ارزیابی همبستگی شاخص های گیاهی با متغیرهای هواشناسی و بیولوژیکی با استفاده از سامانه گوگل ارث انجین

پوشش گیاهی طبیعی جزء حیاتی مدل های تغییر اکوسیستم و اقدامات حفاظتی است. پژوهش حاضر به بررسی پویایی مکانی-زمانی شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI) و شاخص پوشش گیاهی بهبود یافته (EVI) با شاخص های جوی مانند بارش (P) و خشکسالی (MSPI)؛ شاخص بیولوژیکی مانند تبخیر و تعرق (ET) و رطوبت خاک (SM)؛ و شاخص خاک، پارامتر دمای سطح زمین (LST) به کمک تصاویر ماهواره ای در سامانه گوگل ارث انجین طی بازه زمانی 1378- 1400 در استان هرمزگان می پردازد.

به منظور ارزیابی شاخص های گیاهی با متغیرهای اقلیمی و بیولوژیکی از تصاویر سامانه گوگل ارث انجین استفاده شد. شاخص های NDVI و EVI، تبخیر و تعرق و دمای سطح زمین از تصاویر ماهواره ای Terra 16 روزه و رطوبت سطح خاک (0-10سانتی متر) از نقشه های خاک (Open Land Map)، طی بازه زمانی 12/10/1378 الی 12/10/1400 با برنامه نویسی توابع برای منطقه به صورت ماهانه استخراج شد. بارش و شاخص خشکسالی MSPI به کمک آمار 22 ساله ایستگاه ها تهیه شد. با روش زمین آمار کریجینگ نقشه هم بارش در نرم افزارArcGIS تهیه شد. با روش PCA خشکسالی شاخص در نقاط مختلف با نرم افزار SPSS محاسبه گردید. به منظور درک بهتر تغییرات زمانی شاخص های گیاهی آنومالی آنها طی دو دهه استخراج شد. همبستگی و روند تغییرات پارامترها با روش اسپیرمن و من-کندال محاسبه شد.

ضریب همبستگی اسپیرمن و روندیابی روش من-کندال بین دو شاخص NDVI و EVI در سطح 99 درصد به ترتیب 84/0 و 67/0 معناداراست. پراکنش زمانی شاخص های گیاهی نشان داد تغییرات سالانه و ماهانه آنها با میزان کشت پاییزه مطابقت دارد. طبق اقلیم گرم و خشک استان بیشتر بارش ها مربوط به دی تا اسفندماه است. ازاین رو شاخص ها طی ماه های دی، اسفند و فروردین بیشترین مقادیر را داشته اند. این بازه منطبق با فصل کشت و برداشت محصولات کشاورزی است و گیاهان به عالی-ترین مرحله رشد خود رسیده است. نتایج نشان داد تغییرات مکانی شاخص های گیاهی منطبق برمناطق پربارش و حاشیه روخانه ها و اراضی کشاورزی و باغی است. رابطه معکوس و معنادار بین شاخص های پوشش گیاهی و دمای سطح زمین بیانگر افزایش پوشش گیاهی همراه با کاهش دما و برعکس است. همپوشانی مناسب پهنه های بارش و شاخص خشکسالی MSPI با توزیع مکانی شاخص-های گیاهی و دمای سطح زمین و رطوبت خاک بیانگر نقش تعیین کننده بارش در مناطق خشک و نیمه خشک است. نتایج آنومالی شاخص ها نشان داد طی بازه 1378-1389به دلیل وجود خشکسالی های مکرر و شدید همبستگی مثبت ضعیفی وجود دارد. در دهه ی دوم 1389-1400 به دلیل کاهش شدت خشکسالی، شاخص ها همبستگی قوی معناداری از خود نشان دادند. طبق نمودار شاخص خشکسالی MSPI مناطق غربی، مرکزی و بخش هایی در شرق با بیشترین مقادیر خشکسالی و کمبود بارش، پایین ترین مقدار شاخص-های گیاهی را به خود اختصاص داده اند.

گستردگی وسعت منطقه سبب تمرکز بیشتر شاخص های پوشش گیاهی در برخی مناطق شده است. بیشترین مقادیر NDVI و EVI در گستره ی حاشیه رودخانه ها و منابع آبی است. این مناطق منطبق با مراکز کشاورزی در دشت های رودان، میناب، شمیل و تخت و بخش هایی از حاجی آباد که از نظر جغرافیایی مناطق شمال شرقی و بخش هایی از شمال است. افزایش هر یک از شاخص های گیاهی بیانگر افزایش وسعت و فراوانی آنها است. ولی کاهش هریک به دلیل چند وجهی بودن ارتباط گیاه با عوامل جوی، خاکی و کاربری معرف ناهمگن شدن منطقه است. روند پویایی پوشش گیاهی و ارتباط آنها با سایر عوامل باید در دراز مدت مورد مطالعه قرار گیرد تا یک الگو ایجاد شود. این مطالعه تاحد امکان و با توجه دردسترس بودن یک مجموعه داده انجام شده است. مطالعات بلندمدت را می توان با استخراج متغیرهای تجربی در سطح منطقه ای و به منظور تاثیر رشد جمعیت برمنطقه نیز انجام داد. یافته های این مطالعه می تواند به مطالعات آتی مرتبط با پوشش گیاهی و ارتباط آن با سایر عوامل، حفاظت از طبیعت و تخصیص منابع کمک کند.