تحلیل تغییرات کاربری اراضی با استفاده از سنجه های بوم شناسی منظر (مطالعه موردی: منطقه ارسباران، سالهای 1369-1393)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 کرج- پردیس کشاورزی و منابع طبیعی

2 استاد-دانشگاه تهران

چکیده

سابقه و هدف: یکی از پیش شرط‌های اصلی برای استفاده صحیح از زمین، اطلاع از الگوی کاربری اراضی و دانستن تغییرات هر کدام از کاربری‌ها در طول زمان است. روش‌های متعددی در این راستا توسعه یافته است. یکی از این روش‌ها استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین می‌باشد. استفاده از این سنجه‌ها جهت تحلیل تغییرات کاربری، اساسا بر این اصل استوار است که این سنجه‌ها توانایی نمایش کمی تغییرات عملکردهای سرزمین را دارند. با توجه به جایگاه ویژه اکولوژیکی زیست کره ارسباران و تغییرات به نسبت زیاد صورت گرفته در استفاده از زمین، ضرورت دارد که تغییرات منظر آن مورد پایش قرار گیرد. در نتیجه هدف اصلی این مطالعه بررسی و تحلیل تغییرات کاربری اراضی منطقه ارسباران با استفاده از سنجه‌های بوم‌شناسی منظر می‌باشد.
مواد و روش‌ها: در گام اول نقشه‌های کاربری اراضی با استفاده از تصاویر سنجنده‌های OLI، ETM+ و TM ماهواره لندست برای سال‌های 1393، 1381 و 1369 در کاربری‌های کشاورزی، مرتع، جنگل کم‌تراکم، جنگل متراکم، مسکونی، بدون پوشش و آب تهیه شدند. سنجه‌های مختلف شامل: مساحت هر کلاس، درصد از سیمای سرزمین، تعداد لکه‌ها، شاخص بزرگترین لکه، شاخص میانگین شکل، میانگین فاصله اقلیدسی، پراکندگی و مجاورت، شاخص تکه‌تکه شدگی و شاخص تنوع شانون بر روی نقشه های کاربری مقاطع زمانی محاسبه و تحلیل و همچنین میزان تغییرات هر کاربری به دیگر کاربری ها، محاسبه شدند.
یافته‌ها: نتایج محاسبه سنجه‌های‌های مساحت کل، درصد از سیمای سرزمین و تعداد لکه‌ها نشان دهنده تخریب پوشش جنگلی و افزایش سطح اراضی بدون پوشش و مناطق مسکونی در منطقه بود. کاهش شاخص بزگترین لکه و افزایش شاخص‌های فاصله اقلیدسی، مجاورت و پراکندگی و تکه تکه شدگی برای پوشش جنگلی در طول مدت مطالعه نشان دهنده تخریب و از هم گسستگی این اراضی است. در سطح سرزمین تعداد لکه‌ها در طول زمان افزایش یافته است که نشان دهنده شدت زیاد تغییرات منفی و تخریبی در دوره‌های زمانی این مطالعه است. همچنین شاخص تنوع شانون تائید کننده افزایش تنوع لکه‌ها در منظر منطقه در اثر افزایش لکه‌ها و تغییرات صورت گرفته در کاربری‌هاست. بررسی میزان سهم هر یک از کاربری‌ها در تغییرات سایر کاربری‌ها نشان داد که، پوشش مرتع بیشترین سهم را در کاهش سطح جنگل‌های کم‌تراکم داشته است به طوری که 815 و 1219 هکتار از سطح این اراضی به ترتیب در دوره‌های اول و دوم به مرتع تبدیل شده است.
نتیجه‌گیری: نتایج محاسبه سنجه مساحت کل و آشکارسازی تغییرات سطح نشان داد که تغییرات در دوره دوم (1393-1381) شدیدتر از دوره اول (1381-1369) صورت گرفته است. بر اساس نتایج می‌توان عنوان کرد در منطقه ارسبارن در گذر زمان، منظر منطقه کاملا تکه‌تکه شده و با توجه به گسترش مناطق مسکونی و گسستگی اراضی جنگلی و مرتعی، اکوسیستم منطقه تخریب شده است. همچنین با در نظر گرفتن تنوع مکانی کاربری‌ها و پراکندگی آن‌ها در سطح سیمای سرزمین امکان تشدید تخریب و تغییر کاربری اراضی در آینده وجود دارد. بر همین اساس لزوم تدوین برنامه مناسب برای جلوگیری از تغییرات ناخواسته در سیمای سرزمین منطقه و حفظ پیوستگی مکانی آن الزامی دیده می‌شود، دخالت‌های پیش‌رو باید بر اساس اصول توسعه پایدار و در نظر گرفتن ارزیابی توان سیمای سرزمین و استفاده درست از منابع برنامه‌ریزی شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Change Detection and Analysis of Land Use Land Cover Changes Using Ecological Landscape Metrics (Case study: Arasbaran region, 1990-2014)

نویسندگان [English]

  • vahid Nasiri 1
  • Ali Aasghar Darvishsefat 2
1 Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Getting informed about of land uses patterns and knowing the changes of each land use, during the time is the one of the prerequisites for the correct uses of land. During the last decades many methods of this regard have been developed. One of these methods is the use of landscape metrics. Landscape metrics are quantitative indices that describe compositional and spatial aspects of landscape. The most important impose on these studies is that changes into landscape patterns strongly affected landscape function. Due to the special ecological position of the Arasbaran biosphere, and some destructive factors such as over-grazing, high acreage of agricultural fields and encroachment of human-made structures into natural ecosystems, the area has witnessed a noticeable rate of land degradation during the last decades. For this reason the main objective of this study was analysis of land use and land cover changes using ecological landscape metrics.
Materials and methods: At first, the multi temporal Landsat images dated 1990, 2002 and 2014 were provided. Based on former knowledge from study area and study aim, satellite images were classified in seven classes including high forest, low forest, agriculture, grassland, barren land, water and urban area. For quantitative landscape metrics for each land use map, we used Fragstate software. Selected metrics included CA, PLAND, NP, LPI, MN_SHAPE, ENN, IJI, DIVISION and SHDI.
Results: The result of calculating CA, PLAND and NP metrics showed that forests were degraded and urban area and barren land were extended. Decreasing the index of the largest patch (LPI) and increasing indexes of contagion-interspersion (IJI), ENN and DIVISION for forest area indicates the destruction and disintegration of these lands. In landscape level the number of patches has increased over the time, which represents the intensity of negative and defamatory change during the study. Also, the increasing of Shannon's diversity index confirms the increasing diversity of patches in the regions as a result of increasing patch numbers and changes in landscape. Contribution of each category in altering other LULC categories was also calculated to provide an improved understanding regarding current LULC change processes in the area. Grassland is the most invasive category against low-density forest such that it occupies this category for 815 and 1,219 hectares during both time intervals, respectively.
Conclusion: The result of calculating metrics and change detection showed the changes in the second period (2002-2014) were more intense than the first period (1990-2002). Based on the results can be mentioned that during of study the landscape in Arasbaran region completely fragmented. Also consider spatial diversity and dispersion of land uses, there is a possibility of degradation and land use change in the future. Accordingly, there is a need to develop a suitable program to prevent unwanted changes in the landscape and maintain its spatial continuity. Development in the future should be programmed based on sustainable development principles and attention be pay to protection, maintenance and ecosystem management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Landscape ecology
  • Landscape metrics
  • Land use changes
  • satellite images
  • Arasbaran

مراجع

1. Arkhei, S., and Niyazi, Y. 2010. Assessing different remote sensing techniques to detect land use changes (Case study in Dareshahr, Ilam province). Iranian Journal of Rangeland and Desert Research. 17(1): 74-93. (In Persian).
2. Aguilera, F., Valenzuela, L.M., and Leitao, A.N. 2011. Landscape metrics in the analysis of urban land use patterns (A case study in a Spanish metropolitan area). Journal of landscape and urban planning. 99: 226-238.
3. Asgharian, A, and Jabarian Amiri, B. 2013. Assessing Land use/ cover change of Qaemshahr Using Landscape Metrics. The 1st International Conference of IALE-Iran. (In Persian)
4. Darvishi, A., Fakheran, S., Safyanian, A., and Ghorbanim M. 2012. Quantifying landscape spatial pattern changes in the Caucasian Black Grouse (Tetrao Mlokosiewiczi) Habitat in Arasbaran biosphere reserve. Iranian journal of applied ecology, 5: 27-37. (In Persian)
5. Darvishsefat, A.A. 2006. Atlas of protected areas of Iran. University of Tehran press, 175p.
6. Fathizad, H., Nohegar, A., Faramaezi, M., and Tazeh, M. 2013. An Investigation of Changes in land Use According to the Analysis of Landscape Ecology Metrics by Using Remote Sensing and GIS in Arid and Semi-arid Region of Dehloran. Journal of Towne and Country Planning. 5(1): 79-99. (In Persian)
7. Ghanbari, S., Jafari, M., and Nasiri, V. 2016. Effects of conservation programs in changing the pattern of fuel consumption of villagers in the Arasbaran forests. Journal of Forest Research and Development. 1(1): 67-83. (In Persian)
8. Ghosh, A., Munshi, M., Areendran, G.,
and Joshi, P.K. 2012. Pattern space analysis of landscape metrics for detecting changes in forests of Himalayan foothills. Asian journal of Geo informatics., 12: 1-12.
9. Kamyab, H.R., and Mahini, S. 2011. Tempo-spatial patterns of landscape changes and urban development (Case study of Gorgan). Journal of Applied RS and GIS Techniques in Natural Recourse Science., 3(2): 58-70. (In Persian)
10. Makhdom, M. 2008. Landscape ecology against environmental research. Journal of environmental application and science, 3(3): 147-160. (In Persian)
11. Midha, N., and Mathur, P.K. 2010. Assessment of forest fragmentation in the conservation priority Dudhwa Landscape, India using Fragstats computed class level metrics. Spatial issue on biodiversity and landscape ecology., 38: 587-500.
12. Mirzayi, M., Riyahi Bakhtiyari, A., Salman Mahini, A., and Gholamalifard, M. 2013. Investigating the Land Cover Changes in Mazandaran Province Using Landscape Ecology’s Metrics Between 1984 – 2010. Iranian Journal of Applied Ecology., 2(4): 37-55.
13. Nasiri, V., Darvishsefat, A.A., Shirvany, A., and Avatefi, M. 2014. Monitoring and predicting land use changes using temporal satellite images and GIS (case study: Arasbaran region). MSc. Thesis. Faculty of Natural Resources, Tehran University, Iran. (In Persian)
14. Nohegar, A., Jabarian Amiri, B., and Afrakhte, R. 2015. Land use analysis on Guilan central district using landscape ecology approach. Journal of management system, 15: 197-214. (In Persian)
15. Parivar, P., Yavari, A.R., Faryad, S., and Sotoudeh, A. 2009. Landscape Ecological Structure Analysis of Tehran to Develop Strategies for Improving
1931 )
Environmental Quality. Journal of environmental studies., 39(1): 123-132. (In Persian)
16. Rezaie, B.M., Rostamzadeh, H., and Feyzizadeh, B. 2008. The Study and Evaluation of the Trend of Forest Surface Changes Using the Remote Sensing and GIS: A Case Study of Arasbaran Forests (1987-2005). Geographical Research Quarterly. 40(1): 133-159. (In Persian)
17. Shabani, N., Abekar, M., Parivar, P., and Kochakzadeh, M. 2009. The Introduction and Application of the Ecosystem approach in City Scale (Case Study: Tehran City). Journal of Environmental Science and Technology., 12(4): 185-197. (In Persian)
18. Salman Mahini, A. 2008. Landscape and Soil Erosion Criteria for Rapid Impact
Assessment. Journal of Agricultural Science and Natural Resources, 1(14). (In Persian)
19. Sarhangzade, J., and Makhdom, M. 2000. Land use planning of Arasbaran protected area. Journal of environmental studies, 28: 31-42. (In Persian)
20. Talebi, A.Sh., Azari, D.F., Sadeghi, H.R., and Sofbaf, R. 2008. Analysis of the degradation of the Neka watersheds using metrics landscape Ecology. Journal of Environment Science, 7(1): 133-144.
21. Zebardast, L., Yavari, A.R., Salehi, E., and Makhdom, M. 2010. Using landscape ecological metrics to investigate impacts of road on structural changes in Golestan National Park during 1987 to 2010. Journal of environmental research. 2(4): 11-20. (In Persian)

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار