بررسي رابطه تغييرات كاربري اراضي و پوشش گياهي با دماي سطح زمين در شهرستان نمين

پيشينه و هدف گسترش سريع شهرها به دليل تغييرات گسترده در كاربري و پوشش زمين اثرات منفي بر كيفيت زيست ‌محيطي جهاني داشته است. تغييرات كاربري/پوشش اراضي، توسعه مناطق شهري و كشاورزي و جنگل‌زدايي باعث تغيير رژيم دماي منطقه‌اي و محلي مي‌شود. آگاهي از ميزان دماي سطح زمين كمك قابل توجهي به طيف وسيعي از مسائل مرتبط با علوم زمين مانند اقليم شهري، تغييرات جهاني محيطي و بررسي تعاملات انسان و محيط مي‌نمايد. آنچه به‌عنوان يك نقص اساسي در پايش دماي سطح زمين به شمار مي‌آيد، نبود ايستگاه‌هاي هواشناسي كافي جهت آگاهي از مقادير دمايي در نقاط فاقد ايستگاه است. با توجه به محدوديت اطلاعاتي كه در تامين داده‌ها به‌ويژه در وسعت زياد با مشكلات و موانع فراواني همراه است و دست‌يابي در زمان واقعي سخت و يا غير ممكن است. بنابراين، لزوم استفاده از فن‎آوري سنجش از دور با شرايط زماني، همراه با ويژگي پيوستگي و داده‌برداري در محدوده‌هاي گسترده بسيار مي‌تواند كارا باشد. هدف از انجام اين تحقيق بررسي دماي سطح زمين شهرستان نمين در يك بازه زماني 28 ساله و مقايسه نتايج به دست آمده با تغييرات كاربري اراضي و پوشش گياهي بوده است.  مواد و روش ها داده‌هاي مورد استفاده در اين تحقيق شامل، تصوير ماهواره لندست 8 كه از سنجنده OLI به‌منظور استخراج نقشه كاربري اراضي و از سنجنده TIRS به‌منظور استخراج دماي سطح زمين براي سال 2015 و همچنين از تصوير سنجنده TMلندست 5 به‌منظور تهيه نقشه كاربري اراضي با استفاده از باندهاي مرئي و مادون قرمز و دماي سطح با استفاده از باندهاي حرارتي براي سال 1987 استفاده شد. تصاوير در اواخر فصل بهار و اوايل فصل تابستان به‌منظور نبود پوشش‌هاي ابري و برفي بالا و همچنين بالا بودن شدت تابش نور خورشيد اخذ شد. از نرم‌افزار eCognition8.9 براي طبقه‌بندي شي‌پايه استفاده شد. طبقه‌بندي در 5 كلاس (كشاورزي ديم و آبي، مرتع، جنگل و مسكوني) براي سال 1987 و 6 كلاس (كشاورزي ديم و آبي، مرتع، جنگل، مسكوني و آب) براي سال 2015 انتخاب شدند. جهت ارزيابي صحت و مقايسه نقشه‌‌هاي حاصل، از ماتريس خطا، صحت كلي و آماره‌‌ي كاپا استفاده شد. از روش پنجره مجزا براي استخراج دماي سطح زمين استفاده شد. در نهايت به‌منظور تجزيه و تحليل ارتباط بين دماي سطح زمين با شاخص پوشش گياهي، ضرايب همبستگي بين دماي سطح زمين و شاخص پوشش گياهي براساس نوع كاربري در سال‌هاي 1987 و 2015 محاسبه شد. نتايج و بحث  بيشترين سطح اراضي در سال 1987 و 2015 متعلق به كاربري مرتع به ترتيب با 43781 و 34114 هكتار، دومين سطح مربوط به كاربري كشاورزي ديم به ترتيب با 23854 و 33277 هكتار است. كمترين سطح نيز در سال 1987 با توجه به عدم وجود كاربري آب متعلق به كاربري مسكوني با 1301 هكتار است در حالي كه در سال 2015 با احداث سازه‌هاي آبي كاربري آب با مساحت 86 هكتار داراي كمترين سطح اراضي است. بيشترين افزايش سطح را كاربري كشاورزي ديم با 9423 هكتار افزايش دارا است كه نسبت به سال 1987 افزايش چشمگيري را داشته است. بيشترين دماي ثبت شده براي شهرستان نمين در سال‌هاي 1987 و 2015 مربوط به كاربري كشاورزي ديم (به ترتيب با 34 و 27 درجه سانتي‌گراد) است. كه نشان از تمركز حرارت در اين مناطق است. اين كاربري به دليل عواملي از جمله خشك بودن محصولات در اين زمان و برداشت محصولات بيشترين دما را دارا است. كاربري كشاورزي ديم در سال 1987 بيشترين دما (34 درجه سانتي‌گراد) را دارا بوده است اما در سال 2015 با كاهش دما (27 درجه سانتي‌گراد) مواجه شده است كما اينكه در همين سال 2015 نيز نسبت به ساير كاربري‌ها داراي بيشترين دماي سطحي بوده است. علت آن را مي‌توان در عامل برداشت محصول دانست. با توجه به اينكه محصولات ديمي محدوده مورد مطالعه،اغلب گندم بوده و در اين زمان از فصل، بيشتر گندم‌ها رسيده ويا برداشت مي‌شوند، بنابراين تعرق اين محصولات ناچيزاست. كمترين دماي ثبت شده در شهرستان نمين به ‌ترتيب مربوط به كاربري آب (21 درجه سانتي‌گراد)، جنگل (21 درجه سانتي‌گراد) و كشاورزي آبي (22 درجه سانتي‌گراد) است. با توجه به اينكه آب داراي ظرفيت گرمايي بالايي مي‌باشد، لذا بيشترين اثر را در كاهش دما دارد. در كاربري‌هاي جنگل و كشاورزي آبي به دليل پوشش گياهي بيشتر دماي سطح زمين كمترين مقدار (به ترتيب 23 و 24 درجه سانتي‌گراد در سال 1987 و 21 و 22 درجه سانتي‌گراد در سال 2015) را نسبت به ساير كاربري‌ها دارا است. كاربري مربوط به كشاورزي در اين ناحيه، بعد از مناطق جنگلي داراي كمترين دماي سطحي (24 درجه سانتي‌گراد در سال 1987 و 21 درجه سانتي‌گراد در سال 2015) مي‌باشد. با توجه به اينكه محصولات زراعي كشت شده دراين محدوده گياهاني ازجمله سيب‌زميني است و اين گياهان داراي نياز آبي بيشتري هستند. بنابراين،اين گياهان درخرداد ماه داراي سبزينگي بالايي بوده و همين امر باعث شده كه در محدوده تحت كشت آن‌ها تعرق بيشتري نسبت به ساير نواحي صورت گيرد و بالطبع در خنك نگهداشتن دمايسطحي بسيارتأثيرگذار بوده است. كاربري مرتع در هر دو سال مورد مطالعه، دماي بالايي (به ترتيب 27 و 25 درجه سانتي‌گراد) را داشته است و اختلاف ناچيزي بين هر دو سال مشاهده مي‌شود. نتيجه گيري  نوع كاربري و تغييرات كاربري اراضي و پوشش گياهي تاثير محسوسي در تغييرات دماي سطح زمين دارد. هرچند نواحي عاري از پوشش گياهي داراي دماي سطحي بالاتري نسبت به نواحي است كه داراي پوشش گياهي هستند. نتايج نشان داد همبستگي معني‎داري بين پوشش گياهي و دماي سطح زمين وجود ندارد كه عمدتا ناشي از مقدار كافي پوشش گياهي است. به‌طور كلي نتايج نشان داد، در اكثر مناطق با دماي كمتر، پوشش گياهي انبوه‌تري وجود دارد كه بيانگر رابطه معكوس بين شاخص پوشش گياهي و دماي سطح زمين است.