كاربرد داده هاي سنجش از دور ماهواره اي در پايش آلاينده هاي محيط زيست زراعي و باغي ايران (مطالعه موردي دي اكسيد نيتروژن)

Application of Satellite Remote Sensing Data in Monitoring Iran's Agricultural and Horticultural Environmental Pollutions (A Case Study of Nitrogen Dioxide)

زمينه و هدف: آلاينده دي اكسيد نيتروژن اثرات نامطلوبي بر توليد محصولات كشاورزي دارد اما سطوح اين آلاينده تاكنون براي مناطق توليد كشاورزي ايران مطالعه نشده است. هدف از اين پژوهش، بررسي سطوح آلاينده جوي دي اكسيد نيتروژن در محيط زيست زراعي و باغي ايران طي سال­هاي 1397 تا 1399 در پنج زيست­بوم­ اصلي كشاورزي، داراي بالاترين سطوح اراضي زيركشت محصولات باغي و زراعي و همچنين بيشترين ميانگين كل محصولات بين تمامي استان­ها بود. روش بررسي: ميانگين سطوح آلاينده دي اكسيد نيتروژن در مركز جغرافيايي پنج زيست بوم كشاورزي شامل استان هاي خوزستان، فارس، خراسان رضوي، آذربايجان غربي و مازندران بر اساس داده هاي خام دريافت شده در ارديبهشت 1400 از ماهواره سنجش از دور تروپوسفري (TROPOMI) محاسبه شد. داده­ها به وسيله ابزار سنجش اُزون (OMI) و در فواصل زماني هر دو هفته يك بار از آغاز فصل رشد گياهي (بهار و تابستان) ثبت شد. يافته ها: بررسي نوسانات آلاينده در شش ماهه اول سه سال مورد مطالعه نشان داد كه حداكثر ميزان آلاينده دي اكسيد نيتروژن در سال 1397 با مقدار 80 ميكرومول بر متر مربع متعلق به اراضي كشاورزي استان فارس بود. در اواسط خرداد 1399 ميزان انتشار آلاينده مورد مطالعه از اراضي كشاورزي استان مازندران بيش از 400 درصد نسبت به زمان مشابه در سال 1398 افزايش نشان داد و به سطح 160 ميكرومول بر مترمربع رسيد. نتايج تجزيه واريانس و مقايسه ميانگين نشان داد كه ميانگين آلاينده استان­ها، بين سه سال تفاوت معني­داري وجود نداشت، اما بين استان­ها متفاوت بود. بحث و نتيجه گيري: تحليل داده­ ها نشان داد كه بيشينه سطح آلاينده دي اكسيد نيتروژن در طول فصل رشد طي سال­هاي مورد مطالعه مربوط به زيست­بوم هاي زراعي-باغي استان­هاي فارس، خوزستان و مازندران با مقادير به ترتيب 71، 80 و 160 ميكرومول بر متر مربع بوده است.

Nitrogen dioxide pollutant has adverse effects on agricultural production, but the levels of this pollutant have not yet been studied for agricultural production areas in Iran. The aim of this research was investigating the atmospheric levels of nitrogen dioxide in the main agricultural and horticultural environments of Iran, during the years 2018-2020. The main agricultural provinces were determined with regards to quantitative comparison of reference statistics of areas under cultivation for the agricultural and horticultural lands of Iran as well as the annual agricultural yield of different provinces of this country. Material and Methodology: The average levels of nitrogen dioxide pollutant in the geographical center of five agricultural ecosystems including Khuzestan, Fars, Khorasan Razavi, West Azerbaijan and Mazandaran provinces were calculated based on raw data received in May 2021 from the tropospheric remote sensing satellite (TROPOMI). Data were recorded by the Ozone Assessment Tool (OMI) at intervals of two weeks from the starting plant growing season (spring and summer). Findings: The study of pollutant fluctuations in the first six months of the three years studied showed that the maximum amount of nitrogen dioxide in 2018 with a value of 80 micromoles per square meter belonged to agricultural lands in Fars province. In mid-June 2020, the amount of pollutants emitted from agricultural lands of Mazandaran province increased by more than 400% compared to the same time in 2019 and reached the level of 160 micromoles per square meter. Discussion and Conclusion: Data analysis showed that the mean pollutants of the provinces were not significantly different between the three years but were different between the provinces. Analysis of variance showed that the maximum amount of NO2 pollutants in the cultivation months of the three years was belonged to the agro-horticultural ecosystems of Fars, Khuzestan and Mazandaran provinces with the values of 71, 80 and 160µmol/m2, respectively. Keywords