بررسی روند شدت خشکیدگی شمشاد هیرکانی براساس مطالعات سری زمانی شاخص پوشش گیاهی توده‌‌های شمشاد شهرستان رضوانشهر

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دوره دکتری جنگلداری گروه جنگلداری دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گیلان، ایران

2 دانشیار دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گیلان، ایران

3 استاد ،موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

10.22092/ijfrpr.2024.364997.1620

چکیده

مقدمه: شمشاد از جمله گونه‌های ارزشمند و منحصر به فرد جنگل‌های هیرکانی است که در چند سال اخیر در معرض هجوم انواع آفت‌ها قرار گرفته است. حدود 72 هزار هکتار از عرصه‌های جنگلی شمال کشور را رویشگاه‌های شمشاد به خود اختصاص داده‌اند. در حال حاضر بیماری بلایت‌‌(Buxus Blight) وآفت شب پره شمشاد(Cydalima perspectalis) گریبانگیر این رویشگاه‌‌ها شده است. در ‌سال‌های اخیر تحقیقات وسیعی بر روی کاربردهای سنجش از دور در پایش آفات جنگلی بخصوص با استفاده از دو خصوصیت فیزیولوژیکی از دست دادن برگ‌ها و تغییر رنگ آن‌ها انجام شده است. هدف از این مطالعه بررسی جامع تصاویر ماهواره ای سری زمانی در توده‌‌‌های‌ شمشاد شهرستان رضوانشهر و استخراج شاخص‌‌‌های‌ پوشش گیاهی و بررسی روند تغییرات بلند مدت پوشش گیاهی است. 
مواد و روشها: منطقه مورد مطالعه توده‌های جنگلی ‌‌ شمشاد با وسعت 400 هکتار واقع در شهرستان رضوانشهر از توابع استان گیلان می باشد. به دلیل اینکه گونه شمشاد هیرکانی  همیشه سبز بوده و در جنگل‌‌های‌ خزان‌کننده قرار گرفته است صرفا از تصاویر ماه‌‌های‌ شهریور تا آذر که درختان دیگر خزان نموده‌اند و پوشش برف در منطقه وجود ندارد، استفاده گردید. در این پژوهش از تصاویر ماهواره ای لندست از سال 2010‌‌(زمان بروز آفت) تا 2016 و از تصاویر ماهواره ای سنتینل2 از سال 2017 تا سال 2019 استفاده شد. پس از اخذ تصاویر ماهواره‌ای، ‌عملیات تصحیحات رادیومتریکی و اتمسفری مورد نیاز بر روی تصاویر لندست در نرم افزارENVI  انجام گردید. در خصوص تصاویر سنتینل 2 چون خود تصاویر در سطح L2A واجد تصحیحات اتمسفری بوده، نیازی به تصحیحات نبود و برای تبدیل قدرت تفکیک مکانی تصاویر ماهواره‌ای از 30 متر به 15 متر از روش تلفیق تصاویر و روش pansharpening استفاده شد. پس از انجام تصحیحات لازم،‌ شاخص نرمال شده پوشش گیاهی(NDVI) برای تصاویر لندست و سنتینل2 به ترتیب با استفاده از نرم افزارهای ENVI و SNAP استخراج گردید. به منظور صحت سنجی داده های حاصل از تصاویر ماهواره ای، در چندین نقطه به صورت نمونه برداری تصادفی و براساس ابعاد پیکسل تصویر سنتینل 2،‌ ده متر در ده مترو در سه منطقه توده آلوده و سالم و کاملا خشک صحت شاخص گیاهی کنترل گردید.
سپس با روش‌‌های رگرسیون حداقل مربعات معمولی(Ordinary least squares( OLS)) و من-کندال( Mann-Kendall( MK))، روند بلند مدت تغییرات شاخص پوشش گیاهی محاسبه شد.
نتایج: براساس شاخص های استخراج شده از تصاویر ماهواره ای، میانگین شاخص طی دوره 2010 تا 2019 محاسبه گردید. همچنین مقادیر حداقل، حداکثر، میانگین و انحراف معیار برای تعداد 10 تصویر‌‌ماهواره ای مورد بررسی و محاسبه شد. براساس میانگین شاخص گیاهی مزبور، سال 2017 دارای بیشترین تراکم پوشش‌گیاهی شمشاد( با میانگین 0.63)و کمترین خشکیدگی و سال 2011 دارای بیشترین خشکیدگی پوشش‌گیاهی شمشاد( با میانگین 0.08) در جنگل‌های رضوانشهر می باشد. براساس نتایج بدست آمده، از کل محدوده مورد مطالعه به مساحت 400 هکتار،‌ 269 هکتار از سال 2010  تا 2019 به میزان 67 درصد روند افزایشی داشته است و کاهش 18 درصدی را برای 72 هکتار از مناطق دارای پوشش‌‌های گیاهی منطقه نیز شاهد  هستیم. در پژوهش حاضر تنها 59 هکتار در طی این سال‌ها روند رشد ثابتی(15 درصد) را در پیش داشته است. نتیجه‌ی تجزیه و تحلیل روند بلندمدت به روش  OLS  و من_کندال در اکثر نقاط جنگلی درختان شمشاد یک شیب مثبت(طیف سبز) ولی بسیار اندک بوده  که بیانگر روند سبزینگی است. مقادیر شیب کم بیانگر نبود روندی آشکار در تغییرات پوشش گیاهی است و مثبت بودن آن افزایش بسیار ناچیزی را در NDVI تایید می‌کند که نشان دهنده ی وقوع سبزینگی بسیار ضعیف و خشکیدگی بیشتر می‌باشد. نتیجه‌ی تجزیه و تحلیل روند بلندمدت به روش  OLS  و من_کندال بیانگرمقادیر شیب کم  روند سبزینگی می باشد میانگین من_کندال در محدوده جنگل‌‌های شمشاد 08/0  برآورد شده است.
نتیجه گیری: نتایج تحلیلی مبین افزایش بسیار اندک شاخص تفاوت پوشش گیاهی نرمال شده در طی سالهای مطالعه و خشکیدگی جنگل‌‌‌های‌ شمشاد در این پژوهش بود. با اینکه پوشش گیاهی شمشاد در‌سال‌‌های‌ اخیر تحت تاثیر عوامل مختلف محیطی و انسانی دچار تخریب‌‌‌ شده در مجموع روند تغییرات شاخص تفاوت پوشش گیاهی نرمال شده کاهشی با شیب رگرسیون زیاد بوده است. مناسب بودن شاخص‌‌‌های‌ مختلف گیاهی حاصله از تصاویر ماهواره‌ای سری زمانی  برای روند تغییرات خشکیدگی برگ‌ها مشخص گردید. براساس نتایج بدست آمده استفاده از سایر شاخص های گیاهی و تصاویر ماهواره ای به روزتر جهت بررسی روند تغییرات خشکیدگی پیشنهاد می گردد.
 

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating dieback intensity trend of Hyrcanian boxwood based on time series studies of vegetation index (case study: Boxwood stands of Rezvanshahr city, Guilan province)

نویسندگان [English]

  • Zahra Andarz 1
  • Amir Eslam Bonyad 2
  • Khosro Sagheb Talebi 3
1 1- PhD student in Forestry, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Guilan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran
2 Corresponding author: Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Guilan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Iran. Email: bonyad@guilan.ac.ir
3 Professor, Research Institute of Forests and Rangelands (RIFR), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ordinary Least Squares Regression
  • Men-Kendall
  • Time Series
  • Long Term Trend
  • Normalized Vegetation Difference Ind 
تحقیقات حمایت و حفاظت جنگلها و مراتع ایران

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 21 آبان 1403

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 08 اسفند 1402
  • تاریخ بازنگری: 14 آبان 1403
  • تاریخ پذیرش: 21 آبان 1403

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار