چکیده:
یکی از مهمترین بلایایی که مناطق خشک و نیمه خشک را تحت تاثیر قرار می دهد و در زمره عوامل تهدید کننده حیات بشری و تخریب منابع طبیعی محسوب می شود بیابان زایی است ، بنابراین شناخت و پیش بینی این پدیده از اهمیت بسزایی برخوردار است . در این راستا به منظور بررسی وضعیت بیابان زایی منطقه شرق و جنوب اصفهان از تصاویر ماهواره لندست ٤ و ٧ و ٨ در ٥ دوره ١٩٨٦، ١٩٩٤، ٢٠٠٠، ٢٠٠٨ و ٢٠١٦ استفاده گردید. شاخص NDVI برای شناسایی پوشش گیاهی و شاخص شوری خاک برای شناسایی مناطق بیابانی و شور به کار گرفته شد. به منظور شناسایی و تهیه نقشه کاربریهای منطقه مطالعاتی مشتمل بر( اراضی بیابانی و شور، پوشش گیاهی، شهر، زمین های بایر و گاوخونی) از روش طبقه بندی نظارت شده Fuzzy ARTMAP و برای محاسبه تغییرات در کاربریهای پهنه مورد بررسی در ٥ دوره فوق از مدل LCM بهره گرفته شد. در ادامه ، مدل ترکیبی زنجیره مارکوف و سلولهای خودکار (CA-Markov) برای پیش بینی تغییرات کاربری اراضی استفاده گردید. برای تعیین اعتبار پیش بینی نیز از شاخص انطباق کاپا بهره گرفته شد که میزان ٧٨ درصد را نشان میدهد. نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین تغییرات در طی دوره مورد مطالعه را پوشش گیاهی داشته است . این حجم تغییر طی دوره ١٩٨٦-١٩٩٤ بوده است که ١٠٦٢ کیلومتر مربع کاهش را نشان می دهد. از طرفی بیشترین شدت افزایش مناطق شور و بیابانی طی دوره ١٩٩٤-٢٠٠٠ رخ داده که حدود ٤٩٥ کیلومتر مربع افزایش را نشان می - دهد. در نهایت مشخص گردید که بیشترین تغییرات طی دوره ٢٠١٦-٢٠٢٤ در پوشش گیاهی رخ خواهد داد که حدود ٦٠ درصد از پوشش گیاهی منطقه از بین خواهد رفت و اراضی بایر جایگزین آن خواهد شد. اراضی شور و بیابانی نیز جایگزین حدود ٣/٣ درصد از اراضی بایر، حدود ١ درصد از پوشش گیاهی و کمتر از ٠/٠١ درصد از شهر و تالاب گاوخونی میگردد.
One of the most important calamities that affect the arid and semi- arid regions and is taken into account as threatening factors for human- life and destroying the natural resources is desertification, so recognizing and forecasting this phenomenon is very important. Desertification is a complex phenomenon, which as environmental, socio-economical, and cultural impacts on natural resources. In recent years, the issues of desertification and desert growth have been stated as important debate on global, regional and national levels and extensive activities have been carried out to control and reduce the its consequences. Desertification is considered as the third important global challenge in the 21th century after two challenges of climate change and scarcity of fresh water. At present, desertification as a problem, involves many countries, especially developing countries and includes some processes that caused by natural factors as well as human incorrect activities. In the other word, Desertification is the ecological and biological reduction of land that maybe occur naturally or unnaturally. The desertification process influences the arid and semiarid regions essentially and decrease the lands efficiency with increment speeds. The study area is located in the east and south of Isfahan. This region has been faced to increasing rate of desertification, because of drought, vegetation removal, change of rangelands to dry farming lands, water and wind erosion and lack of proper land management over previous years. Hence, aim of this research is monitor and forecasting of desertification changes in the east and south of Isfahan during the period of (1986-2016). In this research, the Landsat satellite images used as studies base for studying region desertification. Therefore, at first, satellite images of the study area were extracted from United States geological survey(USGS)website during the period of (1986-2016) and data and satellite images of TM5, ETM 7 and LDCM8 sensors of Landsat satellite were used which include thermal and spectral bands. In this relation, for studying the desertification condition in the south and east region of Isfahan, the Landsat satellite images of 4, 7 and 8 during 5 periods of 1986, 1994, 2000, 2008 and 2016 have been utilized. After completing the information data base, first, the soil salinity(S1, S2 and S3) and vegetation NDVI indices exerted on the satellite images. According to Fuzzy ARTMAP method, the land use changes during the period of (1986-2016) recognized in the studied region. In the other word, the vegetation NDVI and soil salinity (S1, S2 and S3) indices have been utilized for identifying vegetation and the desert and salty regions. For preparing the region land use map, the Fuzzy ARTMAP supervised classification method have been utilized and 5 land uses(desert and salty lands, vegetation, city, arid and Gavkhouni) in the region were identified by TerrSet software. The changes calculation in region uses during 5 periods accomplished by LCM model. Also, the Markov chain and Cellular automata synthetic model have been utilized for changes forecasting. This research results indicated that the greatest changes during studied period belonged to vegetation. This volume of change had been during 1986- 1994 that indicate 1062 km2 desertification. In the other hand, the greatest intensity of increasing the salty and desert regions have been occurred during 1994-2000 which indicate 495 km2 increasing. The CA- Markov synthetic method have been utilized for forecasting the land uses changes trend, too. In this relation, for assessing the forecast accuracy, the Kappa coefficient have been utilized which indicate 78%. Finally, it has been specified that the greatest changes during 2016-2024 will be in vegetation which about 60% of region vegetation will disappear and arid lands will be replace them. The salty and desert lands will disappear about 1% of vegetation, 3.3% of arid land and less than 0.01% of city and Gavkhouni. During 2016-2024 about 32% of Gavkhouni lagoon area will disappear and arid lands will be replace them.
خلاصه ماشینی:
به منظور شناسایی و تهیه نقشه کاربریهای منطقه مطالعاتی مشتمل بر( اراضی بیابانی و شور، پوشش گیاهی، شهر، زمین های بایر و گاوخونی) از روش طبقه بندی نظارت شده Fuzzy ARTMAP و برای محاسبه تغییرات در کاربریهای پهنه مورد بررسی در ٥ دوره فوق از مدل LCM بهره گرفته شد.
در عین حال ، استخراج اطلاعات از تصاویر ماهواره ای به وسیله طبقه بندی از پرکاربردترین روش های موجود است (میرزایی زاده و همکاران ، ١٣٩٤) و از آن جایی که داده های سنجش از دور به سادگی در محیط GIS وارد می شود، می توان از آنها به طور خیلی گسترده در مدل سازی GIS استفاده کرد (آذرمهر و همکاران ، ١٣٨٩).
مدلی که در این پژوهش جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی و پیش بینی آن استفاده شده ، مدل تلفیقی زنجیره مارکوف و سلول های خودکار است .
; D, P, Mausel, E, Brondizio and E, Moran, 2004, Change detection techniques, International Journal of Remote Sensing, 25: 2365-2401, DOI 10,1080/0143116031000139863.
با توجه به مطالب فوق ، هدف از پژوهش حاضر ارزیابی و پیش بینی تغییرات پدیده بیابان زایی در منطقه اصفهان با استفاده از تصاویر ماهواره ای و بهره گیری از مدل تلفیقی نوین زنجیره مارکوف و سلول های خودکار است .
نتایج شناسایی وضعیت بیابان زایی این پژوهش حاکی از تغییرات گسترده در ویژگی های اکوژئومورفولوژی پهنه مطالعاتی است ؛ به گونه ای که ٧٤٨ کیلومتر مربع از مساحت منطقه تحت تاثیر تغییر کاربری و کاهش توان اکولوژیک و بیولوژیک قرار گرفته است .