نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• فاطمه درگاهیان ¹
• سمیه حیدرنژاد ²
• سعیده ناطقی ³

¹ بخش تحقیقات بیابان، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² گروه علوم و مهندسی بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، کاشان، ایران

³ بخش تحقیقات مرتع، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور ،سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: تالاب­ ها اکوسیستم­ های زنده ­ای هستند که کاهش آب آن­ها به ­دلیل ­های طبیعی و غیر طبیعی، منجر به نابودی و مرگ و میر موجودات زنده می­ شود. پس از خشکسالی­ های متوالی، در صورت رخداد بارش­ های سیلابی و آبگیری مجدد، بازگشت حیات در آن­ها تا حدود زیادی غیرممکن است. براساس معاهده رامسر مساحت تالاب شادگان 537731 هکتار است و شامل محدوده آب شیرین، پهنه جزر و مدی، خور موسی، دیگر منطقه ­ها و زمین ­های حاشیه ­ای است. در این مقاله هدف، بررسی تغییرات مساحت محدوده آب شیرین تالاب است. براساس تصویرهای ماهواره لندست در زمان پرآبی، مساحت این محدوده در حدود 164 هزار هکتار و معادل 28درصد مساحت کل تالاب است. این تالاب به ­دلیل عملکردهای متنوع از قبیل کنترل سیلاب، تعدیل هوا، کنترل فرسایش خاک، زیستگاه گیاهان و جانوران و تأمین­ کننده معیشت جوامع انسانی اطراف تالاب، از اهمیت زیادی برخوردار است. حفظ سیستم­ های پیچیده تالابی و استفاده پایدار از منابع بی­ شمار آن­ها منوط به مطالعه و شناخت دقیق آن­هاست. هدف این تحقیق پایش روند تغییرات مساحت بخش آب شیرین تالاب با استفاده از تصویرهای ماهواره‌ای و شناسایی عامل­ های مؤثر بر تغییرات مساحت آن است.
مواد و روش­ ها: از داده­ های ماهواره ­ای لندست TM و ETM+ و OLI، گذر 165 و ردیف 39 سال­های 1998، تا 2018 در محدوده زمانی خردادماه جهت پایش مساحت آب تالاب شادگان استفاده شد. عامل ­های مختلف اقلیمی، هیدرواقلیمی و مدیریت آب در محدوده کل حوزه آبخیز منتهی به تالاب و در محدوده خود تالاب به­ دلیل وسعت زیاد، برای دوره مورد مطالعه استخراج و روند تغییرات و ارتباط آن­ ها با تغییرات مساحت آب تالاب بررسی شد. با استفاده از روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی عامل­ هایی که بیشترین واریانس تغییرات آب را تبیین می­کردند، شناسایی و تحلیل شد.
نتایج و بحث: روند تغییرات مساحت آب تالاب شادگان در مجموع افزایشی بود. عامل ­های مؤثر بر تغییرات آب تالاب شناسایی شد. داده ­ها با استفاده از دو آماره KMO و بارتلت نشان داد عنصرهای مورد بررسی در تغییرات مساحت آب­دار آب براساس تحلیل عاملی مناسب هستند. نتایج حاصل از تحلیل عاملی نشان داد که در مجموع پنج عامل، نقش بسزایی در تغییرات مساحت آبدار تالاب شادگان دارد. در مجموع پنج عامل توانسته‌اند 88.9 درصد از واریانس داده ­ها را تبیین کنند؛ عامل اول: دما، سطح زیرکشت، تعداد سد و بند خاکی و زه‌آب ورودی از نیشکر است که کمابیش 36% از واریانس را تبیین می‌کند، عامل دوم که رطوبت حوضه است و 15% واریانس را تبیین می‌کند. عامل سوم خشکسالی دبی لحظه ­ای است که 14.9 درصد از کل واریانس را تبیین می‌کند. عامل چهارم دبی و بارش با 11.8 درصد و عامل پنجم رطوبت تالاب است که 11.2درصد واریانس تغییرات مساحت آب را تبیین می‌کنند.
نتیجه گیری: تالاب­ هایی که در منتهی­ الیه حوزه­ های آبخیز قرار دارند، افزون بر عامل­ های مؤثر در محدوده تالاب، تحت تأثیر عامل ­های اثرگذار در حوضه آبخیز مربوطه هستند. پس از بررسی و استخراج روند تغییرات مساحت آب تالاب با استفاده از روش­ ها و تکنیک­ های سنجش از دوری مناسب، شناسایی عامل­ های مناسب مؤثر بر تغییرات مساحت آب تالاب از اهمیت زیادی برخوردار است. در مجموع پنج عامل توانسته‌اند 88.9 درصد از واریانس تغییرات را تبیین کنند. در عامل اول که کمابیش 36% واریانس تغییرات مساحت آب تالاب را تبیین می ­کند؛ غیر از دما سه عامل که ناشی از فعالیت­ های انسانی است، بیشترین اهمیت را داشته ­اند: سطح زیرکشت به ­دلیل توسعه طرح­ های بزرگ آبیاری، استفاده از منابع آب رودخانه جراحی که منبع 90 درصدی ورودی آب به تالاب است و بندها و سدهای متعدد در بالادست تالاب با ممانعت از رسیدن بارش ­های سیلابی و رواناب­ های فصلی و زه­آب نیشکر به ­عنوان آب ورودی به تالاب. به ­منظور مدیریت تالاب کاهش فعالیت ­های انسانی و بهره ­برداری از منابع آب به­ منظور تأمین حقابه طبیعی تالاب باید مد نظر قرار گیرد تا تالاب بتواند به ­عنوان یک اکوسیستم زنده ادامه حیات دهد. 

کلیدواژه‌ها

• اکوسیستم تالابی
• عوامل طبیعی
• عوامل انسانی
• تحلیل عاملی
• ماهواره لندست

20.1001.1.17351324.1401.20.1.3.2

عنوان مقاله [English]

Investigating the effective factors on water area changes in Shadegan Wetland using remote sensing technique and factor analysis

نویسندگان [English]

• Fatemeh Dargahian ¹
• Somayeh Heydarnejad ²
• Saeedeh Nateghi ³

¹ Desert Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

² Department of Desert Sciences, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Kashan University, Kashan, Iran

³ Rangeland Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

چکیده [English]

Introduction: Water depletion in wetlands, due to both natural and unnatural reasons, leads to the extinction and death of living organisms. After successive droughts, if flooding and rehydration occur, their recovery is highly unlikely. According to the Ramsar Agreement, the area of Shadegan Wetland is 537731 hectares and includes freshwater area, tidal zone, Mousa creek, and marginal lands. The freshwater area of the wetland is about 164 thousand hectares based on the Landsat satellite image during flooding and is equivalent to 28% of the total area of the wetland. This wetland is extremely important due to various functions such as flood control, air conditioning, soil erosion control, plant and animal habitat, and providing livelihood. The purpose of this study is to monitor the trend of changes in the freshwater area of the wetland using satellite images and identify the factors affecting changes in its area.
Material and methods:  Landsat TM, ETM +, and OLI satellite data from 1998 to 2017 were used to monitor the water area of Shadegan Wetland. Various climatic, hydro-climatic, and water management factors were extracted for the study period in the whole watershed. The trend of changes and their relationship with changes in the wetland water area were investigated using the principal component analysis (PCA) method, and the factors that explained the highest variance of water changes were identified and analyzed.
Results and discussion: The trend of changes in the water area of Shadegan Wetland was increasing. Data using KMO and Bartlett statistics showed that the studied elements were suitable for changes in water area based on factor analysis. The results of factor analysis showed that five factors played an important role in changing the water area of Shadegan Wetland. In total, five factors were able to explain 88.9% of the variance of the data; the first factor was the temperature, the area under cultivation, the number of earthen dams and drains entering the sugarcane, which explained approximately 36% of the variance. The second factor was the humidity of the basin which explained 15% of the variance. The third factor was the instant discharge’s drought that explained 14.9% of the total variance. The fourth factor was discharge and precipitation with 11.8%, and the fifth factor was wetland moisture, which explained 11.2% of the variance of water area changes.
Conclusion: Wetlands that are situated at the foothills of watersheds are affected by the factors in the watershed. In total, five factors were able to explain 88.9% of the variance of the changes. In the first factor, apart from temperature, three factors that result from human activities were the most important: the area under cultivation due to the development of large irrigation projects, use of water sources of Jarahi River, which is the source of 90% of water input to the lagoon and numerous dams, dams upstream of the wetland that prevent the arrival of flood and seasonal runoff, and sugarcane drainage as inlet water to the wetland. In order to manage the wetland, reduction of human activities and utilization of water resources in order to provide the natural water of the wetland should be considered so that the wetland can continue as a living ecosystem.

کلیدواژه‌ها [English]

• Wetland ecosystem
• natural factors
• human factors
• factor analysis
• Landsat satellite