دوره 13، شماره 2 - ( پاییز و زمستان 1404 )
جلد 13 شماره 2 صفحات 101-91 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Bihamta Toosi N, Soffianian A, Fakheran S. (2025). The Application of Landscape Ecology in Monitoring Changes in the Spatial Patterns of Mangrove Ecosystems
(Case Study: Qeshm Mangrove Forests. Ecol Iran For. 13(2), 91-101. doi:10.61882/ifej.2025.575
URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-575-fa.html
URL: http://ifej.sanru.ac.ir/article-1-575-fa.html
بی همتا طوسی ندا، سفیانیان علیرضا، فاخران سیما.(1404). کاربرد بومشناسی سیمای سرزمین در پایش تغییرات الگوهای مکانی اکوسیستم های مانگرو (مطالعه موردی: جنگل های مانگرو قشم) بوم شناسی جنگل های ایران (علمی- پژوهشی) 13 (2) :101-91 10.61882/ifej.2025.575
1- دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
2- گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
2- گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران
چکیده: (875 مشاهده)
چکیده مبسوط
مقدمه و هدف: جنگلهای مانگرو بهعنوان یکی از مهمترین اکوسیستمهای طبیعی، طیف وسیعی از خدمات اکوسیستمی را برای انسان و سایر موجودات زنده فراهم میکنند. در سالهای اخیر، تغییرات اقلیم و توسعه فعالیتهای انسانی در سواحل سبب کاهش مساحت این جنگلها شدهاند. مدیریت دانشبنیان اراضی جنگلی بهعنوان راهکاری در جهت کاهش عوامل تخریب و ایجاد تعادل بین توسعه و محیطزیست نیازمند ارزیابی دقیق تغییرات ساختار سیمای سرزمین در قالب الگوهای مکانی و زمانی است. استفاده از سنجههای سیمای سرزمین بهترین راه برای مقایسهی وضعیت سیمای سرزمین در طول زمان و ابزار مناسبی برای یافتن ارتباط دقیق بین ساختار و عملکرد کاربریهای مختلف در ساختار فضایی اکوسیستمهای جنگلی است. هدف این پژوهش پایش تغییرات الگوهای مکانی اکوسیستم جنگلهای مانگرو با بهرهگیری از رویکرد بومشناسی سیمای سرزمین و تکنیکهای سنجش از دور است.
مواد و روشها: برای تهیه نقشه های پوشش اراضی و بررسی وضعیت اراضی جنگلی مانگرو، تصاویر ماهوارهای لندست سنجنده TM و OLI برای سال های 1364، 1381، 1395 و 1401 با توجه به تغییرات، برنامه های انجام شده برای حفاظت و توسعه فعالیت های انسانی در منطقه انتخاب شدند. پس از تهیه نمونه های تعلیمی، نقشه های پوشش اراضی با روش جنگل تصادفی در چهار طبقه شامل اراضی مانگرو، اراضی باتلاقی، اراضی جزر و مدی و پهنه های آبی در نرم افزار R تولید شدند. پس از پایان طبقه بندی، صحت نقشه های تولیدشده با داده های جمع آوری شده از بازدیدهای میدانی و تصاویر گوگل ارث ارزیابی گردید. این نقشه ها به عنوان نقشه پایه برای شناسایی و تحلیل الگوهای مکانی در سطح کلاس و سیمای سرزمین به کارگرفته شدند. با استفاده از نرم افزارFRAGSTATS چهار سنجه مساحت کلاس (CA)، درصد فراوانی هر کلاس (PLAND)، تراکم لکه (PD) و فاصله نزدیکترین همسایگی (ENN) در سطح کلاس و چهار سنجه تعداد لکه (NP)، پیوستگی (CONTAG)، خردشدگی (SPLIT) و شاخص بزرگترین لکه (LPI) برای تجزیه و تحلیل تغییرات الگوهای مکانی در بازه زمانی مورد مطالعه انتخاب شدند.
یافتهها: نتایج ارزیابی صحت نشان داد که چهار نقشه حاصل شده، صحت قابل قبولی (حدود 86 تا 88) داشتند. بررسی نتایج سنجه مساحت کلاس (CA) نشان داد که مساحت جنگل های مانگرو در بازه زمانی 1364 تا 1381 کاهش داشت، سپس بین سال های 1381 تا 1395 روند افزایشی یافت، و از سال 1395 تا 1401 دوباره مساحت جنگل های مانگرو کاهش پیدا کرد. یکی از دلایل اصلی کاهش اراضی مانگرو در بازه زمانی 1364-1381 استفاده از چوب درختان مانگرو (حرا) توسط مردم روستا برای زغالگیری و سوخت بود. از سال 1385، توسعه جنگل های مانگرو مورد توجه قرار گرفت و در بعضی بخش ها در طی سال های گذشته نهال های به صورت دست کاشت اضافه شد. در مناطقی که اراضی مانگرو کاهش داشت اراضی باتلاقی و جزر و مدی افزایش داشتند. نتایج سنجه PLAND نشان دادند که درصد فراوانی اراضی مانگرو و اراضی باتلاقی افزایش و پهنه های آبی در بازه مورد نظر از سال 1364 تا 1401 کاهش داشتند. سنجه تراکم لکه برای اراضی جنگلی، باتلاقی و جزر و مدی افزایش داشت. افزایش تراکم لکه های اراضی جنگلی در این منطقه ناشی از مناطق رویشی جدید و قطعه شدگی بخش های نزدیک به ساحل به دلیل رسوب گذاری و بالا آمدن سطح آب است. سنجه نزدیک ترین فاصله همسایه برای اراضی جنگلی مانگرو و اراضی جزر و مدی روند کاهشی داشت و برای اراضی باتلاقی روند افزایشی نشان داد. کاهش میزان سنجه نزدیکترین فاصله همسایه بیانگر تخریب اراضی مانگرو و پراکندگی کمتر اراضی مانگرو سالم و توزیع نابرابر لکه های مانگرو در منطقه ساحلی است. نتایج تجزیه و تحلیل سنجه تعداد لکه در سطح سیمای سرزمین نشان دادند که کاهش تعداد لکه های اراضی مانگرو در بازه زمانی 1364 تا 1381 بهدلیل استفاده مردم از این درختان برای مصرف سوخت و مصرف دام اتفاق افتاد. سنجه پیوستگی در بازه زمانی 1364 تا 1401 دارای روند کلی کاهشی بود و تنها در بازه زمانی 1381 تا 1395 افزایش داشت. کاهش سنجه پیوستگی در سطح سیمای سرزمین نشانه ی پدیده قطعه قطعه شدگی و تخریب اراضی مانگرو در سطح سیمای سرزمین است. سنجه شاخص بزرگ ترین لکه در بازه زمانی 1364 تا 1401 کاهش یافت و شاخص خردشدگی افزایش داشت.
نتیجهگیری: مناطق ساحلی دارای اکوسیستم های حیاتی هستند که مزایای زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی متعددی را به همراه دارند. با این حال، توسعه سریع بنادر و فعالیت های انسانی در سواحل کشور برای دستیابی به منافع اقتصادی بدون در نظر گرفتن برنامه ریزی حفاظتی و پایش برای وضعیت اکوسیستم های ساحلی می تواند تهدیدی جدی برای سلامتی این اکوسیستم های ساحلی در بلندمدت باشد. یکی از مهم ترین پیامدهای تخریب اکوسیستم های ساحلی کاهش تنوع زیستی است. بر اساس نتایج حاصل شده، با وجود اینکه از سال 1385، برنامه های حفاظت و توسعه جنگل های مانگرو ( کاشت نهال) مورد توجه قرار گرفته اند، توسعه فعالیت های انسان در نواحی ساحلی سبب تخریب و قطعه قطعه شدگی اراضی جنگلی مانگرو شده است. به دلیل اهمیت ویژهای که این جنگل ها دارند، پیشنهاد می گردد که برنامه ریزی حفاظتی و مدیریت با نظارت و دقت بیشتری انجام شود تا از تخریب بیشتر این مناطق در امتداد ساحل ممانعت گردد. یافته های حاصل از این پژوهش می توانند برای برنامه ریزی های مدیریتی و حفاظتی از اکوسیستم های مانگرو در جنوب ایران مورد استفاده قرار گیرند.
مواد و روشها: برای تهیه نقشه های پوشش اراضی و بررسی وضعیت اراضی جنگلی مانگرو، تصاویر ماهوارهای لندست سنجنده TM و OLI برای سال های 1364، 1381، 1395 و 1401 با توجه به تغییرات، برنامه های انجام شده برای حفاظت و توسعه فعالیت های انسانی در منطقه انتخاب شدند. پس از تهیه نمونه های تعلیمی، نقشه های پوشش اراضی با روش جنگل تصادفی در چهار طبقه شامل اراضی مانگرو، اراضی باتلاقی، اراضی جزر و مدی و پهنه های آبی در نرم افزار R تولید شدند. پس از پایان طبقه بندی، صحت نقشه های تولیدشده با داده های جمع آوری شده از بازدیدهای میدانی و تصاویر گوگل ارث ارزیابی گردید. این نقشه ها به عنوان نقشه پایه برای شناسایی و تحلیل الگوهای مکانی در سطح کلاس و سیمای سرزمین به کارگرفته شدند. با استفاده از نرم افزارFRAGSTATS چهار سنجه مساحت کلاس (CA)، درصد فراوانی هر کلاس (PLAND)، تراکم لکه (PD) و فاصله نزدیکترین همسایگی (ENN) در سطح کلاس و چهار سنجه تعداد لکه (NP)، پیوستگی (CONTAG)، خردشدگی (SPLIT) و شاخص بزرگترین لکه (LPI) برای تجزیه و تحلیل تغییرات الگوهای مکانی در بازه زمانی مورد مطالعه انتخاب شدند.
یافتهها: نتایج ارزیابی صحت نشان داد که چهار نقشه حاصل شده، صحت قابل قبولی (حدود 86 تا 88) داشتند. بررسی نتایج سنجه مساحت کلاس (CA) نشان داد که مساحت جنگل های مانگرو در بازه زمانی 1364 تا 1381 کاهش داشت، سپس بین سال های 1381 تا 1395 روند افزایشی یافت، و از سال 1395 تا 1401 دوباره مساحت جنگل های مانگرو کاهش پیدا کرد. یکی از دلایل اصلی کاهش اراضی مانگرو در بازه زمانی 1364-1381 استفاده از چوب درختان مانگرو (حرا) توسط مردم روستا برای زغالگیری و سوخت بود. از سال 1385، توسعه جنگل های مانگرو مورد توجه قرار گرفت و در بعضی بخش ها در طی سال های گذشته نهال های به صورت دست کاشت اضافه شد. در مناطقی که اراضی مانگرو کاهش داشت اراضی باتلاقی و جزر و مدی افزایش داشتند. نتایج سنجه PLAND نشان دادند که درصد فراوانی اراضی مانگرو و اراضی باتلاقی افزایش و پهنه های آبی در بازه مورد نظر از سال 1364 تا 1401 کاهش داشتند. سنجه تراکم لکه برای اراضی جنگلی، باتلاقی و جزر و مدی افزایش داشت. افزایش تراکم لکه های اراضی جنگلی در این منطقه ناشی از مناطق رویشی جدید و قطعه شدگی بخش های نزدیک به ساحل به دلیل رسوب گذاری و بالا آمدن سطح آب است. سنجه نزدیک ترین فاصله همسایه برای اراضی جنگلی مانگرو و اراضی جزر و مدی روند کاهشی داشت و برای اراضی باتلاقی روند افزایشی نشان داد. کاهش میزان سنجه نزدیکترین فاصله همسایه بیانگر تخریب اراضی مانگرو و پراکندگی کمتر اراضی مانگرو سالم و توزیع نابرابر لکه های مانگرو در منطقه ساحلی است. نتایج تجزیه و تحلیل سنجه تعداد لکه در سطح سیمای سرزمین نشان دادند که کاهش تعداد لکه های اراضی مانگرو در بازه زمانی 1364 تا 1381 بهدلیل استفاده مردم از این درختان برای مصرف سوخت و مصرف دام اتفاق افتاد. سنجه پیوستگی در بازه زمانی 1364 تا 1401 دارای روند کلی کاهشی بود و تنها در بازه زمانی 1381 تا 1395 افزایش داشت. کاهش سنجه پیوستگی در سطح سیمای سرزمین نشانه ی پدیده قطعه قطعه شدگی و تخریب اراضی مانگرو در سطح سیمای سرزمین است. سنجه شاخص بزرگ ترین لکه در بازه زمانی 1364 تا 1401 کاهش یافت و شاخص خردشدگی افزایش داشت.
نتیجهگیری: مناطق ساحلی دارای اکوسیستم های حیاتی هستند که مزایای زیست محیطی، اقتصادی و اجتماعی متعددی را به همراه دارند. با این حال، توسعه سریع بنادر و فعالیت های انسانی در سواحل کشور برای دستیابی به منافع اقتصادی بدون در نظر گرفتن برنامه ریزی حفاظتی و پایش برای وضعیت اکوسیستم های ساحلی می تواند تهدیدی جدی برای سلامتی این اکوسیستم های ساحلی در بلندمدت باشد. یکی از مهم ترین پیامدهای تخریب اکوسیستم های ساحلی کاهش تنوع زیستی است. بر اساس نتایج حاصل شده، با وجود اینکه از سال 1385، برنامه های حفاظت و توسعه جنگل های مانگرو ( کاشت نهال) مورد توجه قرار گرفته اند، توسعه فعالیت های انسان در نواحی ساحلی سبب تخریب و قطعه قطعه شدگی اراضی جنگلی مانگرو شده است. به دلیل اهمیت ویژهای که این جنگل ها دارند، پیشنهاد می گردد که برنامه ریزی حفاظتی و مدیریت با نظارت و دقت بیشتری انجام شود تا از تخریب بیشتر این مناطق در امتداد ساحل ممانعت گردد. یافته های حاصل از این پژوهش می توانند برای برنامه ریزی های مدیریتی و حفاظتی از اکوسیستم های مانگرو در جنوب ایران مورد استفاده قرار گیرند.
فهرست منابع
1. Asadi, M., & Moghadam, E. (2019). Evaluation Changes and Quantification Mangrove Forests in Khorkhouran Protected Area with Emphasis on Hydrodynamic Strait of Hormuz. Journal of Environmental Science and Technology, 21(6), 213-226. [In Persian]
2. Baharlouii, M., Mafi Gholami, D., & Abbasi, M. (2019). Investigating Mangrove Fragmentation Changes Using Landscape Metrics. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 42, 159-162. [In Persian] [DOI:10.5194/isprs-archives-XLII-4-W18-159-2019]
3. Bihamta Toosi, N., Safianian, A., & Fakheran, S. (2014). Analysis of Land Cover Changes in the Central Part of Isfahan (Iran) Using Landscape Metrics. Iranian Journal of Applied Ecology, 2(6), 77-88. [In Persian]
4. Bihamta Toosi, N., Safianian, A., Fakheran, S., & Pourmanafi, S. (2019). Incorporating CART algorithm and i for mapping Mangrove using Landsat 8 imagery. Forest Research and Development, 5(4), 557-569.
5. Bihamta Toosi, N., Soffianian, A. R., Fakheran, S., Pourmanafi, S., Ginzler, C., & T. Waser, L. (2020). Land cover classification in mangrove ecosystems based on VHR satellite data and machine learning an upscaling approach. Remote Sensing, 12(17), 2072-4292. [DOI:10.3390/rs12172684]
6. Boström, C., Pittman, S. J., Simenstad, C., & Kneib, R. T. (2011). Seascape ecology of coastal biogenic habitats: advances, gaps, and challenges. Marine Ecology Progress Series, 427, 191-217. [DOI:10.3354/meps09051]
7. Bozorgi, M., Moein, M., Nejadkoorki, F., & Toosi, N. B. (2020). Assessing the effect of water scarcity on crop selection and spatial pattern of croplands in central Iran. Computers and Electronics in Agriculture, 178, 105743. [DOI:10.1016/j.compag.2020.105743]
8. Daneshmandparsa, R., Mirzaee, R., & Bihamta, N. (2018). Land cover change detection of Chahar Mahal Bakhtiari province using landscape metrics (1994-2015). Iranian Journal of Applied Ecology, 7, 17-28.
https://doi.org/10.29252/ijae.7.2.17 [DOI:10.29252/ijae.7.2.17 [In Persian]]
9. Darvish Sefat, A. A., Bagheri, M., Ghorbani, M., & Zahedi Amiri, G. (2018). Spatial forest disturbance modeling using landscape metrics in Sarvelat protected area of Iran. Journal of Forest and Wood Products, 71(1), 23-33. [In Persian]
10. Erfanifard, Y., Lotfi Nasirabad, M., & Stereńczak, K. (2022). Assessment of Iran's mangrove forest dynamics (1990-2020) using Landsat time series. Remote Sensing, 14(19), 2072-4292. [DOI:10.3390/rs14194912]
11. Giri, C. (2016). Observation and monitoring of mangrove forests using remote sensing: Opportunities and challenges. Remote Sensing, 8(9), 2072-4292. [DOI:10.3390/rs8090783]
12. Goldberg, L., Lagomasino, D., Thomas, N., & Fatoyinbo, T. (2020). Global declines in human‐driven mangrove loss. Global Change Biology, 26(10), 5844-5855. [DOI:10.1111/gcb.15275]
13. Hu, L., Xu, N., Liang, J., Li, Z., Chen, L., & Zhao, F. (2020). Advancing the mapping of mangrove forests at national-scale using Sentinel-1 and Sentinel-2 time-series data with Google Earth Engine: A case study in China. Remote Sensing, 12(19), 3120 [DOI:10.3390/rs12193120]
14. Lee, S. Y., Primavera, J. H., Dahdouh‐Guebas, F., McKee, K., Bosire, J. O., Cannicci, S., Diele, K., Fromard, F., Koedam, N., & Marchand, C. (2014). Ecological role and services of tropical mangrove ecosystems: a reassessment. Global Ecology and Biogeography, 23(7), 726-743. [DOI:10.1111/geb.12155]
15. Mansouri, M., Badehian, Z., Maleknia, R., & Ghobadi, M. (2024). Assessment of forest ecosystem vulnerability and prioritization of degradation factors of Dadabad region of Khorramabad. Journal of Wood and Forest Science and Technology Since 31(1), 1-22. [In Persian]
16. McGarigal, K., & Marks, B. J. (1995). Spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure. Gen. Tech. Rep. PNW-GTR-351. US Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station, 10, 1-122. [DOI:10.2737/PNW-GTR-351]
17. Nababa, I. I., Symeonakis, E., Koukoulas, S., Higginbottom, T. P., Cavan, G., & Marsden, S. (2020). Land cover dynamics and mangrove degradation in the Niger Delta region. Remote Sensing, 12(21), 3619 [DOI:10.3390/rs12213619]
18. Nasiri, v., & Darvishsefat, A. A. (2019). Change Detection and Analysis of Land Use Land Cover Changes Using Ecological Landscape Metrics (Case study: Arasbaran region, 1990-2014). Journal of Wood and Forest Science and Technology Since 25(4), 1-18. [In Persian]
19. Pir Bavaghar, M., & Mahmoodi, M. (2023). Investigating Land Cover Changes using Landscape Metrics (Case Study: Baneh Forests). Ecology of Iranian Forest, 11(22), 81-90. [In Persian] [DOI:10.61186/ifej.11.22.81]
20. Soffianian, A. R., Toosi, N. B., Asgarian, A., Regnauld, H., Fakheran, S., & Waser, L. T. (2023). Evaluating resampled and fused Sentinel-2 data and machine-learning algorithms for mangrove mapping in the northern coast of Qeshm island, Iran. Nature Conservation, 52, 1-22 [DOI:10.3897/natureconservation.52.89639]
21. Tang, J., Li, Y., Cui, S., Xu, L., Ding, S., & Nie, W. (2020). Linking land-use change, landscape patterns, and ecosystem services in a coastal watershed of southeastern China. Global Ecology and Conservation, 23, e01177 [DOI:10.1016/j.gecco.2020.e01177]
22. Toosi, N. B., Soffianian, A. R., Fakheran, S., & Waser, L. T. (2022). Mapping disturbance in mangrove ecosystems: Incorporating landscape metrics and PCA-based spatial analysis. Ecological Indicators, 136, 108718. [DOI:10.1016/j.ecolind.2022.108718]
23. Uuemaa, E., Mander, Ü., & Marja, R. (2013). Trends in the use of landscape spatial metrics as landscape indicators: A review. Ecological Indicators, 28, 100-106. [DOI:10.1016/j.ecolind.2012.07.018]
24. Zahed, M. A., Ruhani, F., & Soraya Mohajeri. (2010). An overview of Iranian mangrove ecosystem, northern part of the Persian Gulf and Oman Sea. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry, 9(2), 411-417. [DOI:10.1016/j.chnaes.2010.03.013]
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
