ارزیابی تغییرات مکانی-زمانی کاربری اراضی بر اساس شاخص‌های کیفی اکولوژیکی (مطالعه موردی: حوضه دریاچه زریبار)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 11، دوره 13، شماره 4 - شماره پیاپی 52، دی 1403، صفحه 269-290   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2024.86012.1446

نویسندگان

مهین ساعدپناه¹؛ جمیل امان اللهی^{* 2}

¹دانشجوی دکترای محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

²دانشیار گروه علوم و مهندسی محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان، سنندج، ایران.

چکیده

فناوری سنجش‌ازدور می­تواند به­طور عینی و کمی تغییرات مکانی-زمانی کیفیت محیط­زیست را ارزیابی کند. پی بردن به کیفیت محیط­زیست منطقه­ای و تغییرات اکولوژیکی برای نظارت و مدیریت محیط­زیست و برنامه­ریزی ساخت‌وساز شهری بسیار مهم است. به­منظور ارزیابی تغییرات مکانی-زمانی کیفیت محیط­زیست در حوضه دریاچه زریبار از تصاویر لندست سال­های 1998، 2010 و 2022 جهت استخراج چهار شاخص پوشش گیاهی، رطوبت، گرما و خشکی استفاده شد. سپس شاخص اکولوژیکی سنجش‌ازدور با تجزیه‌وتحلیل مؤلفه­های اصلی به­دست آمد. ناهمگنی فضایی شاخص اکولوژیکی سنجش‌ازدور در دوره موردمطالعه توسط شاخص موران ارزیابی شد. یافته­ها نشان داد که اثر بازدارندگی NDBSI و LST به­طور قابل‌توجهی بیشتر از اثر ترویجی NDVI و LSM بر محیط­زیست محدوده موردمطالعه است. بر اساس نتایج RSEI مساحت طبقه با کیفیت محیط­زیست ضعیف در سال­های 1998، 2010 و 2022 به ترتیب 36/59، 49/65 و 02/56 درصد به­دست آمد. منطقه با سطوح عالی و خوب RSEI عمدتاً متعلق به اراضی جنگلی و نیزار بود. مقادیر میانگین RSEI حاکی از کاهش کیفیت محیط­زیست در حوضه دریاچه زریبار بود. نتایج نمودارهای پراکندگی شاخص جهانی موران، در سال­های 1998، 2010 و 2022 به ترتیب 86/0، 85/0 و 71/0 تعیین شد که حاکی از کاهش همگنی در این دوره بود. محیط­زیست محیطی پیچیده است، بنابراین با استفاده از چهار شاخص RSEI می­توان وضعیت آن را تخمین زد. در مطالعات آینده می­توان از داده­‌های مکانی متنوع­‌تری مانند بهره­‌وری خالص اولیه و ذرات معلق در هوا استفاده شود.

کلیدواژه‌ها

شاخص سنجش از دور؛ تغییرات کاربری زمین؛ شاخص پوشش گیاهی؛ شاخص موران؛ ارزیابی کیفیت محیط زیست

مراجع

Allen, R. G., Tasumi, M., Mors, A., & Terzza, R. (2002). Satellite-Based Evapotranspiration by Energy Balance for Western States Water Management. US Bureau Reclamation Evapotranspiration workshop. https://doi.org/10.1061/40792(173)556

Arekhi, S., Mahmoudian, A., & Emadaddian, S. (2022). Forest Degradation using GIS and Logistic Regression (Case Study: Forests of Sardasht). Journal of Geography and Environmental Hazards, 10(4), 69-92. [In Persian] https://doi.org/10.22067/geoeh.2021.70743.1070

Ariken, M., Zhang, F., Liu, K., Fang, C., & Kung, H. T. (2020). Coupling coordination analysis of urbanization and ecoenvironment in Yanqi Basin based on multi-source remote sensing data. Ecological Indicators, 114, 106331. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2020.106331

Esmaeili, H., Mirmousavi, S., & Soheili, E. (2022). Investigation of Agricultural Drought Time Series in Darab City using Remote Sensing and Google Earth Engine System. Journal of Geography and Environmental Hazards, 10(4), 185-203. [In Persian] https://doi.org/10.22067/geoeh.2021.69186.1029

Hang, X., Li, Y., Luo, X., Xu, M., & Han, X. (2020). Assessing the ecological quality of Nanjing during its urbanization process by using satellite, meteorological, and socioeconomic data. Journal of Meteorological Research, 34(2), 280-293. https://doi.org/10.1007/s13351-020-9150-6

Hang, X., Luo, X. C., Cao, Y., & Li, Y. C. (2020). Ecological quality assessment and urbanization impact based on RSEI model for Nanjing, Jiangsu Province, China. Chinese Journal of Applied Ecology, 31, 219-229. https://doi.org/10.13287/j.1001-9332.202001.030 

Hu, X., & Xu, H. (2018). A new remote sensing index for assessing the spatial heterogeneity in urban ecological quality: A case from Fuzhou City, China. Ecological Indicators, 89, 11-21. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2018.02.006

Jalilian, Z., & Amanollahi, J. (2023). Evaluating Ecological Degradation of Kosalan Protected Area using Remote Sensing and GIS. Journal of Geography and Environmental Hazards, 12(1), 41-61. [In Persian] https://doi.org/10.22067/geoeh.2022.75467.1184

Jing, Y., Zhang, F., He, Y., Kung, H., Johnson, V. C., & Arikena, M. (2020). Assessment of spatial and temporal variation of ecological environment quality in Ebinur Lake Wetland National Nature Reserve, Xinjiang, China. Ecological Indicators, 110, 105874. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105874

Jolliffe, I. T., & Cadima, J. (2016). Principal component analysis: A review and recent developments. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 374(2065), 20150202. https://doi.org/10.1098/rsta.2015.0202

Kafy, A. A., Rahman, M. S., Faisal, A. A., Hasan, M. M., & Islam, M. (2020). Modelling future land use land cover changes and their impacts on land surface temperatures in Rajshahi, Bangladesh. Remote Sensing Applications: Society and Environment, 18, 100314. https://doi.org/10.1016/j.rsase.2020.100314

Karbalaei Saleh, S., Amoushahi, A., & Gholipour, M. (2021). Spatiotemporal ecological quality assessment of metropolitan cities: a case study of central Iran. Environmental Monitoring Assessment, 193(5), 305. https://doi.org/10.1007/s10661-021-09082-2

Li, J., Bai, Y., & Alatalo, J. M. (2020). Impacts of rural tourism-driven land use change on ecosystems services provision in Erhai Lake Basin, China. Ecosystem Services, 42, 101081. https://doi.org/10.1016/j.ecoser.2020.101081

Lin, L., Hao, Z., Post, C. J., & Mikhailova, E. A. (2022). Monitoring Ecological Changes on a Rapidly Urbanizing Island Using a Remote Sensing-Based Ecological Index Produced Time Series. Remote Sensing, 14(22), 5773. https://doi.org/10.3390/rs14225773

Lin, L., Hao, Z., Post, C. J., Mikhailova, E. A., Yu, K., Yang, L., & Liu, J. (2020). Monitoring land cover change on a rapidly urbanizing island using Google Earth Engine. Applied Sciences, 10(20), 7336. https://doi.org/10.3390/app10207336

Liu, Q., Yu, F., & Mu, X. (2022). Evaluation of the Ecological Environment Quality of the Kuye River Source Basin Using the Remote Sensing Ecological Index. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(19), 12500. https://doi.org/10.3390/ijerph191912500

Mishra, S. P., Taraphder, S., Swain, D., & Laishram, M. (2017). Multivariate statistical data analysis-principal component analysis (PCA). International Journal of Livestoke Research, 7(5), 60-78. http://dx.doi.org/10.5455/ijlr.20170415115235

Sadeghi, A., Khaledi, J., & Nyman, P. (2018). Rainfall Variability and Land-Use Change in Arid Basins with Traditional Agricultural Practices; Insight from Ground Water Monitoring in Northwestern Iran. Journal of Earth Science and Climatic Change, 9(11), 2-7. https://doi.org/10.4172/2157-7617.1000498

Wang, S., Zhang, M., & Xi, X. (2022). Ecological Environment Evaluation Based on Remote Sensing Ecological Index: A Case Study in East China over the Past 20 Years. Sustainability, 14(23), 15771. https://doi.org/10.3390/su142315771

Wu, A., Zhao, Y., Qin, Y., Liu, X, & Shen, H. (2023). Analysis of Ecological Environment Quality and Its Driving Factors in the Beijing-Tianjin-Hebei Region of China.  Sustainability, 15(10), 7898. https://doi.org/10.3390/su15107898

Xiong, Y., Xu, W., Lu, N., Huang, S., Wu, C., Wang, L., … & Kou, W. (2021). Assessment of spatial–temporal changes of ecological environment quality based on RSEI and GEE: A case study in Erhai Lake Basin, Yunnan province, China. Ecological Indicators, 125, 107518. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2021.107518

Xu, H. Q. (2013). A remote sensing index for assessment of regional ecological changes. China Environmental Science, 33(5), 889-897.

Yang, Z., Tian, J., Su, W., Wu, J., Liu, J., Liu, W., & Guo, R. (2022). Analysis of ecological environmental quality change in the yellow river basin using the remote-sensing-based ecological index. Sustainability, 14(17), 10726. https://doi.org/10.3390/su141710726

Zawadzki, J., Przeździecki, K., & Miatkowski, Z. (2016). Determining the area of influence of depression cone in the vicinity of lignite mine by means of triangle method and LANDSAT TM/ETM+ satellite images. Journal of Environmental Management, 166, 605-614. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2015.11.010

Zhai, H., Xie, W., Li, S., & Zhang, Q. (2019). Urban Ecological Environment Construction Based on Remote Sensing Ecological Index. Ekoloji Dergisi, (108), 1583-1588.

Zhang, Z., Cai, Z., Yang, J., & Guo, X. (2022). Ecological environmental quality assessment of Chinese estuarine wetlands during 2000–2020 based on a remote sensing ecological index. Frontiers in Marine Science, 9, 981139. https://doi.org/10.3389/fmars.2022.981139

Zhu, D., Chen, T., Zhen, N., & Niu, R. (2020). Monitoring the effects of open-pit mining on the eco-environment using a moving window-based remote sensing ecological index. Environmental Science and Pollution Research, 27(13), 15716-15728. https://doi.org/10.1007/s11356-020-08054-2