in study area and for calculating of its parameters, In addition to the thirty-year time series selected sever time sections. in the whole study series (1986 - 2015), maximum of mean TNDVI (49.37 %) was in 1986 (reference), the lowest mean TNDVI (43.58%) was in 2010, The year effect of the decrease precipitation and drought, and mean TNDVI in 2015 was 44.28 %. Amount of parameters amplitude, malleability and damping are respectively 5.79, 0.7 and 5.09, and hysteresis was zero (%). The result of this case showed that the vegetation has moved towards the reference state (Resilience) but has not reached to amount of reference vegetation. The most specific cases for vegetation resilience happened from 1986 to 1996 (wet period) and 2003- 2009 time sector (dry period). In the first time section amount of amplitude and malleability were 0.64 %, damping was zero and hysteresis was 0.25%. The result of this case showed that not only the vegetation was returned to the reference state but also was increased to the reference (Cross reference).So despite the reduced rainfall and occurrence of sever occurrences of drought in dry period, hysteresis parameter (0.05 %) observed in 2003- 2009 time sector too that confirmed clearly vegetation health in study area whit dry climate. Awareness of the health status of the vegetation and its response to long-term precipitation changes and environmental disorders, such as drought occurrence, ensure the success of the managerial plans for renewable natural resources. The present study is the second study on quantifying the vegetation resilience and the first study under dry climatic conditions in Asia (an average annual precipitation of 160 mm) conducted in Iran by calculating four factors related to resilience, and is the first study that has presented the factor hysteresis in the calculations. Despite continuous of difficult condition, the native vegetation of the study area has been able to return the reference state not only by resolving the disorder relatively, but also it has experienced hysteresis stage. A set of quantitative calculations showed despite reduced annual precipitation and drought events, vegetation has been able to maintain its resilience, which indicates the health of the vegetation in the studied ecosystem. With the presence of such amazing protective and consistent mechanisms in the vegetation of arid regions, it is possible to maintain and restore these regions by proper managerial plans.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله مرضیه تابع | Marzieh Taabe
Ph. D Student of Combat Desertification, Department of Desert Engineering, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan - Researcher at South Khorasan Agriculture and Natural Resource Research Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Birjand, Iran
دانشجوی دکترای بیابان‌زدایی، گروه مهندسی علوم بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان - پژوهشگر مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی خراسان جنوبی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بیرجند، ایران

ابوالفضل رنجبر فردوئی | Abolfazl Ranjbarfordoei
Associate Professor of Desert Engineering, Department of Desert Engineering, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan
دانشیار گروه مهندسی علوم بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان

حجت موسوی | Hojat Mousavi
Assistant Professor of Geomorphology, Department of Geography and Ecotourism, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan
استادیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا و اکوتوریسم، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان

محمد خسروشاهی | Mohammad Khosroshahi
Associate Professor of Geography, Institute of Forest and Rangeland, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran
دانشیار بخش تحقیقات بیابان، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

نشانی اینترنتی http://jsaeh.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-524-1&slc_lang=fa&sid=fa
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/719/article-719-578733.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده تخصصی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات