بررسی تغییرات شاخص پوشش گیاهی و کاربری اراضی در راستای توسعه پایدار (مطالعه موردی: شهرستان ملارد)

نوع مقاله : مقاله مستقل پژوهشی

نویسندگان

1 استاد گروه اقلیم شناسی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه خوارزمی، تهران، ایران

2 کارشناس ارشد اقلیم شناسی در برنامه ریزی محیطی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه خوارزمی، تهران

چکیده

زمینه و هدف: توسعه یک فرآیند تکاملی است که در آن ظرفیت انسان برای شروع ساختارهای جدید، حل مشکلات، سازگاری با تغییرات مداوم و تلاش آگاهانه و خلاقانه برای دستیابی به اهداف جدید افزایش می‌یابد. جنگل ها به عنوان یک عنصر کلیدی برای توسعه پایدار شناخته می شوند و از چندین هدف توسعه پایدار حمایت می کنند که برخی از آنها شامل کاهش گرسنگی و فقر، تنظیم آب شیرین، شیوه های آب و هوایی، سلامت و رفاه و تنوع زیستی است. یکی از مهم ترین شاخص هایی که برای ارزیابی جنگل زدایی استفاده می شود، شاخص تفاوت نرمال شده گیاهی (NDVI) است که برای ارزیابی روند تغییرات جنگل استفاده می شود. هدف این مطالعه بررسی روند شاخص پوشش گیاهی NDVI طی دوره زمانی 1380 تا 1397 بر اساس داده‌های سنجنده MODIS در شهرستان ملارد است.
روش بررسی:  در این تحقیق از داده های پوشش گیاهی MODIS در وضوح 1 کیلومتر استفاده شد. داده های پوشش گیاهی با نام اختصاری MOD13A3 ماهانه و با وضوح مکانی 1 کیلومتر است. این داده ها برای شهرستان ملارد 830 نقطه را در بر می گیرد که می توان آن را در 1×1 کیلومتر از 830 نقطه شهر بررسی کرد. از آنجایی که بر اساس تحقیقات انجام شده، ماه می تا آگوست بیشترین NDVI را دارند، این شاخص تنها در ماه های با بالاترین NDVI یعنی می، ژوئن، جولای و آگوست استخراج شد. داده ها به بازه های زمانی سه ساله تقسیم شدند و نرخ تغییر بر اساس شاخص معرفی شده توسط سازمان ملل متحد برای اهداف توسعه پایدار استخراج شد. سپس کاربری سالانه زمین برای بررسی عمیق‌تر بررسی شد. در مرحله نهایی از روش تحلیلی- توصیفی برای بررسی جامع نتایج در ارتباط با اهداف توسعه پایدار استفاده شد.
یافته‌ها و نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه نشان داد که در ماه­های می، ژوئن، ژوئیه و اوت روند کاهشی در درصد مساحت مقادیر NDVI به میزان 0.03- تا 0.9-% در ماه مشاهده گردیده است. بر اساس نتایج و منطبق بر ماه­های با حداکثر NDVI مشخص گردید که بر میزان زمین­های بایر به میزان 9 کیلومتر مربع در هر 6 سال افزوده و از میزان نواحی پوشش­یافته از جنگل­ها و گیاهان سبز در این شهرستان تا 8 کیلومتر در هر 6 سال کاسته شده است. بنابراین، این شهرستان نیازمند به­کارگیری تدابیر و برنامه­های لازم­الاجرا برای جلوگیری از بیابان­زایی می­باشد که مطابق با اهداف توسعه پایدار در راستای کاهش خطر فجایع آب­وهوایی نظیر سیل و همچنین کاهش آلودگی هوا عمل نماید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluating the NDVI and Landuse trend Respect to Sustainable Development in Malard

نویسندگان [English]

  • Zahra Hejazizadeh 1
  • Zahra Sonboli 2
1 Professor of Climatology, Department of Climatology , Faculty of Geography, Kharazmi University, Tehran, Iran.
2 MA in Climatology in Environmental Planning, Faculty of Geography, kharazmi University, Tehran, Iran.
چکیده [English]

Background and Aim: Development, as a concept, has been associated with various meanings, interpretations, and theories. Development is an evolutionary process whereby human capacity is increased to start new structures, solving problems, adapting to constant changes, and deliberately and creatively striving to achieve new goals. Forests are increasingly recognized as a key element for sustainable development and support several Sustainable Development Goals (SDGs), some of which include reducing hunger and poverty, regulating fresh water, climate practices, health and welfare, and biodiversity. One of the most important indices used to assess deforestation is the Normalized difference Vegetation Index (NDVI), which is used to assess forest change trends. The results of all studies that examined NDVI index will be questionable in the term of Sustainable Development Goals. This study investigates the trend of NDVI vegetation index during the period 2001 to 2018 based on the MODIS data in Malard city.
Methods: In this study, the MODIS vegetation data at a resolution of 1 km were used. The vegetation data, abbreviated MOD13A3, is monthly and with a 1 kilometer spatial resolution. This data covers 830 points for Malard city, so that it can be surveyed in 1×1 kilometers of 830 points in the city. Since based on research conducted by Farajzadeh et al. (2011:107), May to August have the highest NDVI, this index was extracted only in the highest NDVI months, ie May, June, July and August. The data were subdivided into three-year intervals and the rate of change was extracted based on the index introduced by the United Nations for sustainable development goals. Then annual land use was obtained for a deeper examination.in the final step we used an analytic-description method to describe the results in the connection with sustainable development goals.
Findings and Conclusion: The results showed that a decreasing trend was observed in the percentage of NDVI area in May, June and July between -0.03 and -0.9% in month. So that, under the maximum NDVI months, it was found that the amount of Barren increased about 9 km2 every 6 years and the amount of areas covered by forests and green plants decreased about 8 km2 every 6 years. Therefore, it is necessary to implement the measures and plans regarding prevent desertification in the city that will meet the goals of sustainable development

کلیدواژه‌ها [English]

  • NDVI
  • Land use
  • Sustainable development
  • MODIS
  • Malard Township
بینش، نگین، نیک سخن، محمد حسین ، سارنگ، امین (1396) آشکارسازی روند تغییرات دما و بارش ساالنه و فصلی تهران طی دوره 1984-2014 . مجله علمی و ترویجی نیوار، شماره 96-97، بهار و تابستان 1396 (دو فصلنامه)
پردل، فاطمه، ابراهیمی، عطاالله و عزیزی، زهرا (1396) پایش تغییرات مکانی و زمانی تولید گیاهی از طریق محاسبه و تعمیم شاخصهای گیاهی مبتنی بر ماهواره لندست 8 (مطالعه موردی: مرتع مرجن بروجن). نشریۀ علمی پژوهشی مرتع، 11(2): 166-178.
پور اصغر سنگاچین، فرزام (1394). اهداف توسعه هزاره (MDG) و اهداف توسعه پایدار (SDG) (از MDG تا SDG). ماهنامه اجتماعی، اقتصادی، علمی و فرهنگی کار و جامعه - شماره 186 - آبان ماه 1394
پیری، حامد، اکبری، الهه، فرهادی، علی و صادقی، محمد ( ۱۳۹۳). بررسی تغییرات پوشش گیاهی باغات، مراتع و مسارع شهرستان ملارد با استفاده از تصاویر ماهواره­ای ETM و شاخص NDVI، دومین کنگره بین­المللی سازه، معماری و توسعه شهری، تبریز، دبیرخانه دائمی کنگره بین­المللی سازه، معماری و توسعه شهری.
علوی­پناه، سیدکاظم (1385). کاربرد سنجش از دور در علوم زمین، چاپ دوم. انتشارات دانشگاه تهران.
فرج­زاده، منوچهر، فتح­نیا، امان­اله، علیجانی، بهلول، ضیائیان، پرویز (1390). ارزیابی اثر عوامل آب­وهوایی بر پوشش گیاهی منطقه زاگرس با استفاده از اطلاعات رقومی ماهواره­ای، فصلنامه علمی و پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 18، شماره 1، ص 123-107.
کامل نارستان، محبوبه ، سعیدافخم الشعرا، محمد رضا ، دادرسی سبزوار، ابوالقاسم (1400) پایش تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از داده های سنجش ازراه دور (مطالعه موردی: منطقه پخش سیلاب کلاته سادات شهرستان سبزوار). مطالعات محیط زیست، منابع طبیعی و توسعه پایدار، 1(3).
نیک پور، نورالله، نگارش، حسین ، فتوحی، صمد، حسینی، زین العابدین ، بهرامی، شهرام (1397) پایش روند تغییرات پوشش گیاهی (NDVI)، یکی از مهمترین شاخص های تخریب سرزمین (در استان ایلام). نشریه تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 5(4) 21-48.
Adeel, Z., et al. 2006. Overcoming One of the Greatest Environmental Challenges of Our Times: Re-thinking Policies to Cope with Desertification. A Policy Brief based on The Joint International Conference: “Desertification and the International Policy Imperative” Algiers, Algeria, 17-19 December, 2006
Apollonio  C, Gabriella Balacco, Antonio Novelli, Eufemia Tarantino  and Alberto Ferruccio Piccinni (2016) . Land Use Change Impact on Flooding Areas: The Case Study of Cervaro Basin (Italy) , Sustainability 2016, 8, 996; doi:10.3390/su8100996.
Du Pisani, J. A (2006). Sustainable development – historical roots of the concept. Environmental Sciences, 3(2), 83–96. Doi:10.1080/15693430600688831 [Taylor & Francis Online][Google Scholar]
Friedl Mark A., Damien Sulla-Menashe, Bin Tan, Annemarie Schneider, Navin Ramankutty, Adam Sibley, Xiaoman Huang (2010). MODIS Collection 5 global land cover: Algorithm refinements and characterization of new datasets, Remote Sensing of Environment 114 (2010) 168–182.
Gu, Z.H.; Chen, J.; Shi, P.J.; Xu, M (2005). Correlation analysis of NDVI difference series and climate variables in Xilingole steppe from 1983 to 1999. Acta Phytoecol. Sin.  29, 753–765. (In Chinese) [Google Scholar]
Honeck E, Castello R , Chatenoux B, Richard JP, Lehmann A and Giuliani G(2018). From a Vegetation Index to a Sustainable Development Goal Indicator: Forest Trend Monitoring Using Three Decades of Earth Observations across Switzerland, ISPRS Int. J. Geo-Inf ( 2018). 7, 455; doi:10.3390/ijgi7120455
Huete, A. J.,(1999). MODIS vegetation index (mod 13), algorithm theoretical basis document. Version 3, 2University of Virginia Department of Environmental Sciences Clark Hall Charlottesville. 1999.
Kussul  N ,Mykola Lavreniuk,Andrii Kolotii,Sergii Skakun,Olena Rakoid &Leonid Shumilo (2020). A workflow for Sustainable Development Goals indicators assessment based on high-resolution satellite data, International Journal of Digital Earth  Volume 13, 2020 – Issue 2: 309-321.
Lee, HK(2018). The potential implementation of green infrastructure assessment using high-resolution National Agriculture Imagery Program data for sustainable hazard mitigation,  International Journal of Sustainable Development & World Ecology ,Volume 25, 2018 – Issue 4:371-381.
Ma, Y.L.; Yu, W.H.; Fang, X.Q. Change of grass growth in the Hulunbuir steppe in response to global warming. Arid Land Geogr.  27, 29–34.
Nataliia Kussul, Mykola Lavreniuk, Andrii Kolotii, Sergii Skakun, Olena Rakoid & Leonid Shumilo (2020) A workflow for Sustainable Development Goals indicators assessment based on high-resolution satellite data, International Journal of Digital Earth, 13:2, 309-321, DOI: 10.1080/17538947.2019.1610807
Olang, L.; Fürst, J(2011). Effects of land cover change on flood peak discharges and runoff volumes: Model estimates for the Nyando River Basin, Kenya. Hydrol. Process, 25, 80–89.
Ouyang, Z.; Zheng, H.; Xiao, Y.; Polasky, S.; Liu, J.; Xu, W.; Wang, Q.; Zhang, L.; Xiao, Y.; Rao, E.; et al (2016). Improvements in ecosystem services from investments in natural capital. Science, 352, 1455–1459.
Pattison, I.; Lane, S.N(2011). The link between land-use management and fluvial flood risk: A chaotic conception? Prog. Phys. Geogr. 36, 72–92.
Peet, R. (1999). Theories of development. New York: Guilford Press. 
Reyes, G. E (2001). Four main theories of development: modernization, dependency, word-system, and globalization. Nómadas. Revista Crítica de Ciencias Sociales y Jurídicas, 4(2), 109–124. University of Pittsburgh, USA. 
Rezaei, M., Farajzadeh, M., Mielonen, T.,  Ghavidel Y., 2019. Discrimination of aerosol types over the Tehran city using 5 years (2011–2015) of MODIS collection 6 aerosol products. Journal of Environmental Health Science and Engineering. https://doi.org/10.1007/s40201-018-00321-2
Szwagrzyk M, Kaim D, Price B, Wypych A, Grabska E, Kozak J (2018). Impact of forecasted land use changes on flood risk in the Polish Carpathians. Nat Hazards 94:227–240. https://doi.org/10.1007/s11069-018-3384-y
Todaro, M. P., & Smith, S. C. (2006). Economic development (8th ed.). Reading: Addison-Wesley. 
Ukaga, U., Maser., C., & Reichenbach, M (2011). Sustainable development: principles, frameworks, and case studies. International Journal of Sustainability in Higher Education, 12(2), Emerald Group Publishing Limited. Doi:10.1108/ijshe.2011.24912bae.005.
Vadrevu K et al., (2017). Land cover, land use changes and air pollution in Asia: a synthesis, Environ. Res. Lett. 12 120201
World Resources Institute. Forests and SDGs: Taking a Second Look|World Resources Institute. Available online: https://www.wri.org/blog/2017/09/forests-and-sdgs-taking-second-look (accessed on 9 October 2018).
URL3:  Mongabay. "Deforestation statistics for [selected country name]". Accessed on [date] from rainforests.mongabay.com.