بررسی رابطه تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی با دمای سطح زمین در شهرستان نمین

پیشینه و هدف گسترش سریع شهرها به دلیل تغییرات گسترده در کاربری و پوشش زمین اثرات منفی بر کیفیت زیست محیطی جهانی داشته است. تغییرات کاربری/پوشش اراضی، توسعه مناطق شهری و کشاورزی و جنگل زدایی باعث تغییر رژیم دمای منطقه ای و محلی می شود. آگاهی از میزان دمای سطح زمین کمک قابل توجهی به طیف وسیعی از مسائل مرتبط با علوم زمین مانند اقلیم شهری، تغییرات جهانی محیطی و بررسی تعاملات انسان و محیط می نماید. آنچه به عنوان یک نقص اساسی در پایش دمای سطح زمین به شمار می آید، نبود ایستگاه های هواشناسی کافی جهت آگاهی از مقادیر دمایی در نقاط فاقد ایستگاه است. با توجه به محدودیت اطلاعاتی که در تامین داده ها به ویژه در وسعت زیاد با مشکلات و موانع فراوانی همراه است و دست یابی در زمان واقعی سخت و یا غیر ممکن است. بنابراین، لزوم استفاده از فن‎آوری سنجش از دور با شرایط زمانی، همراه با ویژگی پیوستگی و داده برداری در محدوده های گسترده بسیار می تواند کارا باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی دمای سطح زمین شهرستان نمین در یک بازه زمانی 28 ساله و مقایسه نتایج به دست آمده با تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی بوده است.  مواد و روش­ ها داده های مورد استفاده در این تحقیق شامل، تصویر ماهواره لندست 8 که از سنجنده OLI به منظور استخراج نقشه کاربری اراضی و از سنجنده TIRS به منظور استخراج دمای سطح زمین برای سال 2015 و همچنین از تصویر سنجنده TMلندست 5 به منظور تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از باندهای مرئی و مادون قرمز و دمای سطح با استفاده از باندهای حرارتی برای سال 1987 استفاده شد. تصاویر در اواخر فصل بهار و اوایل فصل تابستان به منظور نبود پوشش های ابری و برفی بالا و همچنین بالا بودن شدت تابش نور خورشید اخذ شد. از نرم افزار eCognition8.9 برای طبقه بندی شی پایه استفاده شد. طبقه بندی در 5 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل و مسکونی) برای سال 1987 و 6 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل، مسکونی و آب) برای سال 2015 انتخاب شدند. جهت ارزیابی صحت و مقایسه نقشه های حاصل، از ماتریس خطا، صحت کلی و آماره ی کاپا استفاده شد. از روش پنجره مجزا برای استخراج دمای سطح زمین استفاده شد. در نهایت به منظور تجزیه و تحلیل ارتباط بین دمای سطح زمین با شاخص پوشش گیاهی، ضرایب همبستگی بین دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی براساس نوع کاربری در سال های 1987 و 2015 محاسبه شد. نتایج و بحث  بیشترین سطح اراضی در سال 1987 و 2015 متعلق به کاربری مرتع به ترتیب با 43781 و 34114 هکتار، دومین سطح مربوط به کاربری کشاورزی دیم به ترتیب با 23854 و 33277 هکتار است. کمترین سطح نیز در سال 1987 با توجه به عدم وجود کاربری آب متعلق به کاربری مسکونی با 1301 هکتار است در حالی که در سال 2015 با احداث سازه های آبی کاربری آب با مساحت 86 هکتار دارای کمترین سطح اراضی است. بیشترین افزایش سطح را کاربری کشاورزی دیم با 9423 هکتار افزایش دارا است که نسبت به سال 1987 افزایش چشمگیری را داشته است. بیشترین دمای ثبت شده برای شهرستان نمین در سال های 1987 و 2015 مربوط به کاربری کشاورزی دیم (به ترتیب با 34 و 27 درجه سانتی گراد) است. که نشان از تمرکز حرارت در این مناطق است. این کاربری به دلیل عواملی از جمله خشک بودن محصولات در این زمان و برداشت محصولات بیشترین دما را دارا است. کاربری کشاورزی دیم در سال 1987 بیشترین دما (34 درجه سانتی گراد) را دارا بوده است اما در سال 2015 با کاهش دما (27 درجه سانتی گراد) مواجه شده است کما اینکه در همین سال 2015 نیز نسبت به سایر کاربری ها دارای بیشترین دمای سطحی بوده است. علت آن را می توان در عامل برداشت محصول دانست. با توجه به اینکه محصولات دیمی محدوده مورد مطالعه،اغلب گندم بوده و در این زمان از فصل، بیشتر گندم ها رسیده ویا برداشت می شوند، بنابراین تعرق این محصولات ناچیزاست. کمترین دمای ثبت شده در شهرستان نمین به ترتیب مربوط به کاربری آب (21 درجه سانتی گراد)، جنگل (21 درجه سانتی گراد) و کشاورزی آبی (22 درجه سانتی گراد) است. با توجه به اینکه آب دارای ظرفیت گرمایی بالایی می باشد، لذا بیشترین اثر را در کاهش دما دارد. در کاربری های جنگل و کشاورزی آبی به دلیل پوشش گیاهی بیشتر دمای سطح زمین کمترین مقدار (به ترتیب 23 و 24 درجه سانتی گراد در سال 1987 و 21 و 22 درجه سانتی گراد در سال 2015) را نسبت به سایر کاربری ها دارا است. کاربری مربوط به کشاورزی در این ناحیه، بعد از مناطق جنگلی دارای کمترین دمای سطحی (24 درجه سانتی گراد در سال 1987 و 21 درجه سانتی گراد در سال 2015) می باشد. با توجه به اینکه محصولات زراعی کشت شده دراین محدوده گیاهانی ازجمله سیب زمینی است و این گیاهان دارای نیاز آبی بیشتری هستند. بنابراین،این گیاهان درخرداد ماه دارای سبزینگی بالایی بوده و همین امر باعث شده که در محدوده تحت کشت آن ها تعرق بیشتری نسبت به سایر نواحی صورت گیرد و بالطبع در خنک نگهداشتن دمایسطحی بسیارتاثیرگذار بوده است. کاربری مرتع در هر دو سال مورد مطالعه، دمای بالایی (به ترتیب 27 و 25 درجه سانتی گراد) را داشته است و اختلاف ناچیزی بین هر دو سال مشاهده می شود. نتیجه گیری  نوع کاربری و تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی تاثیر محسوسی در تغییرات دمای سطح زمین دارد. هرچند نواحی عاری از پوشش گیاهی دارای دمای سطحی بالاتری نسبت به نواحی است که دارای پوشش گیاهی هستند. نتایج نشان داد همبستگی معنی‎داری بین پوشش گیاهی و دمای سطح زمین وجود ندارد که عمدتا ناشی از مقدار کافی پوشش گیاهی است. به طور کلی نتایج نشان داد، در اکثر مناطق با دمای کمتر، پوشش گیاهی انبوه تری وجود دارد که بیانگر رابطه معکوس بین شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین است.

کلیدواژه ها:

کاربری اراضی ، دمای سطح زمین ، پوشش گیاهی ، استان اردبیل