مدل سازی بازسازی پوشش گیاهی بعد از وقوع حریق با استفاده از داده های ماهواره ای و محیطی در بوم سامانه جنگلی زاگرس، ایلام

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: آتش ­سوزی­ یکی از مهمترین عوامل تعیین کننده و تاثیرگذار بر خصوصیات بوم­ سامانه های جنگلی است. آتش سوزی ها مناطق جنگلی را به شدت تحت تاثیر قرار داده ­اند و گاهی آثار منفی آن برای چندین سال بعد از وقوع، همچنان باقی می ماند، به طوری که گاهی وضعیت پوشش گیاهی به حالت قبل خود بر نمی گردد. هدف از این مطالعه مدل سازی بازسازی پوشش گیاهی در جنگل های زاگرس (استان ایلام) پس از وقوع آتش سوزی است. مواد و روش­ ها: برای مدل ­سازی بازسازی پوشش گیاهی از داده های مختلف اقلیمی و محیطی به ­عنوان متغیرهای مستقل (پوشش گیاهی زمان وقوع آتش، شاخص شدت سوختگی، آنومالی دما و بارش، متوسط دما، بارش سالیانه، شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا) و پوشش گیاهی بعد از وقوع آتش به ­عنوان متغیر وابسته در مدل سازی (جنگل تصادفی، درخت تصمیم و تقویت گرادیان) استفاده شد. برای تهیه شاخص های نشان دهنده وضعیت تراکم پوشش گیاهی و شدت سوختگی از تصاویر ماهواره ای لندست استفاده شد و پس از پیش پردازش تصاویر این شاخص ها با نسبت ­گیری طیفی تهیه شدند. متغیرهای اقلیمی نیز با توجه به روابط رگرسیونی بین این متغیرها (مجموع بارش، متوسط دما، حداقل دما و حداکثر دما) و ارتفاع از سطح دریا در منطقه مورد مطالعه برآورد شدند. در نهایت به­ منظور مدل سازی از سه الگوریتم یادگیری ماشین شامل درخت تصمیم­ گیری، جنگل تصادفی و تقویت گرادیان استفاده شد و در نهایت دقت و صحت این مدل­ ها مورد ارزیابی قرار گرفت. یافته ­ها: نتایج نشان داد که در بین متغیرهای مختلف مورد بررسی، میزان بارش سالیانه، متوسط دمای سالیانه، شاخص تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) و شاخص شدت سوختگی در زمان وقوع آتش مهمترین عوامل تاثیرگذار بر بازسازی پوشش گیاهی بعد از آتش ­سوزی در این جنگل­ ها هستند. همچنین نتایج نشان داد که در بین مدل ­های مختلف مورد بررسی الگوریتم تقویت گرادیان با میزان R۲ برابر با ۰/۶۶ بهتر از سایر مدل ها، بازسازی پوشش گیاهی را مدل سازی کرد. در این مدل عوامل آب و هوایی به عنوان عوامل شاخص در بازسازی شناخته شدند. نتیجه گیری: با توجه به نتایج حاصل از روابط رگرسیونی بین وضعیت پوشش گیاهی بعد از وقوع آتش (متغیر وابسته) و سایر متغیرهای مستقل و نتایج حاصل از مدل سازی می­ توان نقش بارز عوامل آب و هوایی در بازسازی پوشش گیاهی این جنگل­ ها پس از آتش سوزی را تبیین کرد.

کلیدواژه ها:

Burn severity index ، Machine learning ، Satellite images ، Vegetation recovery ، Zagros ، بازسازی پوشش گیاهی ، تصاویر ماهواره ای ، زاگرس ، شاخص شدت سوختگی ، یادگیری ماشین