تغییرات اقلیمی و پوشش گیاهی در حوزه آبخیز کهنه خراسان رضوی با استفاده از سنجش از دور در محیط GEE

دستورانی, مصطفی; زارعی, مهدی; قادری, ملیحه

doi:10.22077/jdcr.2025.8922.1118

تغییرات اقلیمی و پوشش گیاهی در حوزه آبخیز کهنه خراسان رضوی با استفاده از سنجش از دور در محیط GEE

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

مصطفی دستورانی ¹

مهدی زارعی ²

ملیحه قادری ³

¹ استادیار گروه سنجش از دور و GIS دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.

² دانشیار مرکز پژوهشی علوم جغرافیایی و مطالعات اجتماعی، دانشگاه حکیم سبزواری، سبزوار، ایران.

³ کارشناس آموزش و فرهن گسازی محیط زیست، اداره کل حفاظت محیط زیست خراسان جنوبی، بیرجند، ایران.

https://doi.org/10.22077/jdcr.2025.8922.1118

چکیده

تحقیق حاضر به تحلیل تغییرات پوشش گیاهی در حوزه آبخیز کهنه در دو بازه زمانی 2000-2012 و 2012-2024 پرداخته است. این منطقه به عنوان یک حوزه نیمه‌خشک، تحت تأثیر تغییرات اقلیمی قرار دارد. برای ارزیابی وضعیت پوشش گیاهی از شاخص NDVI، SPI و داده‌های بارش در ارث انجین استفاده شد. نتایج نشان داد که در بازه زمانی 2012-2024 افزایش قابل‌توجهی در شاخص NDVI مشاهده شد که نشان‌دهنده بهبود شرایط پوشش گیاهی در منطقه است. این بهبود به‌ویژه در انتهای دوره دوم بیشتر مشهود بود و با افزایش بارش‌های سالانه در این دوره مرتبط است. همچنین، تحلیل تعداد سال‌های مرطوب با استفاده از شاخص SPI نشان‌دهنده کاهش تعداد سال‌های مرطوب در بازه 2012-2024 بود، که ممکن است به تغییرات اقلیمی و نوسانات بارش نسبت داده شود. در تجزیه و تحلیل فصلی تغییرات NDVI، نتایج حاکی از بهبود پوشش گیاهی در تمامی فصول سال، از جمله فصول خشک، بود. این بهبود نشان‌دهنده تأثیر مثبت بارش‌های اضافی در دوره دوم بر وضعیت اکولوژیکی و پوشش گیاهی است. علاوه بر این، افزایش میانگین شاخص NDVI از 06/0 در سال 2000 به 10/0 در سال 2024، که نشان‌دهنده افزایشی تقریباً دو برابری است، مؤید بهبود شرایط خاک و پوشش گیاهی منطقه می‌باشد. این تحقیق نشان می‌دهد که افزایش بارش در دوره 2012-2024 توانسته تأثیر مثبتی بر بهبود پوشش گیاهی منطقه داشته باشد، اما نوسانات اقلیمی و تأثیرات بلندمدت تغییرات اقلیمی نیاز به بررسی‌های بیشتر دارند.

کلیدواژه‌ها

اقلیم

سنجش از دور

سامانه اطلاعات جغرافیایی

روند

تخریب اراضی

موضوعات

تغییراقلیم

Bagherzadeh, A., Hoseini, A. V., & Totmaj, L. H. (2020). The effects of climate change on the normalized difference vegetation index (NDVI) in the Northeast of Iran. Modeling Earth Systems and Environment, 6, 671–683. https://doi.org/10.1007/s40808-020-00724-x

Doulabian, S., Toosi, A. S., Calbimonte, G. H., Tousi, E. G., & Alaghmand, S. (2021). Projected climate change impacts on soil erosion over Iran. Journal of Hydrology, 598, 126432. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126432

Farooghi, F., Ebrahimi, Z., & Rahime, M. (2022). Evaluation of Quaternary soil sensitivity with NDVI indices and soil moisture about nonparametric climate change. Climate Change Research, 3(9), 41–52.

Ghorbanian, A., Mohammadzadeh, A., & Jamali, S. (2022). Linear and non-linear vegetation trend analysis throughout Iran using two decades of MODIS NDVI imagery. Remote Sensing, 14(15), 3683. https://doi.org/10.3390/rs14153683

Golla, B. (2021). Agricultural production system in arid and semi-arid regions. International Journal of Agricultural Science and Food Technology, 7(2), 234–244. https://doi.org/10.17352/2455-815X.000113

Gong, Z., Ge, W., Guo, J., & Liu, J. (2024). Satellite remote sensing of vegetation phenology: Progress, challenges, and opportunities. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 217, 149–164. https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2024.08.011

Hosseinizadeh, A., SeyedKaboli, H., Zareie, H., Akhondali, A., & Farjad, B. (2015). Impact of climate change on the severity, duration, and frequency of drought in a semi-arid agricultural basin. Geoenvironmental Disasters, 2, 1–9. https://doi.org/10.1186/s40677-015-0031-8

Huang, S., Tang, L., Hupy, J. P., Wang, Y., & Shao, G. (2021). A commentary review on the use of the normalized difference vegetation index (NDVI) in the era of popular remote sensing. Journal of Forestry Research, 32(1), 1–6. https://doi.org/10.1007/s11676-020-01155-1

Huete, A. R. (2012). Vegetation indices, remote sensing, and forest monitoring. Geography Compass, 6(9), 513–532. https://doi.org/10.1111/j.1749-8198.2012.00507. x

Jabal, Z. K., Khayyun, T. S., & Alwan, I. A. (2022). Impact of climate change on crop productivity using MODIS-NDVI time series. Civil Engineering Journal, 8(6), 1136–1156. https://doi.org/10.28991/CEJ-2022-08-06-04

Kalma, J. D., & Franks, S. W. (2003). Rainfall in arid and semi-arid regions. In Understanding water in a dry environment (pp. 31–80). CRC Press.

Kong, D., Zhang, Q., Singh, V. P., & Shi, P. (2017). Seasonal vegetation response to climate change in the Northern Hemisphere (1982–2013). Global and Planetary Change, 148, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2016.10.020

Loukas, A., Vasiliades, L., & Tzabiras, J. (2008). Climate change effects on drought severity. Advances in Geosciences, 17, 23–29. https://doi.org/10.5194/adgeo-17-23-2008

Ma, S., Wang, L.-J., Jiang, J., Chu, L., & Zhang, J.-C. (2021). Threshold effect of ecosystem services in response to climate change and vegetation coverage change in the Qinghai-Tibet Plateau ecological shelter. Journal of Cleaner Production, 318, 128592. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128592

Milewski, R., Schmid, T., Chabrillat, S., Jiménez, M., Escribano, P., Pelayo, M., & Ben-Dor, E. (2022). Analyses of the impact of soil conditions and soil degradation on vegetation vitality and crop productivity based on airborne hyperspectral VNIR–SWIR–TIR data in a semi-arid rainfed agricultural area (Camarena, Central Spain). Remote Sensing, 14(20), 5131. https://doi.org/10.3390/rs14205131

Owen, D., Davis, A. P., & Aydilek, A. H. (2021). Compost for permanent vegetation establishment and erosion control along highway embankments. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, 147(8), 04021031. https://doi.org/10.1061/(ASCE)IR.1943-4774.0001587

Prăvălie, R. (2021). Exploring the multiple land degradation pathways across the planet. Earth-Science Reviews, 220, 103689. https://doi.org/10.1016/j.earscirev.2021.103689

Ren, Y., Liu, J., Liu, S., Wang, Z., Liu, T., & Shalamzari, M. J. (2022). Effects of climate change on vegetation growth in the Yellow River Basin from 2000 to 2019. Remote Sensing, 14(3), 687. https://doi.org/10.3390/rs14030687

Trivedi, M. R., Berry, P. M., Morecroft, M. D., & Dawson, T. P. (2008). Spatial scale affects bioclimate model projections of climate change impacts on mountain plants. Global Change Biology, 14(5), 1089–1103. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2008.01553.x

Wu, L., Ma, X., Dou, X., Zhu, J., & Zhao, C. (2021). Impacts of climate change on vegetation phenology and net primary productivity in arid Central Asia. Science of the Total Environment, 796, 149055. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2021.149055

Xu, C., McDowell, N. G., Fisher, R. A., Wei, L., Sevanto, S., Christoffersen, B. O., Weng, E., & Middleton, R. S. (2019). Increasing impacts of extreme droughts on vegetation productivity under climate change. Nature Climate Change, 9(12), 948–953. https://doi.org/10.1038/s41558-019-0630-6

Ying, L., Wang, L., Huang, X., Rao, E., Xiao, Y., Zheng, H., Shen, Z., & Ouyang, Z. (2024). Climate change impairs the effects of vegetation improvement on soil erosion control in the Qinghai-Tibetan Plateau. Catena, 241, 108062. https://doi.org/10.1016/j.catena.2024.108062

Yue, W., Xu, J., Tan, W., & Xu, L. (2007). The relationship between land surface temperature and NDVI with remote sensing: Application to Shanghai Landsat 7 ETM+ data. International Journal of Remote Sensing, 28(15), 3205–3226. https://doi.org/10.1080/01431160500306906

Zuo, D., Han, Y., Xu, Z., Li, P., Ban, C., Sun, W., Pang, B., Peng, D., Kan, G., & Zhang, R. (2021). Time-lag effects of climatic change and drought on vegetation dynamics in an alpine river basin of the Tibet Plateau, China. Journal of Hydrology, 600, 126532. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.126532