تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی

بررسی اثرات خشکسالی هواشناسی در خشکیدگی جنگل های بلوط محدوده استان ایلام

نویسندگان
شمس اله عسگری 1
طیب رضیئی 2
محمدرضا جعفری 1
علی اکبر نوروزی 3
1 استادیار تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان ایلام، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی،ایلام، ایران
2 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی تهران، ایران.
3 دانشیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی تهران، ایران
10.61186/jgs.25.76.1
چکیده
با توجه به اهمیت جنگل‌ها در محیط زیست طبیعی و انسانی، اثرات خشکسالی هواشناسی در خشکیدگی جنگل‌های بلوط استان ایلام بررسی شد. هدف اصلی این تحقیق تعیین ارتباط خشکیدگی جنگل‌های زاگرس با خشکسالی‌های رخ داده در این منطقه است. نتایج شاخص بارش استاندارد (SPI) برای دوره های زمانی نشان داد که در سال های 2007، 2008، 2011، 2015 و 2016 بیشترین فراوانی خشکسالی رخ داده است. از داده های سنجش از دور(تصاویر MODIS) برای بررسی روند سبزینگی(NDVI) درختان طی دوره 2000-2016 استفاده گردید. روند سبزینگی (NDVI) در طول دوره با روند خشکسالی شاخص (SPI) با R2=0/9999 معنی داربود. برداشت زمینی نقاط خشکیدگی بلوط و شبیه سازی با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست با خروجی پیکسل سایز15متری از نرم افزارGIS نشان داد سطحی معادل 17894هکتار از جنگل های منطقه از سال 2000 تا سال 2016خشکیده و تخریب شده است و با تهیه لایه خشکیدگی جنگلی بلوط و تلفیق با لایه های خروجی حاصل از پهنه بندی خشکسالی شاخص های ذکر شده بصورت بصری نشان داده شد و در سه سری زمانی 5 ساله تحلیل آماری انجام شد که نتایج این تحلیل ها از سال 2002 تا 2006 نشان داد که ضریب همبستگی بین خشکسالی هواشناسی و خشکیدگی بلوط 6/96درصد با ضریب تبیین R2=0/985 می باشد، برای سری زمانی 2007تا 2011 ضریب همبستگی بین خشکسالی هواشناسی و خشکیدگی بلوط 4/95درصد با ضریب تبیین R2=0/980 و برای سری زمانی 2012 تا 2016 ضریب همبستگی بین خشکسالی هواشناسی و خشکیدگی بلوط 8/98درصد و ضریب تبیین R2=0/995 بدست آمد که این نتایج تاثیر خشکسالی و نوسانات آن در سری های زمانی از لحاظ شدت و مدت بر خشکیدگی جنگل های بلوط منطقه نشان می دهد. طبق نتایج این تحقیق پیش بینی می شود چنانچه خشکسالی با همین روند پپش برود سالی 4/1118 هکتار از جنگل های بلوط استان ایلام خشکیده و تخریب می شود.
کلیدواژه‌ها
بارش
خشکسالی
خشکیدگی بلوط
SPI
NDVI

عنوان مقاله English

The effects of meteorological drought on oak forest dieback in Ilam province

نویسندگان English

shamsallah Asgari 1
tayeb razi 2
Mohamadreza Jafari 1
Ali Akbar noroozi 3
1 Assistant Prof, Soil Conservation and Watershed Management Research Department, Ilam Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Ilam, Iran
2 Associate Prof, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
3 Associate Prof, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
چکیده English

Due to the significance of forests in both the natural and human environment, this study aims to investigate the impact of meteorological drought on oak forest dieback in Ilam province. Specifically, the study seeks to determine the relationship between Zagros Forest drought and droughts in this particular region. The analysis utilizes the Standard Precipitation Index (SPI) to identify the frequency of droughts during different time periods. The results indicate that the years 2007, 2008, 2011, 2015, and 2016 experienced the highest occurrence of droughts. Additionally, remote sensing data from MODIS images were employed to examine the trend in tree greenness (NDVI) from 2000 to 2016. The analysis reveals a significant correlation (R2 = 0.9999) between the greenness trend and the drought index (SPI). Moreover, a land survey of oak drying points and simulation using Landsat satellite images, with a 15×15 pixel output from GIS software, indicate that approximately 17,894 hectares of forests in the region experienced drying and destruction between 2000 and 2016. By combining the oak forest drying layer with the output layers derived from drought zoning, visual indicators were created, and statistical analysis was conducted for three 5-year time series. The results demonstrate a correlation coefficient of 96.6% and an explanation coefficient of R2 = 0.985 for the 2002-2006 time series, a correlation coefficient of 95.4% and an explanation coefficient of R2 = 0.980 for the 2007-2011 time series, and a correlation coefficient of 98.8% and an explanation coefficient of R2 = 0.995 for the 2012-2016 time series. These findings illustrate the influence of drought and its variations in terms of intensity and duration on oak forests in the Zagros region of Ilam. Based on the study results, it is predicted that if the drought persists with the same trend, approximately 1,118.4 hectares of oak forests in Ilam province will dry up and be destroyed annually.

کلیدواژه‌ها English

Precipitation
drought
Oak Drying
SPI
NDVI
آسیایی، مهدی.(1385). تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخص استاندارد شده بارش (SPI) (مطالعه موردی استان خراسان)، مجله علوم جغرافیایی، شماره 2 :122-145.
آسیایی، مهدی.(1385). تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخص استاندارد شده بارش (SPI) (مطالعه موردی استان خراسان)، مجله علوم جغرافیایی، شماره 2 :122-145.
باعقیده، محمد.، علیجانی، بهلول.، ضیائیان، پرویز.(1389). بررسی امکان استفاده از شاخص NDVI در تحلیل خشکسالی‌های استان اصفهان، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال اول، شماره‌ 4 :16 -1.
باعقیده، محمد.، علیجانی، بهلول.، ضیائیان، پرویز.(1389). بررسی امکان استفاده از شاخص NDVI در تحلیل خشکسالی‌های استان اصفهان، مطالعات جغرافیایی مناطق خشک، سال اول، شماره‌ 4 :16 -1.
فرج‌زاده، منوچهر.، احمدیان، کلثوم.(1393).تحلیل زمانی و مکانی خشکسالی با استفاده از شاخصSPI در ایران، مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال سوم، شماره 4: 1-17.
فرج‌زاده، منوچهر.، احمدیان، کلثوم.(1393).تحلیل زمانی و مکانی خشکسالی با استفاده از شاخصSPI در ایران، مجله مخاطرات محیط طبیعی، سال سوم، شماره 4: 1-17.
مفاخری امید، خالدی شهریار، شمسی پور علی اکبر، فلاحی خوشجی مصطفی، کرمانی آذر.(1395). تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخصNDVI در دشت قروه و دهگلان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. ۱۳۹۵; ۱۶ (۴۱) :۷۷-۹۴.
مفاخری امید، خالدی شهریار، شمسی پور علی اکبر، فلاحی خوشجی مصطفی، کرمانی آذر.(1395). تحلیل خشکسالی با استفاده از شاخصNDVI در دشت قروه و دهگلان، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. ۱۳۹۵; ۱۶ (۴۱) :۷۷-۹۴.
میرجلیلی، علی‌بمان.، موسایی سنجره‌ای، محمد.، زارع زاده مهریزی، شهاب الدین.(1392). بررسی آثار خشکسالی و ترسالی بر تغییرات پوشش گیاهی در دو منطقه پخش سیلاب و مراتع شاهد هرات استان یزد، نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره ٦٦: ١٥٦-١٤٥.
میرجلیلی، علی‌بمان.، موسایی سنجره‌ای، محمد.، زارع زاده مهریزی، شهاب الدین.(1392). بررسی آثار خشکسالی و ترسالی بر تغییرات پوشش گیاهی در دو منطقه پخش سیلاب و مراتع شاهد هرات استان یزد، نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، دوره ٦٦: ١٥٦-١٤٥.
میرموسوی، سیدحسین.، کریمی، حمیده.(1392). مطالعه‌ی اثرات خشکسالی بر روی پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر سنجنده‌ی M‌ODIS، مورد: استان کردستان، جغرافیا و توسعه، شماره 31: 76-57.
میرموسوی، سیدحسین.، کریمی، حمیده.(1392). مطالعه‌ی اثرات خشکسالی بر روی پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر سنجنده‌ی M‌ODIS، مورد: استان کردستان، جغرافیا و توسعه، شماره 31: 76-57.
نصرالهی محمد.، خسروی حسن.، مقدم‌نیا علیرضا.، ملکیان آرش.(1394). ارزیابی شاخص خطر خشکسالی استان سمنان با استفاده از نمایهSPI، نشریه هواشناسی کشاورزی، 3 (1) : 57- 66.
نصرالهی محمد.، خسروی حسن.، مقدم‌نیا علیرضا.، ملکیان آرش.(1394). ارزیابی شاخص خطر خشکسالی استان سمنان با استفاده از نمایهSPI، نشریه هواشناسی کشاورزی، 3 (1) : 57- 66.
نبی زاده بلخکانلو عادل، حجازی زاده زهرا، ضیائیان فیروزآبادی پرویز.(1397). ارزیابی وضعیت دمایی پوشش گیاهی (VTCI) برای پایش خشکسالی در حوضه آبریزسیمینه رود دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر ماهوار MODIS ، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. ۱۳۹۷; ۱۸ (۵۰) :۱۲۹-۱۳۹.
نبی زاده بلخکانلو عادل، حجازی زاده زهرا، ضیائیان فیروزآبادی پرویز.(1397). ارزیابی وضعیت دمایی پوشش گیاهی (VTCI) برای پایش خشکسالی در حوضه آبریزسیمینه رود دریاچه ارومیه با استفاده از تصاویر ماهوار MODIS ، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی. ۱۳۹۷; ۱۸ (۵۰) :۱۲۹-۱۳۹.
Assal, T. J., Anderson, P. J., Sibold, J., (2016), Spatial and temporal trends of drought effects in a heterogeneous semi-arid forest ecosystem. Forest Ecology and Management, 365: 137-151. [DOI:10.1016/j.foreco.2016.01.017]
Assal, T. J., Anderson, P. J., Sibold, J., (2016), Spatial and temporal trends of drought effects in a heterogeneous semi-arid forest ecosystem. Forest Ecology and Management, 365: 137-151. [DOI:10.1016/j.foreco.2016.01.017]
Baguskas, S. A., Peterson, S. H., Bookhagen, B., Still, C. J., (2014), Evaluating spatial patterns of droughtinduced tree mortality in a coastal California pine forest. Forest Ecology and Management, 315: 43-53. [DOI:10.1016/j.foreco.2013.12.020]
Baguskas, S. A., Peterson, S. H., Bookhagen, B., Still, C. J., (2014), Evaluating spatial patterns of droughtinduced tree mortality in a coastal California pine forest. Forest Ecology and Management, 315: 43-53. [DOI:10.1016/j.foreco.2013.12.020]
Baaghideh, M., Alijani, B., Ziaian, P., (2011), Investigating the Possibility of Use of NDVI Index in Drought Analysis in Isfahan Province, Geographical Studies of Aridlands, 4:1-16.
Baaghideh, M., Alijani, B., Ziaian, P., (2011), Investigating the Possibility of Use of NDVI Index in Drought Analysis in Isfahan Province, Geographical Studies of Aridlands, 4:1-16.
Birtwistle, A. N., Laituri, M., Bledsoe, B., Friedman, J. M., (2016), Using NDVI to measure precipitation in semi-arid landscapes. Journal of Arid Environments, 131: 15-24. [DOI:10.1016/j.jaridenv.2016.04.004]
Birtwistle, A. N., Laituri, M., Bledsoe, B., Friedman, J. M., (2016), Using NDVI to measure precipitation in semi-arid landscapes. Journal of Arid Environments, 131: 15-24. [DOI:10.1016/j.jaridenv.2016.04.004]
Dorman, M., Svoray, T., Perevolotsky, A., Sarris, D., (2013), Forest performance during two consecutive drought periods: diverging long-term trends and short-term responses along a climatic gradient. Forest Ecology and Management, 310: 1-9. [DOI:10.1016/j.foreco.2013.08.009]
Dorman, M., Svoray, T., Perevolotsky, A., Sarris, D., (2013), Forest performance during two consecutive drought periods: diverging long-term trends and short-term responses along a climatic gradient. Forest Ecology and Management, 310: 1-9. [DOI:10.1016/j.foreco.2013.08.009]
Edossa, D.C., M.S. Babel and A.D. Guota, (2010), Drought analysis in the Awash River basin, Ethiopia. Water Resources Management, 24: 1441-1460. [DOI:10.1007/s11269-009-9508-0]
Edossa, D.C., M.S. Babel and A.D. Guota, (2010), Drought analysis in the Awash River basin, Ethiopia. Water Resources Management, 24: 1441-1460. [DOI:10.1007/s11269-009-9508-0]
Ghorbani Aghdam, M., Y. Dinpazhuh, A. Fakherifard and S. Darbandi, (2012), Regionalization of Urmia Lake basin from the view of drought using factor analysis. Journal of Water and Soil, 26: 1268-1276 (in Persian).
Ghorbani Aghdam, M., Y. Dinpazhuh, A. Fakherifard and S. Darbandi, (2012), Regionalization of Urmia Lake basin from the view of drought using factor analysis. Journal of Water and Soil, 26: 1268-1276 (in Persian).
Hogg,E.H., Brandt,J. P., Michaelian, M.,(2008), Impacts of a regional drought on the productivity, dieback, and biomass of western Canadian aspen forests, Canadian Journal of Forest Research, Vol 38(6), PP 1373-1384.. [DOI:10.1139/X08-001]
Hogg,E.H., Brandt,J. P., Michaelian, M.,(2008), Impacts of a regional drought on the productivity, dieback, and biomass of western Canadian aspen forests, Canadian Journal of Forest Research, Vol 38(6), PP 1373-1384.. [DOI:10.1139/X08-001]
Hadian, F., Hosseini.,S., Seyedhasani, M., (2014), Monitoring Vegetation Changes Using Remote Sensing Techniques and rainfall data in northwestern of Iran. Journal of range and desert research, 21 (4): 756-768 (In Persian).
Hadian, F., Hosseini.,S., Seyedhasani, M., (2014), Monitoring Vegetation Changes Using Remote Sensing Techniques and rainfall data in northwestern of Iran. Journal of range and desert research, 21 (4): 756-768 (In Persian).
Hamzehpour, M., Kia-daliri,H., Bordbar, K., (2011), Preliminary study of manna oak ( Quercus brantii Lindl.) tree decline in Dashte-Barm of Kazeroon, Fars province. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 19 (2): 352-363 (In Persian).
Hamzehpour, M., Kia-daliri,H., Bordbar, K., (2011), Preliminary study of manna oak ( Quercus brantii Lindl.) tree decline in Dashte-Barm of Kazeroon, Fars province. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 19 (2): 352-363 (In Persian).
Funk, C., Budd, M. E., (2009), PhenologicallyTuned MODIS NDVI-based production nomaly estimates for Zimbabwe, Remote Sensing of Environment, 113. [DOI:10.1016/j.rse.2008.08.015]
Funk, C., Budd, M. E., (2009), PhenologicallyTuned MODIS NDVI-based production nomaly estimates for Zimbabwe, Remote Sensing of Environment, 113. [DOI:10.1016/j.rse.2008.08.015]
Klos, RJ., Wang, GG., Bauerle, WL., Rieck, JR., (2009), Drought impact on forest growth and mortality in the southeast USA: an analysis using Forest Health and Monitoring data, Ecological Applications,Vol 19: PP 699-708. [DOI:10.1890/08-0330.1] [PMID]
Klos, RJ., Wang, GG., Bauerle, WL., Rieck, JR., (2009), Drought impact on forest growth and mortality in the southeast USA: an analysis using Forest Health and Monitoring data, Ecological Applications,Vol 19: PP 699-708. [DOI:10.1890/08-0330.1] [PMID]
Kampragou, E., S. Apostolaki, E. Manoli, j. Froebrich, D., (2011), Towards the harmonization of water-related policies for managing drought risks across the EU. Environmental Science and Policy, 14(7): 815-824. [DOI:10.1016/j.envsci.2011.04.001]
Kampragou, E., S. Apostolaki, E. Manoli, j. Froebrich, D., (2011), Towards the harmonization of water-related policies for managing drought risks across the EU. Environmental Science and Policy, 14(7): 815-824. [DOI:10.1016/j.envsci.2011.04.001]
Law, B.E., (2014), Regional analysis of drought and heat impacts on forests: current and future science directions, Global Change Biology, Vol 20: PP 3595-3599. [DOI:10.1111/gcb.12651] [PMID]
Law, B.E., (2014), Regional analysis of drought and heat impacts on forests: current and future science directions, Global Change Biology, Vol 20: PP 3595-3599. [DOI:10.1111/gcb.12651] [PMID]
Saatchi , S., et al., (2012), Persistent effects of a severe drought on Amazonian forest canopy, Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 110: PP 565-570. [DOI:10.1073/pnas.1204651110] [PMID]
Saatchi , S., et al., (2012), Persistent effects of a severe drought on Amazonian forest canopy, Proceedings of the National Academy of Sciences, vol. 110: PP 565-570. [DOI:10.1073/pnas.1204651110] [PMID]
Shamsipour, A. A. and AlaviPanah, S. K., Mohammadi, H., (2011), Efficiency of vegetation and thermal indices of NOAA-AVHRR satellite in ecological drought analysis of Kashan region. Iranian Journal of Range and Desert Research, 17(3): 445-465.
Shamsipour, A. A. and AlaviPanah, S. K., Mohammadi, H., (2011), Efficiency of vegetation and thermal indices of NOAA-AVHRR satellite in ecological drought analysis of Kashan region. Iranian Journal of Range and Desert Research, 17(3): 445-465.
Mishra A.K., and Singh V.P., (2010), A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 391: 202-216. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2010.07.012]
Mishra A.K., and Singh V.P., (2010), A review of drought concepts. Journal of Hydrology, 391: 202-216. [DOI:10.1016/j.jhydrol.2010.07.012]
Moradi, H.R., Rajabi, M., Faragzadeh, M., (2011), Investigation of meteorological drought characteristics in Fars province, Iran, Catena, 84(2) pp: 35-46. [DOI:10.1016/j.catena.2010.08.016]
Moradi, H.R., Rajabi, M., Faragzadeh, M., (2011), Investigation of meteorological drought characteristics in Fars province, Iran, Catena, 84(2) pp: 35-46. [DOI:10.1016/j.catena.2010.08.016]