مدل سازي تغييرات پوشش اراضي استان گلستان با استفاده از مدل سازي تغييرات كاربري (Land Change Modeler)

پيشينه و هدف در طي چند دهه اخير، تغيير كاربري اراضي تحت اثر عوامل محيطي و انساني سبب بروز اثرات جدي بر محيط زيست و اقتصاد در استان گلستان شده است. از طرفي عرصه هاي مرتعي و طبيعي وسيعي بدون رعايت اصول اكولوژيكي و علمي به زير كشت محصولات زراعي رفته يا در جهت مقاصد خاص مورد بهره برداري قرار گرفته و تبديل به ساير كاربري ها شده اند. در حالي كه بسياري از اين اراضي استعداد كاربري هاي جديد را دارا نبوده و استعداد فرسايشي بالايي دارند كه در نتيجه اين امر شاهد فرسايش خاك به ويژه در اراضي شيب  دار و ايجاد سيلاب هاي ويرانگر خواهيم بود. لذا داشتن آگاهي از نوع و نحوه استفاده از اراضي و تغييرات احتمالي آن در طي زمان كه از موارد مهم جهت برنامه ريزي و سياست گذاري در كشور خواهد بود لازم و ضروري است. اين مطالعه با هدف آشكارسازي تغييرات كاربري اراضي استان گلستان در طي سال ‌هاي 1365 تا 1398 و پيش بيني وضعيت  كاربري اراضي منطقه براي سال 1429 با استفاده از رويكرد مدل‌ ساز تغيير زمين LCM  انجام شد.مواد و روش ها به منظور پايش روند تغييرات كاربري اراضي منطقه مورد مطالعه از تصاوير ماهواره اي لندست 5 و 8 (سنجنده TM و OLI مربوط به سال هاي 1365، 1380 و 1398) استفاده شد. تفسير و پردازش داده هاي ماهواره اي در نرم افزار ENVI انجام گرفت. سپس پيش پردازش هاي لازم بر روي تصاوير اعمال شد. ابتدا تصاوير مورد نظر با هم موزاييك شده و سپس بر اساس مرز استان برش داده شد. جهت شناسايي و تفكيك پديده ها از يكديگر، تصوير رنگي كاذب تهيه شد. در ادامه از روش طبقه بندي نظارت شده با روش حداكثر احتمال (Maximum likelihood) استفاده شد. در اين مرحله پنج كلاس كاربري شامل مرتع، زراعت، جنگل، مسكوني و پيكره هاي آبي تعريف گرديد. نقشه هاي كاربري اراضي مربوط به سال هاي 1365، 1380 و 1398 تهيه شد. از رويهم گذاري نقشه هاي پوشش زمين مربوط به سال هاي 1365، 1380 و 1398 به عنوان ورودي مدل LCM و نقشه هاي مدل رقومي ارتفاع (DEM) و لايه هاي جاده و آبراهه براي تحليل تغييرات منطقه و پيش بيني تغييرات كاربري سرزمين سال 1429 استفاده شد. پس از انجام تجزيه  و تحليل هاي لازم به منظور آشكارسازي تغييرات كاربري اراضي ميان دوره هاي زماني مورد نظر، نقشه هاي تغييرات و انتقال كاربري ها تهيه شد. در نهايت ميزان كاهش و افزايش در هر كاربري، ميزان تغييرات خالص، تغيير خالص از ساير كاربري ها به يك طبقه مورد نظر، مناطق بدون تغيير و انتقال از هر كاربري به كاربري ديگر در طبقات گوناگون پوشش سرزمين به صورت نقشه و نمودار تهيه و مورد تجزيه و تحليل واقع شد.نتايج و بحث اين تحقيق با هدف پيش بيني و مدل سازي تغييرات كاربري اراضي در يك دوره 33 ساله در استان گلستان انجام شد. بر اساس نتايج طي اين دوره، مساحت مراتع استان كاهش زيادي داشته كه اين ميزان تغييرات كاهشي معادل مساحتي برابر با 181181.25 هكتار بوده است. بخش زيادي از كاهش مراتع در اثر تبديل آن به اراضي زراعي است كه دليل آن را مي توان افزايش جمعيت و نياز به گسترش اراضي زراعي دانست. مساحت اراضي جنگلي نيز، طي سال هاي مذكور از مقدار 393018.75 هكتار به مقدار 349143.75 هكتار در سال 1398 رسيده كه كاهشي بالغ بر 43875 هكتار (2.2 درصد) نشان داده است. به طور كلي تخريب عرصه هاي مرتعي و جنگلي امري است كه بخصوص در كشورهاي در  حال توسعه به دليل افزايش جمعيت، رشد تكنولوژي و رعايت نكردن اصول اكولوژيكي و اجراي قوانين قابل مشاهده است. همچنين نتايج حاصل از نقشه هاي طبقه بندي شده طي سال هاي مذكور نشان دهنده اين است كه بيشترين مقادير تغييرات منطقه مرتبط با اراضي زراعي بوده به طوري كه ميزان اين اراضي طي همين دوره 173700 هكتار برابر با 8.5 درصد افزايش داشته است. ميزان تغييرات كاربري مربوط به كلاس اراضي مسكوني نيز با روند افزايشي از مقدار 18731.25 هكتار در سال 1365 به 37518.75 هكتار در سال 1398 رسيده كه با افزايشي معادل 18787.50 هكتار (0.9 درصد) در طي اين دوره مواجه بوده است. افزايش جمعيت به سرعت باعث توسعه مناطق مسكوني و شهري و افزايش سطح اين نوع كاربري با شيب نسبتاً زيادي به خصوص در سال هاي اخير شده است كه مي توان بخشي از آن را به برنامه هاي دولت در زمينه ساخت وساز مسكن در مناطق اطراف شهرها نسبت داد. اين افزايش سطح اراضي زراعي به خصوص در مناطق مركزي و شرق استان محسوس تر است و مي تواند زنگ خطري براي آينده باشد به اين معني كه در يك روند نامحسوس اراضي مرتعي و جنگلي تبديل به اراضي زراعي ديم و پس از مدتي بهره برداري غيراصولي، در نهايت به صورت اراضي باير و غيرقابل استفاده در مي آيند. از طرفي اين امر مي تواند گوياي افزايش جمعيت و تقاضاي اسكان و در پي آن تأمين نيازهاي ساكنين منطقه تهديدي براي اراضي مرتعي باشد كه لازم است به جاي افزايش سطح اراضي زراعي و مسكوني و تبديل اراضي مرتعي به چنين كاربري هايي كه خود پشتوانه بخش كشاورزي محسوب مي شوند، سياست افزايش بهره وري در بخش كشاورزي دنبال گردد. در خصوص پيكره هاي آبي مي توان بيان نمود كه در طي اين دوره زماني به ميزان 1.6 درصد معادل 32568.75 هكتار افزايش نشان داده است. اين مقدار افزايش پيكره هاي آبي را تا حدي مي توان به بارندگي هاي فراوان و آبگيري پيكره هاي آبي و حتي جاري شدن سيل در مناطق مختلف استان در سال 1398 نسبت داد. پيش بيني ميزان تغييرات كاربري اراضي در سال 1429 گوياي آن است كه در سال هاي آتي نيز از سطح مراتع و جنگل ها در محدوده مطالعاتي به ترتيب به ميزان 131906.25 و 291600 هكتار كاسته شده و در مقابل سطح اراضي زراعي و مناطق مسكوني به ترتيب به مقدار 164137.50 و 25313.25 هكتار افزايش خواهد يافت. از اين رو اتخاذ تدابير و سياست هاي لازم در خصوص كاهش بيشتر اراضي جنگلي و مرتعي امري اجتناب ناپذير خواهد بود.نتيجه گيري اگر چه شناخت شرايط كاربري هاي مختلف اراضي در طي دوره هاي آتي، برنامه ريزي براي آينده را به واسطه ايجاد اطلاعات به لحاظ الگوي پراكنش مكاني آن ها تسهيل مي كند ولي حفظ و ايجاد شرايط پايدار براي آينده هم به لحاظ آماري و هم به لحاظ اكولوژيكي از محدوديت هاي آن است. اين محدوديت ها نقش مهمي در استفاده مطمئن از كاربري هاي مختلف اراضي در فرآيند برنامه ريزي ايفا مي كند. بنابراين ايجاد شرايط پايدار در منطقه و مدل سازي آن به منظور استفاده منظم و پايدار از منابع طبيعي يك منطقه از پيش شرط هاي رسيدن به چشم اندازها و اسناد بالادستي از جمله طرح توسعه پايدار است.