بررسي روند تغييرات كاربري اراضي كشاورزي در حوزه‌ي آبريز زاينده‌رود با استفاده از پلتفرم گوگل ارث انجين

مقدمه: خشكسالي پديده‌اي طبيعي است كه تقريباً در اكثر مناطق جهان اتفاق مي‌افتد و به علت ارتباط نزديك با محصولات كشاورزي و منابع آب يكي از پارامترهاي مهم در علـوم محيطـي به شمار مي‌رود. اثرات اين پديده در مناطق خشك و نيمه‌خشك به علت بارندگي سالانه كمترشان، بيشتر است. در مقابل روش‌هاي سنتي، استفاده از تكنيك سنجش از دور و تصاوير ماهواره‌اي به عنوان يك ابزار مفيد براي پايش خشكسالي كشاورزي مورد توجه قرار گرفته است. هدف اين پژوهش بررسي تغييرات كاربري اراضي كشاورزي با استفاده از شاخص تفاضل نرمال شده گياهي و تصاوير ماهواره‌اي است.مواد و روش‌ها: در اين مطالعه، از تصاوير ماهواره‌ي لندست به منظور بررسي روند تغييرات كاربري اراضي كشاورزي در حوزه‌ي آبريز زاينده‌رود طي سال‌هاي 1363-1402 استفاده شد. براي انجام اين مطالعه ابتدا از شاخص تفاضل نرمال شده گياهي هر سال بهره گرفته شد. از آن‌جا كه الگوهاي متنوعي از كشت با تفاوت‌هاي زماني مختلفي در طول يك سال در منطقه مورد مطالعه حضور پيدا مي‌كند نمي‌توان از يك تصوير منتخب به عنوان مبناي يك سال استفاده كرد بر خلاف آن لازم است تا تصاوير مختلف براي زمان‌هاي مختلف سال مورد بررسي قرار گيرند تا مجموعه تمامي پيكسل‌هايي كه در يك سال زراعي به زير سطح كشت رفته اند، شناسايي و مشخص شوند. از آنجا كه انجام اين فرايند بسيار زمان بر خواهد بود، از يك رويكرد ابتكاري استفاده شد. ابتدا در سامانه گوگل ارث انجين تمام تصاوير سالانه لندست به صورت سال به سال فراخواني شدند. سپس تصاويري كه داراي پوشش ابر بودند حذف شده و فيلتر حداكثر بر روي باندهاي تصاوير باقيمانده اعمال شد. سپس شاخص تفاضل نرمال شده گياهي تصاوير سالانه جديد ساخته شد و با اعمال حدود آستانه 2/0، اراضي كشاورزي از ساير اراضي تفكيك گرديد. وسعت اراضي كشاورزي در هر سال محاسبه و مدل رگرسيون خطي براي شناسايي روند تغييرات مورد استفاده قرار گرفت. به اين عبارت كه وسعت اراضي كـشاورزي به عنـوان متـغير وابستـه و زمـان در مـقياس سـالانه به عنوان پـارامتر مـستقل مـورد اسـتفاده قرار گرفت.نتايج: وسعت اراضي كشاورزي در اوايل دهه 1360، در حدود 25 هزار هكتار بوده است كه با روندي كاهشي در طول زمان در سال هاي 1373 و 1393 به مقدار 21700 و 15180 هكتار رسيده و در نهايت در سال ۱۴۰۱ به كمترين مقدار خود برابر با 11250 هكتار رسيده است. اين روند، كاهش 55 درصد در رهاسازي اراضي كشاورزي در اين مقطع زماني را نشان مي دهد. همچنين مقدار شاخص تفاضل نرمال شده گياهي در اراضي كشاورزي نيز به مرور زمان روند كاهشي را تجربه كرده است كه بيانگر تغيير الگوي كشت به سمت كشت ‌هاي كم‌ تراكم با زيست‌توده كم مانند گندم است.بحث: نتايج حاصل از روند تغييرات وسعت كاربري كشاورزي در منطقه مورد مطالعه، الگوي كاهشي را نشان داد يعني از دست روي اراضي كشاورزي رخ داده است كه اين روند منطبق با الگوي كاهش سطح آب سد زاينده‌رود است. اين پديده را مي‌توان مستقيماً به كاهش منابع آب در منطقه نسبت داد. در دهه اخير، حجم آب اختصاص يافته براي انجام فعاليت‌هاي كشاورزي در اين منطقه به دليل نزديك شدن حجم آب سد زاينده ‌رود به محدوده‌هاي بحراني بسيار كاهش پيدا كرده است.