تبیین تأثیر تغییر عناصر اقلیمی بر تغییرات کاربری‌های سطح زمین در زیرحوضه‌های حوضه آبریز کارون

نوع مقاله : مقاله پژوهشی- مستخرج از رساله

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری آب‌و هواشناسی، گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

2 استاد گروه جغرافیا، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران.

3 استاد گروه جغرافیا، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران.

چکیده

تغییر اقلیم پدیده‌ای است که بررسی همه‌جانبه آن نیازمند بررسی طولانی‌مدت عناصر مختلف اقلیمی نظیر دما، بارش، تبخیر، رطوبت و ... می باشد. بارش و دما از عناصر مهم آب‌و هوایی هستند که تغییر آنها می‌تواند تأثیر بسزایی در تغییرات سایر اجزا محیطی از جمله تغییرات کاربری‌های سطح زمین داشته باشد. می‌توان گفت تغییر پوشش سطح زمین، ارتباط مستقیمی با تغییر اقلیم جهانی دارد. بر این اساس در تحقیق حاضر تلاش شده است که تغییرات طولانی مدت دما و بارش در حوضة آبریز کارون و سپس ارتباط احتمالی این تغییرات با تغییرات کاربری‌های سطح زمین مورد بررسی قرار گیرد. لذا داده‌های دما و بارش روزانه از 152 ایستگاه‌ همدید و باران سنجی از سال 1972 تا 2014 تهیه شده و نقشه‌های روزانه آنها با اندازۀ یاخته‌های 4 × 4 کیلومتر با استفاده از تکنیک میان‌یابی کریجینگ تولید شد.  به‌دلیل تنوع اقلیمی و مکانی موجود در کارون، حوضۀ آبریز به 12 زیرحوضه کوچک‌تر تقسیم‌ شد. سپس با استفاده از کد نویسی در سامانه گوگل‌ارث‌انجین GEE و با بهره‌گیری از داده‌های رقومی ماهواره‌های سری لندست 5، 7 و 8  سنجنده‌های TM و OLI/TIRS، نقشه‌های کاربری اراضی با محاسبه میانگین هر کاربری استخراج گردید. با استفاده از الگوریتم حداقل فاصله از میانگین طی دوره‌های چند ساله (1987-1997-2007-2018) طبقه‌بندی تصاویر انجام شد. برای پایش تغییرات زمانی کاربری‌های اراضی نیز از مدل پویایی کاربری‌ها بهره گرفته شد. همچنین برای بررسی رفتار طولانی مدت دما و بارش از آزمون من کندال بهره گرفته شد. سپس تغییرات زمانی این عناصر و هم زمانی این تغییرات با تغییرات کاربری‌های اراضی مورد ارزیابی قرار گرفت.  نتایج تحقیق نشان داد که از بین دو عنصر اقلیمی مورد مطالعه، بارش، بیشترین تأثیر را بر تغییر کاربری‌های سطح زمین، به ویژه در حوضه‌های مرتفع کارون داشته است.  همچنین کاهش بارش طی زمان به همراه تأثیر عوامل انسانی، تأثیر مخربی روی تغییرات نوع کاربری‌ها به‌ویژه کاهش سطح جنگل‌ها، مراتع، سطوح آبی و کشاورزی آبی منطقه داشته است. بررسی روند دما نیز نشان داد که با وجود نوساناتی که در رفتار دما دیده می‌شود اما این تغییرات جزئی بوده و نسبت به بارش، تأثیر چندانی در تغییرات کاربری‌های سطح زمین نداشته است.

تازه های تحقیق

- دما و بارش در حوضة آبریز کارون تغییرات طولانی مدت داشته است.     

- کاربری های سطح زمین دچار تغییرات شده است.

 

کلیدواژه‌ها


افضلی، رسول؛ پیشگاهی‌فرد، زهرا؛ زارعی، بهادر و رحمانی، محمدرضا (1396). آسیب‌شناسی ژئوپلیتیکی مدیریت منابع آبی ایران در حوضه آبریز جنوب غربی کشور: رودخانه‌های کرخه و کارون بزرگ. فصلنامه راهبرد اجتماعی فرهنگی، 6 (23)، صص. 105-140.
داودی‌راد، علی‌اکبر؛ صادقی، سیدحمیدرضا و سعدالدین، امیر (1394). پایش تغییرات دوره‌ای و مکانی استفاده از سرزمین در حوضه آبخیز شازند. اکوهیدرولوژی، 2 (4)، صص. 405-415.
دهداری، سمیه؛ آرمند، نظام؛ فرجی، محمد و آرمان، نسیم (1397). آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی سدهای کارون 3 و 4 با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای، مرتع و آبخیزداری. مجلة منابع طبیعی ایران، 71 (1)، صص. 85-96.
دشت‌بزرگی، آمنه؛ علیجانی، بهلول؛ جعفرپور، زین‌العابدین و شکیبا، علیرضا (1394). شبیه‌سازی شاخص‌های حدی دمای استان خوزستان بر اساس سناریوهای  RCP . جغرافیا و مخاطرات محیطی، 4 (16)، صص. 105-123.
سلاجقه، علی؛ رضوی‌زاده، سمانه؛ خراسانی، نعمت‌الله؛ حمیدی‌فر، مینا و سلاجقه، سوسن (1390). تغییرات کاربری اراضی و آثار آن بر کیفیت آب رودخانه (حوضه آبخیز کرخه). محیط‌شناسی، 37 (58)، صص. 81-86.
علوی‌پناه، سید کاظم (1392). کاربرد سنجش از دور در علوم زمین(علوم خاک). چاپ چهارم، تهران: انتشارات دانشگاه تهران.
محمداسماعیل، زهرا (1389). پایش تغییرات کاربری اراضی کرج با استفاده از تکنیک سنجش از دور. پژوهش های خاک (علوم خاک و آب)، شماره 1، صص. 81-88.  
معروف‌نژاد، عباس و قاسمی، شهلا (1395). روند تغییرات دما با استفاده از روش من کندال (مطالعة موردی: چهار شهرستان استان چهارمحال و بختیاری). آمایش محیط، شماره 37، صص. 149-166.
هاشمی‌فرد، اکبر؛ کردوانی، پرویز و اسدیان، فریده (1397). تحلیل اثرات مواد الاینده با منشا انسانی بر کیفیت آب رودخانه کارون. برنامه‌ریزی منطقه‌ای، سال 8 (30)، صص. 155-164.
فرخ‌زاده، بهنوش؛ چوبه، سپیده؛ نوری، حمید و گودرزی، مسعود (1397). بررسی اثر تغییر اقلیم و کاربری اراضی بر رواناب سطحی حوزه ابخیز بالیقلو چای اردبیل. مهندسی و مدیریت آبخیز، 10 (3)، صص. 331-318.
حمصی، ملیحه‌سادات؛ یاراحمدی، داریوش؛ اونق، مجید و شمسی‌پور، علی‌اکبر (1398). ارزیابی تغییر اقلیم و کاربری زمین و ارائه برنامه پیشنهادی امایش کم کربن در حوضه آبخیز دشت کاشان. پژوهش جغرافیایی طبیعی، 51 (4)،  صص. 613-632.
Adger, W. N., Pulhin, J. M., Barnett, J., Dabelko, G. D., Hovelsrud, G. K., Levy, M. (2014). Contribution of Working Group II to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, USA: Cambridge University Press, Provides a human security perspective on the nexus of climate change and violent conflict.
Afkhami, M., Shariat, M., Jaafarzadeh, N., Ghadiri, H., and Nabizadeh, R. (2007). Regional water quality management for the Karun–Dez River basin, Iran. Water and Environment Journal, 21, pp. 192–199. [In Persian]
Berckmans, J., Hamdi, R., Dendoncker, N. (2019). Bridging the Gap Between Policy-Driven Land Use Changes and Regional Climate Projections. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 10.1029/2018JD029207.
Biró. M., Szitár, K., Horváth, F., Bagi, I., and Molnár, Zs. (2013). Detection of long-term landscape changes and trajectories in a Pannonian sand region: comparing land-cover and habitat-based approaches at two spatial scales. COMMUNITY ECOLOGY, 14 (2): pp. 219-230.
Boix-Fayos. C., Barberá. G. G., López-Bermúdez, F., Castillo, V. M. (2007). Effects of check dams, reforestation and land-use changes on river channel morphology (Case study of the Rogativa catchment (Murcia, Spain)). Geomorphology, 91: pp. 103-123.
Byzedi, M., Saghafian, B., Mohammadi, K. h., Siosemard, M. (2014). Regional analysis of streamflow drought: a case study in southwestern Iran. Environ Earth Sci, 71: pp. 2955-2972.
CAO, Y., Wei, Z., Jing, W., and Chun, Y. (2011). Spatial temporal Pattern and Differences of Land Use Changes in the Three Gorges Reservoir Area of China during. Journal of Mountain Science, 8: pp. 551-563.
Chatterjee, S., Dipak, B., Ansar, K. h. (2014). Detection of Approximate Potential Trend Turning Points in Temperature Time Series (1941-2010) for Asansol Weather Observation Station, West Bengal, India. Atmospheric and Climate Sciences, 4, 64-69.
Dehghani, M., Saghafian, B., Rivaz, F., Khodadadi, A. (2015). Monthly stream flow forecasting via dynamic spatio-temporal models. Stoch Environ Res Risk Assess, 29: pp. 861-874. [In Persian]
Dengshuai, C., Li, J., Zhou, Z., Liu, Y., Li, T., and Jingya, L. (2018). Simulating and mapping the spatial and seasonal effects of future climate and land -use changes on ecosystem services in the Yanh watershed, China. Environ Sci Pollut Res, 25: 1115-1131.
Froese, R.,  Janpeter, S. (2019). The Nexus of Climate Change, Land Use, and Conflicts. Current Climate Change Reports, 5: pp. 24–35.
Henderson, S. (1994). Land-Use Change And Climate. Land Degradation & Rehabilitation, Vol 5. pp.107-126.
Henry, J., Vaux, J. r.,  Deborah, B., Edward, R., Cook, P, Gleick, W., Lau, K. M., Levy, M., Elizabeth, L. et al. (2012). Himalayan Glaciers: Climate Change, Water Resources, And Water Security. The National Academies Press. [In Persian]
Jensen, J. (2015). INTRODUCTORY DIGITAL IMAGE PROCESSING A Remote Sensing Perspective. University of South Carolina, ISBN.
Jianwei, L., Zhang, C., Limin, K., and Zhou, Q. (2017). Effects of Climate and Land Use Changes on Water Resources in the Taoer River. Advances in Meteorology, Volume 2017, Article ID 1031854, 13 pages.
Kayet, N., Khanindra, P., Abhisek, C., and Satiprasad, S. (2016). Spatial impact of land use/land cover change on surface temperature distribution in Saranda Forest, Jharkhand " Model. Earth Syst. Environ.
Kendall, M. G. (1975). Rank Correlation Methods. Hafner, New York.
Lafta, A. A. (2022). Numerical assessment of Karun river influence on salinity intrusion in the Shatt Al‑Arab river estuary, northwest of Arabian Gulf. Applied Water Science, 12: 124.
Lioubimtseva. E., Cole, R., Adams, J. M., Kapusti, G. (2005). Impacts of climate and land-cover changes in arid lands of Central Asia. Journal of Arid Environments, 62, pp. 285-308.
Madelene, O., Chen, D. (2006). Land-use change: Impacts of climate variations and policies among small-scale farmers in the Loess Plateau, China. Land Use Policy, 23 (2006): pp. 361-371.
Meyer, W, B., Turner, B. L. (1996). Land-use/land-cover change: challenges for geographers. Get Journal, 39 (3), pp. 237-240.
Mitchell, J. M., Dzerdzeevskii, B., Flohn, H., Hofmeyr, W. L., Lamb, H. H., Rao, K. N., and Wallen, C. C. (1999). Climate change. WMO Technical Note No. 79. World Meteorological Organization.
Noel, G., Hancher, M., Dixon, M., Ilyushchenko, S., Thau, D., Moore, R. (2016). Google Earth Engine: Planetary-scale geospatial analysis for everyone. Remote Sensing of Environment, 202 (3). DOI:10.1016/j.rse.2017.06.031
Noroozy. G. (1996). Water erosion in Iranian watershed, forest and pasture, vol. 32. [In Persian]
Nourani, V., Mano, A. (2007). Semi‐distributed flood runoff model at the subcontinental scale for southwestern Iran. Hydrological Processes: An International Journal, 21 (23), pp. 3173-3180.
Pilgrim, .C. M., Mikhailova, E. A.,  Post, C. J.,  and Hains, J. J. (2014). Spatial and temporal analysis of land cover changes and water quality in the Lake Issaqueena watershed, South Carolina. Environ Monit Assess, 186: 7617-7630.
Qu, R., Cui, X., Yan, H., Ma, E., and Zhan, J. (2013). Impacts of Land Cover Change on the Near-Surface Temperature in the North China Plain. Advances in Meteorology, Volume 2013.
Rasouli, A. (2014). principles of applied remote sensing satellite image processing. Tabriz university press. [In Persian]
Rastmanesh, F., Barati-haghighi, T., Zarasvandi, A. (2020). Assessment of the impact of 2019 Karun River flood on river sediment in Ahvaz city area, Iran. Environ Monit Assess,192: 659. [In Persian]
Raupach, T. H., Martius, O., Allen, J. T., Kunz, M., Lasher-Trapp, S., Mohr, S., Rasmussen, K. L., Trapp, R. J., Zhang, Q. (2021). The effects of climate change on hailstorms. Nature Reviews Earth & Environment.
Shelestov, A., Lavreniuk, M., Kussul, N., Novikov, A., Skakun, S. (2017). Exploring Google Earth Engine platform for big data processing: Classification of multi-temporal satellite imagery for crop mapping. Frontiers in Earth Science, 5 (7): pp. 1-17.
Tabari, H. (2020). Climate change impact on flood and extreme precipitation increases with water availability, Nature, Scientific RepoRtS, 10: 13768. [In Persian]
Velayati, S., Kadivar, A. A. (2006). Environmental problems of forests and pastures in Iran and the consequences. Geography and Regional Development, 7: pp 53-72. [In Persian]
Wahap, N. A., Shafri-Helmi. Z. M. (2020). Utilization of Google Earth Engine (GEE) for land cover monitoring over Klang Valley, Malaysia. Earth and Environmental Science, 540.
Yousefi, S., Mirzaee, S., Keesstra, S., Surian, N., Pourghasemi, H. R., Zakizadeh, H. R., and Tabibian, S. (2018). Effects of an extreme flood on river morphology (case study: Karoon River, Iran). Geomorphology, 304, pp. 30-39. [In Persian]
Yousefi, S., Pourghasemi, H. R., Hooke, J., Navratil, O., and Kidová, A. (2016). Changes in morphometric meander parameters identified on the Karoon River, Iran, using remote sensing data. Geomorphology, 271: pp. 55-64. [In Persian]
Yulong, Z., Song, C., Zhang, K., Cheng, X., Band, L. E., and Zhang, Q. (2019). Effects of land use/land cover and climate changes on terrestrial net primary productivity in the Yangtze River Basin, China, from 2001 to 2010. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences, DOI:10.1002/2014JG002616.
Zandifar, S., Fijani, E., Naeimi, M., Ebrahimi-Khusfi, Z. (2021). Analysis of Spatiotemporal Variations of Groundwater Drought, Case Study: Karun Watershed. water and soil science, 31 (3), pp. 101-118. [In Persian]
Zhao, M., Xinmin, Z. (2002). A Theoretical Analysis on the Local Climate Change Induced by the Change of Landuse. Advances in Atmospheric Sciences, 19 (1).
Zhao. X., Tan, K., Zhao, S., and Fang, J. (2011). Changing climate affects vegetation growth in the arid region of the northwestern China. Journal of Arid Environments, 75.
ZHU, H., Xiu-bin, L., Shu-jin, H., Ming, Z., (2001). Land use change in Bohai Rim: a spatial-temporal analysis. Journal of Geographical Sciences, 11 (3).
Zhuo, W., Dai, E., Wu, Z., and Lin, M. (2019). Future forest dynamics under climate change, land use change, and harvest in subtropical forests in Southern. ChinaLandscape Ecol, 34: pp. 843-863.