ارزیابی روند تغییرات خدمات اکوسیستم به وسیله پایش تغییرات کاربری اراضی در شمال و شمال شرق ایران

بوم شناسی کشاورزی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 0-727 فروردین 2

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v15i1.76685

نویسندگان

محمد رضا رئوفی؛ علیرضا کوچکی^* ؛ مهدی نصیری محلاتی

گروه اگروتکنولوژی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

رشد سریع جمعیت و افزایش نیاز های غذایی انسان فشار زیادی بر کاربری اراضی، محیط زیست، منابع طبیعی و خدمات اکوسیستم تحمیل می کند. از سوی دیگر خدمات اکوسیستم نسبت به تغییرات کاربری اراضی ناشی از فعالیت های بشر همچون ساخت و سازها و توسعه اراضی کشاورزی بسیار آسیب پذیر است. بررسی روابط بین تغییر کاربری اراضی و خدمات اکوسیستم در تحقیقات گذشته نشان داده است رابطه خیلی قوی بین انواع کاربری اراضی و انواع خدمات اکوسیستم وجود دارد. در این مطالعه تغییرات خدمات اکوسیستم در سال های 1984، 1992، 2000، 2008 و 2015 با توجه به تغییرات کاربری اراضی در منطقه شمال و شمال شرق ایران (استان های گلستان، خراسان شمالی، خراسان رضوی و خراسان جنوبی) بر اساس تفسیر تصاویر ماهواره لندست و استخراج شاخص ارزیابی انواع خدمات اکوسیستم (ESVI) با روش AHP از وزن دهی به عوامل خدمات اکوسیستم مورد پایش قرار گرفت. نتایج نشان داد در استان گلستان سهم مشارکت اراضی دارای پوشش درخت و درختچه در فراهم سازی خدمات اکوسیستم به تدریج با سهم مراتع جایگزین شده است. در همه استان های تحت مطالعه سهم مشارکت کاربری پوشش درخت و درختچه در خدمات اکوسیستم کاهش یافته است. خدمات تولیدی اکوسیستم ناشی از افزایش مساحت اراضی کشاورزی در استان های گلستان و خراسان رضوی افزایش و به دلیل کاهش مساحت آن در استان های خراسان شمالی و خراسان جنوبی کاهش یافته است. سهم خدمات مراتع در هر چهار استان تا حدودی افزایش داشته است، اما در استان های گلستان و خراسان رضوی این افزایش بیشتر بوده است. در بین استان های مورد مطالعه استان گلستان با مقدار 18 واحد به ازای هر کیلومتر مربع دارای بیشتری خدمات اکوسیستم و استان های خراسان شمالی و جنوبی با حدود 10 واحد در کیلومتر مربع دارای کمترین خدمات اکوسیستم بوده اند. این تحقیق توانست با تکیه بر تغییرات کاربری اراضی در دوره 1984 تا 2015 نمایی از روند تغییرات خدمات اکوسیستم و مشارکت هر کاربری در تأمین این خدمات در استان های مورد مطالعه ارائه نماید.

کلیدواژه‌ها

ارزش خدمات اکوسیستم (ESV)؛ تصاویر ماهواره لندست؛ تغییرات کاربری اراضی؛ سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)؛ دورسنجی(RS)؛ فرایند تحلیل سلسله مراتبی

مراجع

Abdollahzadeh, G., L. Jahangir and M. Sharifzadeh. 2018. Investigating awareness regarding impacts of soil erosion and conservative measures in rural areas of Golestan’ Chehel-Chay watershed. Journal of Geography and Environmental Planning, 29(1), Ser No. 69 (In Persian with English summary).

Ahmadi, M., H. Lashkari, G. Keikhosravi and M. Azadi. 2015. Weather elements monitoring in North-East Stations of Iran as a profile of climate change. Quarterly journal of environmental sciences, 13(1): 1-14 (In Persian with English summary).

Arefzadeh, M. A., H. Abasi, M.T. Khorshidi, A. Mahmoudzadeh, M. R. Shamsi, H. Farokhi, T. Mohammadpour, I. Aghamolaei, F. Nodehi and M. Shadlo. 2016. Razavi Khorasan Province Book 237.19. Iran’s Textbooks Printing & Publishing Company Ltd; www.cvn-ir.com (In Persian).

Arunyawat, S. and R. P. Shrestha. 2016. Assessing land use change and its impact on ecosystem services in Northern Thailand. Sustainability, 8, 768, DOI:10.3390/su8080768.

Aschonitis, V. G., M. Gaglio, G. Castaldelli and E. A. Fano. 2016. Criticism on elasticity-sensitivity coefficient for assessing the robustness and sensitivity of ecosystem services values. Ecosystem Services, 20: 66-68.

Cao, L., J. Li, M. Ye, R. Pu, Y. Liu, Q. Guo, B. Feng and X. Song. 2018. Changes of ecosystem service value in a coastal zone of Zhejiang province, China, during rapid urbanization. International Journal of Environmental Research and Public Health. DOI: 10.3390/ijerph15071301.

Chen, N., H. Li and L. Wang. 2009. A GIS-based approach for mapping direct use value of ecosystem services at a county scale: Management implications. Ecological Economics, 68: 2768–2776.

Chourli, M. R., E. Shahkoubi, M. Hassanzadeh Nameghi, A. Vatani and I. M. Tofighi. 2016. Golestan Khorasan Province Book 237.19. Iran’s Textbooks Printing & Publishing Company Ltd; www.cvn-ir.com (In Persian).

Chuai, X., X. Huang, C. Wu, J. Li, Q. Lu, X. Qi, M. Zhang, T. Zuo and J. Lu. 2016. Land use and ecosystems services value changes and ecological land management in coastal Jiangsu, China. Habitat International, 57: 164 -174.

Costanza, R., R. d’Arge, R. de Groot, S. Farber, M. Grasso, B. Hannon, K. Limburg, S. Naeem, R.V. O’Neill, J. Paruelo, R. G. Raskin, P. Sutton and M. van den Belt. 1997. The value of the world’s ecosystem services and natural capital. Nature, 1997, 387: 253–260.

Costanza, R., R. de Groot, P. Sutton, S. van der Ploeg, S. J. Anderson, I. Kubiszewski, S. Farber and R. K. Turner. 2014. Changes in the global value of ecosystem services. Global Environmental Change, 26: 152-158.

Daily, G. 1997. Nature’s Services: Societal Dependence on Natural Ecosystems; Island Press: Washington, DC, USA.

de Groot, R. L. Brander, S. Van Der Ploeg, R. Costanza, F. Bernard, L. Braat, M. Christie, N. Crossman, A. Ghermandi and L. Hein. 2012. Global estimates of the value of ecosystems and their services in monetary units. Ecosystem Services, 1: 50–61.

de Groot, R.S., M. A. Wilson and R. M. Boumans. 2002. A typology for the classification, description and valuation of ecosystem functions, goods and services. Ecological Economics, 41: 393–408.

Esmaeili, R., A. Gandomkar and H. A. Ghayoor. 2011. Zoning of climate changes rate base on agriculture approach in future climatic period (case study Khorasan Razavi province). Geography and Environmental Planning Journal, 41(1): 35-52 (In Persian with English summary).

Feng, Y.B., C. Y. He, Q. Y. Yang and J. He. 2014. Evaluation of ecological effect in land use planning using ecosystem service value method. Transactions of the Chinese Society of Agriculture Engineers, 30(9): 201-211.

Finlayson, M., R. D. Cruz, N. Davidson, J. Alder, S. Cork, R. S. Groot, C. Levêque, G. R. Milton, and G. Peterson. 2005. Millennium Ecosystem Assessment: Ecosystems and human well-being: Wetlands and water synthesis. Data Fusion Concepts Ideas, 656: 87–98.

Fu, B., L. Zhang, Z. Xu, Y. Zhao, Y. Wei and D. Skinner. 2015. Ecosystem services in changing land use. Journal of Soils Sediments, 15: 833-843, DOI: 10.1007/s11368-015-1082-x.

Garshasbi, P. 2012. 18 Million tons per hectare erosion of pastureland in Country (Iran). Isna, Issue code: 91121006616, Available in website: http://isna.ir/fa/news/91121006616 (In Persian).

Ghodsypour, S. H. 2012. Analytical Hierarchy Process. Amirkabir University of Technology Publication (Tehran Polytechnic). 8th Edition. ISBN: 978-964-463-056-9 (In Persian).

Ghorbani, K., M. Bazrafshan Daryasari, M. Meftah Helghi and N. ghahreman. 2016. Impacts of climate change on climate zoning of Golestan province with extended De-Martonne methods. Iranian Journal of Soil and Water Research, 47(2): 319-332 (In Persian).

Gomez-Baggethun, E., R. de Groot, P. L. Lomas and C. Montes. 2009. The history of ecosystem services in economic theory and practice: From early notions to markets and payment schemes. Ecological Economics, 69(6): 1209-1218, DOI: 10.1016/j.ecolecon.2009.11.007.

Hadineia, M. R., I. Zeyaei, M. B. Soregi, M. Valipour, G. Moradi and A. M. Talebi. 2016. South Khorasan Province Book 237.19. Iran’s Textbooks Printing & Publishing Company Ltd; www.cvn-ir.com (In Persian).

Helian, L., W. Shilong, J. Guanglei and Z. Ling. 2011. Changes in land use and ecosystem service values in Jinan, China. Energy Procedia, 5: 1109–1115.

Howarth, R. B. and S. Farber. 2002. Special issue: The dynamics and value of ecosystem services: Integrating economic and ecological perspectives. Accounting for the value of ecosystem services. Ecological Economics, 41: 421-429.

Hualin, X., W. Jinzheng and H. Jing. 2012. Environmental impact assessment of land use planning based on ecosystem services valuation in Xingguo County. International Conference on Environmental Science and Engineering (ICESE 2011). Procedia Environmental Sciences, 12: 87-92.

IPCC core writing Team, R. K. Pachauri and L. Meyer (eds). 2015. Climate Change 2014 Synthesis Report. IPCC, Geneva, Switzerland, First published, ISBN: 978-92-9169-143-2.

Jafari, T., G. R. Maghami Moghim and M Azimiyan. 2016. North Khorasan Province Book 237.19. Iran’s Textbooks Printing & Publishing Company Ltd; www.cvn-ir.com (In Persian).

Kanianska, R. 2016. Landscape Ecology - The Influences of Land Use and Anthropogenic Impacts of Landscape Creation; Chapter 1, Agriculture and Its Impact on Land‐Use, Environment and Ecosystem Services. IntechOpen, http://dx.doi.org/10.5772/63719.

Lautenbach, S., C. Kugel, A. Lausch and R. Seppelt. 2011. Analysis of historic changes in regional ecosystem service provisioning using land use data. Ecological Indicators, 11: 676–687.

Lele, S., O. Springate-Baginski, R. Lakerveld, D. Deb and P. Dash. 2013. Ecosystem services: Origins, Contributions, Pitfalls and alternatives. Conservation and Society, 11(4): 343-358.

Li, R.Q., M. Dong and J. Y. Cui. 2007. Quantification of the impact of land-use changes on ecosystem services: A case study in Pingbian County, China. Environmental Monitoring and Assessment, 128: 503–510.

Long, H.L., Y. Q. Liu, X. G. Hou, T. T. Li and Y. R. Li. 2014. Effects of land use transitions due to rapid urbanization on ecosystem services: Implications for urban planning in the new developing area of China. Habitat International, 44: 536-544.

Lopes, L.F.G., J. M. R. D. S. Bento, A. F. A. C. Cristovão, and F. O. Baptista. 2015. Exploring the effect of land use on ecosystem services: The distributive issues. Land Use Policy, 45(17): 141- 149.

Mamat, A., Ü. Halik and A. Rouzi. 2018. Variations of Ecosystem Service Value in Response to Land-Use Change in the Kashgar Region, Northwest China. Sustainability, 10, 200, doi:10.3390/su10010200.

MEA. 2005. Ecosystems and Human Well-Being: Wetlands and Water; World Resources Institute: Washington, DC, USA.

Mousavi, M. S. and M. Madani. 2008. Rangeland and Rangeland Management. Agriculture Organization of West Azarbayejan Province-Agriculture Promotion Management Publication, First edition.

Nahuelhual, L., A. Carmona, and M. Aguayo. 2014. Land use change and ecosystem services provision: A case study of recreation and ecotourism opportunities in southern Chile. Landscape Ecology, 29: 329–344.

Ouyang, Z., H. Zheng, Y. Xiao, S. Polasky, J. Liu, W. Xu, Q. Wang, L. Zhang, Y. Xiao, E. Rao, L. Jiang, F. Lu, X. Wang, G. Yang, S. Gong, B. Wu, Y. Zeng, W. Yang and G. C. Daily. 2016. Improvements in ecosystem services from investments in natural capital. Science, 352: 1455-1459.

Polasky, S., E. Nelson and D. Pennington. 2011. The impact of land-use change on ecosystem services, biodiversity and returns to landowners: A case study in the state of Minnesota. Environmental Resource Economics, 48: 219–242, DOI 10.1007/s10640-010-9407-0.

Schirpke, U., M. Kohler, G. Leitinger, V. Fontana, E. Tasser and U. Tappeiner. 2017. Future impacts of changing land-use and climate on ecosystem services of mountain grassland and their resilience. Ecosystem Services, 26: 79–94.

Shahidi, A., S. M. Tajbakhsh, A. Khasheie Sivaki, H. Khozeymehnejad and A. Jafarzadeh. 2018. Uncertainty Analysis of temperature and perspiration of climate influenced by climate change (Case Study: South Khorasan province). Iranian Journal of Ecohydrology, 4(4): 943-953 (In Persian).

Song, W., X. Deng, Y. Yuan, Z. Wang, and Z. Li. 2015. Impacts of land-use change on valued ecosystem service in rapidly urbanized North China Plain. Ecological Modeling, 318: 245–253.

Tarrason, D., F. Raver, M.S. Reed, A. J. Dougill and L. Gonzales. 2016. Land degradation assessment through an ecosystem services lens: Integrating knowledge and methods in pastoral semi-arid systems. Journal of Arid Environments, 124: 205–213.

Tolessa, T., F. Senbeta and M. Kidane. 2017. The impact of land use/land cover change on ecosystem services in the central highlands of Ethiopia. Ecosystem Services, 23, 47–54.

Valdez, V.C., L. A. Ruiz, and C. A. B. Robles. 2016. Effects of land use changes on ecosystem services value provided by coastal wetlands: Recent and future landscape scenarios. Journal of Coastal Zone Management, 19(1): 1-7.

Wang, X., X. Dong, H. Liu, H. Wei, W. Fan, N. Lu, Z. Xu, J. Ren and K. Xing. 2017. Linking land use change, ecosystem services and human well-being: A case study of the Manas River Basin of Xinjiang, China. Ecosystem Services, 27: 113-123.

Wang, Z., Z. Wang, B. Zhang, C. Lu and C. Ren. 2015. Impact of land use/land cover changes on ecosystem services in the Nenjiang River Basin, Northeast China. Ecological Processes, Springer, 4:11. DOI 10.1186/s13717-015-0036-y.

Yari, R. and M. Padyab. 2009. Assessment of water resource management roles in Sustainable development of rangeland in arable land. National Conference on Sustainable Development Patterns in Water Management, Mashhad, Mah Ab Samen Consulting Engineers Company, Available in website: http://www.civilica.com/paper-CDPWM01- CDPWM01-101.html.

Yirsaw, E., W. Wu, H. Temesgen and B. Bekele. 2016. Effect of temporal land use/land cover changes on ecosystem services value in coastal area of China: The case of Su-Xi-Chang region. Applied Ecology and Environmental Research, 14: 409–422.

Zhou, J., L. Sun, S.Y. Zang, K. Wang, J.Y. Zhao, Z.X. Li, X.M. Liu and X.R. Liu. 2017. Effects of the land use change on ecosystem service value. Global Journal of Environmental Sciences and Management, 3(2): 121-130, DOI: 10.22034/gjesm.2017.03.02.001.