مدلسازي پاسخ شاخص هاي پوشش گياهي در مناطق رويشي ايران به خشكسالي در مقياس هاي زماني مختلف

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

منابع طبيعي

دكتري

خشكي طولاني مدت تأثير عمده اي بر تركيب، ساختار و عملكرد اكوسيستمها دارد، حتي منجر به كاهش تنوع زيستي و تخريب پوشش گياهي مي گردد. مطالعات انجام شده بيانگر اثر خشكسالي بر مرگ و مير گياهان، توليد ناخالص اوليه، زيست توده و ديگر ويژگي هاي مهم اكوسيستم است. خشكسالي به عنوان يك مخاطره طبيعي همواره بخش هاي مختلف كشـور را متأثر نموده است. از آنجايي كه تا كنون در كشور مدلسازي سري زماني كه واكنش پوشش گياهي به خشكسالي را نشان دهد انجام نگرفته و موارد انجام شده فقط مدلسازي يك متغيره پوشش گياهي يا خشكسالي هيدرولوژي مي باشد، لذا اين مطالعه با هدف مدلسازي نحوه ارتباط شاخص هاي خشكسالي و متغيرهاي پوشش گياهي در طول زمان انجام شد. در پژوهش حاضر جهت بررسي تغييرات توليد خالص اوليه ( NPP) از توليدات تصاوير سنجنده موديس با كد MOD17A2 و جهت بررسي تغيرات شاخص NDVI از سري داده هاي MOD13Q1 استفاده گرديد. جهت انجام مدلسازي يك متغيره از مدل سري زماني SARIMA استفاده گرديد. در بررسي توابعACF و PACF در مناطق مورد مطالعه نشان داد مدل هاي سري هاي زماني اين مناطق ايستا با ويژگي فصلي بودن در دوره هاي 12 ماهه بود. پوشش گياهي در منطقه خزري پايدارتر بود كه نشان دهنده يك محيط پايدار با كمترين انحراف در تغييرات آب، نور و مواد غذايي بود. همچنين مشخص گرديد بيشتر مناطق رويشي ايران را مي توان با SARIMA مدلسازي و تغييرات آن را در حد قابل اطميناني پيش بيني كرد. مدل هاي برآورد شده براي مناطق خزري (083/0 MARE = ،87/0 Rsqr= و 12/ 0 RMSE=) و نيمه بياباني (048/0 MARE = ،95/0 Rsqr= و 12/ 0 RMSE=) نسبت به ساير مناطق مدل¬هاي مناسبتري بودند. جهت انجام مدلسازي جند متغيره نيز سري هاي زماني پوشش گياهي شاخص NDVI و NPP براساس هريك از شاخص هاي خشكسالي SPI و SPEI در مقياس هاي زماني 3، 6، 9، 12، 18 و 24 ماه با استفاده از مدل SARIMAX مدلسازي گرديد. نتايج نشان داد كه پيش بيني هاي شاخص NDVI در تمامي مناطق مورد مطالعه، براي مدلسازي چند متغيره نسبت به يك متغيره بهتر بود و تعداد نقاط خارج از محدوده اطمينان 95% در اين مدل ها كمتر شده بودند. همچنين وضعيت معيارهاي خطا نيز براي اين مدلسازي تا حدودي بهتر شد. پيش بيني هاي انجام شده با مدل هاي چند متغيره براي سري زماني NPP نيز براي تمامي مناطق مورد مطالعه بجز منطقه كوه هاي مرتفع نسبت به پيش بيني هاي انجام شده با مدل هاي يك متغيره بهتر شده بود و تعداد نقاط كمتري خارج از محدوده 95% اطمينان قرار گرفتند و همچنين تفاوت مقادير پيش بيني شده و مقادير مشاهده شده در اين مدل ها نسبت به مدل هاي يك متغيره كمتر شده بود. به طور كلي نتايج نشان داد كه فقط منطقه نيمه بياباني در هر دو شاخص پوشش گياهي به مقياس بلند مدت شاخص هاي خشكسالي (18 ماه) واكنش نشان داد و همچنين منطقه كوه هاي مرتفع نيز براي شاخص پوشش گياهي NPP به مقياس بلند مدت (18 ماه) واكنش نشان داد. به طور كلي، مدل‌هاي انتخاب‌شده پيش‌بيني كوتاه‌مدت شاخص NPP و NDVI را براساس شاخص هاي خشكسالي در مقياس هاي مختلف براي مناطق مورد مطالعه در زمان 24 ماهه ارائه كردند كه مي تواند براي برنامه‌ريزي و مديريت كاهش تخريب پوشش گياهي و حفظ اكوسيستم و تنوع زيستي مفيد باشد. از اين رو مي توان نتيجه گرفت كه تجزيه و تحليل سري هاي زماني با استفاده از ويژگي‌هاي بلندمدت پوشش گياهي مي‌تواند به توصيف وضعيت پوشش گياهي و پيامدهاي انسان بر آن در مقياس منطقه‌اي كمك كند.

235254

علوم مرتع

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان