تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

پایش و ارزیابی تغییرات پوشش و زوال جنگل‌های بلوط در استان لرستان با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و مدل BFAST

نویسندگان
هنگامه شیراوند 1
شهریار خالدی 2
سعید بهزادی 3
حجت اله شکری سنجابی 4
1 دانشجوی دکتری دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی
2 استاد اقلیم شناسی دانشگاه شهیدبهشتی
3 استادیار دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی
4 کارشناس اداره کل منابع طبیعی استان لرستان
10.29252/jgs.20.57.265
چکیده
پدیده زوال یکی از مهم‌ترین دلایل تخریب و مرگ و میر درختان بلوط در جنگل‌های زاگرس است که به دلیل گستردگی و تنوع توپوگرافی تعیین آن از طریق پایش و عملیات میدانی به آسانی امکان‌پذیر نیست. بنابراین تصاویر ماهواره­ای یکی از منابع مهم جهت نمایش تغییرات محیطی و مدیریت آن است. تغییرات در یک اکوسیستم اغلب به صورت تدریجی می‌باشد اما گاهی در زمانی کوتاه تغییرات فاحشی صورت می‌گیرد. که این تغییر می‌تواند باعث به وجود آمدن فاجعه‌ای شود که شناسایی آن کاری بسیار دشوار می‌باشد. یک روش پیشنهاد شده برای این وضعیت استفاده از مدل BFAST می‌باشد که با تجزیه سری زمانی در روند، فصلی و اجزای باقیمانده، تغییرات را در سری زمانی شناسایی می‌کند و به طور مکرر زمان و مقدار تغییرات را تخمین زده و مسیر و مقدار تغییرات را شناسایی می‌کند. لذا در این پژوهش با استفاده از این مدل و تصاویر ماهواره‌ای به پایش و ارزیابی تغییرات پوشش و زوال جنگل‌های بلوط در استان لرستان در دوره آماری (2017-2000) پرداخته شد. نتایج نشان داد در طول دوره مورد بررسی بیش از 42804 هکتار (5/1 درصد) از جنگل‌های بلوط استان در اثر پدیده زوال از بین رفته است. همچنین بر اساس روش BFAST نمودار روند تغییرات دارای شکست بوده و تغییرات فرکانسی آن‌ها نیز نامنظم است. بررسی و مقایسه پوشش‌های مختلف جنگل نیز بیانگر کاهش میزان NDVI است که نشان دهنده فراگیر بودن روند کاهش پوشش جنگلی است. همچنین بررسی نمودار خودهمبستگی و ضریب کندال تاو و روند آن حاکی از تغییرات زیاد و شدت شکست (7/0-) در منطقه مورد مطالعه است. نمودار فصلی نیز دارای تغییرات غیریکنواخت و نامنظم است که ناشی از وجود تغییرات در جنگل‌های بلوط منطقه است. از نتایج حاصل از این پژوهش می­توان در بررسی تغییرات پوشش جنگل‌های بلوط منطقه و مدیریت و چاره اندیشی برای این پدیده استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها
بلوط
تصاویر ماهواره‌ای
زوال
لرستان
مدل بی فست

عنوان مقاله English

Monitoring and Assessing the Changes in the Coverage and Decline of Oak Forests in Lorestan Province using Satellite Images and BFAST Model

نویسندگان English

hengameh shiravand 1
Shahriar Khaledi 2
Saeed Behzadi 3
Hojjat Allah sanjabi 4
1 Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
2 Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University
3 Faculty of Civil Engineering, Shahid Rajaee Teacher Training University
4 Natural Resources Office of Lorestan Province
چکیده English

Decline phenomenon is one of the most important reasons for the destruction and mortality of oak trees in Zagros forests due to the wide variety and diversity of the topography of its determination through track and field operations is not readily possible. Changes in an ecosystem are often gradual changes, but sometimes changes occur in an ecosystem in a short time. This change can cause a catastrophe in the ecosystem, which is difficult to identify. A proposed method for identifying a general change in time series is use the BFAST model, which, by analyzing the time series in the process, season, and residual components, identifies the changes in the time series and also repeatedly estimates the time and amount of the changes, and The path and amount of variation in this study, using this model and satellite images to monitor and evaluate the changes in coverage and decline of oak forests in Lorestan province during the statistical period (2000-2017). The results showed that more than 42804 hectares (1.5%) of the oak forests of the province were lost due to the decline phenomenon during the studied period. Also, according to the BFAST method, the trend diagram is a failover and their frequency variations are irregular. Comparison and study of different forest coverings also showed a decrease in NDVI, which indicates that the process of decreasing forest cover is inclusive. The study of autocorrelation and Kendal coefficient showed that there were significant changes and severity of failure (-0.7) in the area Study. The seasonal chart also has uneven and irregular variations due to changes in oak forests in the region. The results of this research can be used to study the changes in the coverage of oak forests in the area and management and the way to think about this phenomenon.

کلیدواژه‌ها English

Oak
Satellite images
decline
Lorestan
BFAST
Anderson, R.P., Peterson, A.T., Egbert, S.L. (2006). Vegetation-index models redict areas vulnerable to purple loosestrife (lythrum salicaria) invasion in Kansas. The Southwestern Naturalist, 51: 471–480.
Anthea L. M., Rosenqvist, A., Mora. B. (2017). Current remote sensing approaches to monitoring forest degradation in support of countries measurement, reporting and verification (MRV) systems for REDD+, Carbon Balance Manag, 12:9 -15.
Barazmand, S., Shataee Joybari, Sh., Abdi, O. (2012). Recognition possibility of trees canopy die back using high resolution satellite image of Quick bird Case study: Shastkolate forest, Gorgan). Iranian Journal of Forest and Poplar esearch, 19(4): 466-477.
Brasier, C.M.(1996). Phytophthora cinnamomi and oak decline in Southern Europe. Environmental contraints including climate change. Annals of Forest Science, 53: 347-358. DOI: 10.1051/forest: 19960217
Crippen, R. E. (1990). Calculating the vegetation index faster. Remote Sensing of Environment, 34: 71–73. DOI: 10.1016/0034-4257(90)90085-Z
Lambert, C., Drenou, J., Denux, P., Balent, G., Cheret, V. (2013). Monitoring forest decline through remote sensing time series analysis, GIScience Remote Sens, 50(4): 437–457.
Martinez, E., Castillo, A., García-Martin, L. A. Longares Aladrén, M., de Luis. (2015). Evaluation of forest cover change using remote sensing techniques and landscape metrics in Moncayo Natural Park (Spain), Appl. Geogr, 62: 247–255.
Quintero, G., Solís-Moreno, R., Pompa-García, M., Villarreal-Guerrero, F., Pinedo-Alvarez, C., Pinedo-Alvarez, A. (2016). Detection and projection of forest changes by using the Markov Chain Model and cellular automata. Sustainability, 8(3):236.
Sanjari, S., Broumand, N. (2013). Land use/cover change detection in last three decades using remote sensing technique (Case study: Zarand region, Kerman province). Applied RS&GIS Techniques in Natural Journal. 1:57-67.
Tou, J.T., Gonzalez, R.C. (1974). Pattern Recognition principles Massachusetts, Reading, Advance Book Program, Addision-Wedley Publishing Company.
Verbesselt,J.,Robinson,A.,Stone,C.,Culvenor,D. (2009). Forecasting tree mortality using change metrics derived from MODIS satellite data. Forest Ecology and Management, DOI:10.1016/j.foreco.2009.06.011.
Zakeri Anaraki, S., Fallah Shamsi, S.R. (2014). An investigation on Persian Oak (Quercus brantii Lindl) single tree defoliation mapping, using Rapid eye and ster-L1B satellite imageries. Iranian Journal of Forest, 5(4): 443-456.