كارايي شاخص‌هاي مانگرو در تهيه نقشه جنگل‌هاي مانگرو با استفاده از تصاوير لندست 8 در جنوب ايران

پيشينه و هدف جنگل هاي مانگرو به عنوان يكي از بوم سازگان هاي مهم گياهي هستند كه در مناطق جزر و مدي سواحل اقيانوسي مستقر شده و از گونه هاي هميشه سبز تشكيل مي شوند. با توجه به گزارش هاي سازمان خواروبار و كشاورزي ملل متحد، مساحت جنگل هاي مانگرو در دنيا حدود 14.6 ميليون هكتار است كه بيش از 40 درصد از اين جنگل ها در آسيا قرار دارند. اندونزي با 2.3 ميليون هكتار بيشترين سطح تحت پوشش با بيشترين تنوع گونه اي از اين جنگل ها را دارد. همچنين ايران نيز با دارا بودن حدود 10000 هكتار جنگل مانگرو در بخش هاي شمالي خليج فارس و درياي عمان، يكي از كشورهاي داراي مانگرو محسوب مي شود. اگرچه اهميت بوم شناختي و اقتصادي ـ اجتماعي جنگل هاي مانگرو بر پژوهشگران و مديران پوشيده نيست، كاهش سالانه كميت و كيفيت اين جنگل ها تحت تأثير عوامل طبيعي (مانند طوفان) و انساني (بهره برداري بي رويه) همچنان ادامه دارد. بنابراين، توسعه راهكارهاي عملي و مؤثر به منظور حفاظت از زيستگاه هاي موجود و همچنين بهبود مديريت، پايش و ارزيابي جنگل هاي مانگرو ضروري به نظر مي رسد. نخستين گام در هر برنامه مديريتي و حفاظتي در جنگل هاي مانگرو شامل تهيه نقشه پراكنش مكاني و همچنين پايش تغييرات مكاني آن ها است. بنابراين يافتن روش هاي كارآمد در مساحي و بررسي تغييرات زماني و مكاني جنگل هاي مانگرو به منظور مديريت و حفاظت مؤثر از آن ها از اهميت زيادي برخوردار است. دشواري داده برداري ميداني در اين بوم سازگان باعث شده داده هاي سنجش از دور در نقشه برداري از مانگروها به سرعت توسعه پيدا كنند. اگرچه پژوهش هاي پيشين نشان دادند به دليل سبزينگي و محتواي آب متفاوت برگها، شاخص هاي پوشش گياهي متداول در طبقه بندي مانگروها از كارايي لازم برخوردار نيستند. لذا پژوهشگران با بررسي رفتار طيفي مانگروها، اقدام به ارائه شاخص هايي كردند كه مختص طبقه بندي اين جنگل ها روي تصاوير ماهواره اي هستند. ازآنجايي كه شاخص هاي مانگرو اخيراً معرفي شده اند، كارايي آن ها در شرايط يكسان مورد مقايسه قرار نگرفته و صرفاً در مطالعات موردي به صورت تكي و يا در مقايسه با شاخص هاي پوشش گياهي بررسي شدند. همچنين شاخص هاي مانگرو در نقشه برداري جنگل هاي مانگرو در جنوب ايران مورد ارزيابي قرار نگرفتند. بنابراين مطالعه حاضر با هدف مقايسه كارايي هشت شاخص مانگرو در نقشه برداري از مانگروهاي سه رويشگاه خليج نايبند (استان بوشهر)، سيريك (استان هرمزگان) و خليج گواتر (استان سيستان و بلوچستان) روي تصاوير لندست 8 انجام شد.مواد و روش ها جنگل هاي مانگرو در ايران در 21 رويشگاه در 10 شهرستان در سه استان بوشهر، هرمزگان و سيستان و بلوچستان پراكنده شدند. به منظور ارزيابي كلي شاخص هاي مانگرو، يك منطقه از هر استان براي اين مطالعه انتخاب شد. جنگل هاي مانگرو در خليج نايبند در دو خور بيدخون و بساتين متمركز است. مانگروها در سيريك در اطراف تالاب آذيني پراكنده هستند و جنگل هاي مانگرو در خليج گواتر، در خورهاي باهو و گواتر مستقر هستند. تصاوير ماهواره لندست 8 مربوط به سال 2020 به نحوي دريافت شدند كه از هر منطقه دو تصوير يكي در شرايط جزر و يكي هم در شرايط مد بودند. پس از پيش پردازش هاي لازم، از تصاوير لندست در شرايط جزر براي محاسبه شاخص هاي MI (Mangrove Index)، NDMI (Normalized Difference Mangrove Index)، CMRI (Combined Mangrove Recognition Index)، MDI (Mangrove Discrimination Index)، MMRI (Modular Mangrove Recognition Index)، L8MI (Landsat 8 Mangrove Index) و MVI (Mangrove Vegetation Index) استفاده شد. همچنين دو تصوير لندست جزر و مد در هر منطقه براي محاسبه شاخص SMRI (Submerged Mangrove Recognition Index) به كار رفت. سپس تفكيك سه طبقه خاك، آب و جنگل هاي مانگرو با الگوريتم ماشين بردار پشتيبان انجام شد. نتايج طبقه بندي علاوه بر معيارهاي صحت كلي، كاپا، صحت توليدكننده و صحت كاربر طبقه مانگرو، با استفاده از سطح زير منحني (AUC) مشخصه نسبي عملكرد (ROC) نيز ارزيابي شدند.نتايج و بحث در مجموع 10 شاخص مانگرو در شرايط يكسان مورد مقايسه و ارزيابي قرار گرفتند. شاخص هاي مورد بررسي هشت عدد بودند كه دو شاخص MDI و L8MI هر كدام يك بار با استفاده از باند SWRI1 و يك بار با باند SWIR2 محاسبه شدند كه درنتيجه مجموعاً 10 شاخص براي طبقه بندي جنگل هاي مانگرو در مناطق مطالعاتي به كار رفتند.