ارزیابی کمی گسترش بیابان‌زایی با بهره‌گیری از تغییرات زمانی-مکانی تولید خالص اوّلیه در مناطق خشک شمال شرق ایران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری بیابانزدایی، گروه بیابانزدایی، دانشکده کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

2 استادیار، گروه بیابانزدایی، دانشکدة کویر شناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

3 دانشیار، گروه بیابانزدایی، دانشکدة کویر شناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

4 استادیار، گروه مدیریت مناطق خشک و بیابانی، دانشکدة منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران.

چکیده

تولید خالص اولیه یک شاخص حساس به تغییرات عوامل اقلیمی و فعالیت‌های انسانی است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی کمی نقش نسبی تغییر اقلیم و فعالیت‌های انسانی بر توسعه بیابان‌زایی در شهرستان‌های تربت حیدریه و بجنورد بر پایۀ بهره‌­گیری از تغییرات زمانی-مکانی تولید خالص اولیه انجام شد. ابتدا تولید خالص اولیه با اندازه‌گیری زمینی برآورد شد. سپس با استفاده از مدل CASA و در طی دورۀ آماری 1364 تا 1395 شبیه‌سازی شد. برای تعیین نقش نسبی تغییرات اقلیم و فعالیت‌های انسانی در توسعه یا بازگشت بیابان‌زایی‌، شش سناریو طراحی شد. نتایج پژوهش نشان داد که تولید خالص اولیه در طول دورۀ 31 ساله کاهش یافته و روند تغییرات آن منفی است. بررسی سناریو‌های مختلف بیابان‌زایی نشان داد که شهرستان بجنورد تحت سناریوی گسترش بیابان‌زایی ناشی از تغییرات اقلیمی و شهرستان تربت حیدریه تحت سناریوی گسترش بیابان‌زایی ناشی از تعامل بین تغییرات اقلیم و فعالیت‌های انسانی است. براین اساس، روند شیب تغییرات تولید خالص اولیه واقعی و پتانسیل در شهرستان‌های بجنورد و تربت حیدریه، منفی و شدت آن در طبقه کاهشی کم تا متوسط طبقه‌بندی گردید. همچنین روند شیب تغییرات تولید خالص اولیه ناشی از فعالیت‌های انسانی در شهرستان تربت حیدریه مثبت و در طبقه افزایش کم تا متوسط و در شهرستان بجنورد، منفی و در طبقه کاهشی کم طبقه‌بندی گردید. بررسی سناریو‌های توسعه و یا بازگشت بیابان‌زایی نشان داد که 61.23­% از مساحت کل مناطق مورد بررسی تحت تأثیر گسترش بیابان‌ز‌ایی ناشی از اثر عوامل اقلیمی بوده و 38.77­% آن نیز متأثر از تعامل عوامل اقلیمی و فعالیت‌های انسانی در توسعه بیابان‌ز‌ایی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مراجع

  1. Akbari, M., Ownegh, M., Asgari, H., Sadoddin, A., & Khosravi, H. (2016). Soil Erosion Risk Assessment Using the CORINE Model (Case Study: Semi-Arid Region in Golestan Province). Desert Ecosystem Engineering Journal, 5 (12), 63-78. (in Farsi)
  2. Akbari, M., Shalamzari, M. J., Memarian, H., & Gholami, A. (2020). Monitoring desertification processes using ecological indicators and providing management programs in arid regions of Iran. Ecological Indicators, 111. 106011
  3. CAI, H., Yang, X., & Xu, X. (2015). Human-induced grassland degradation/restoration in the central Tibetan Plateau: The effects of ecological protection and restoration projects. Ecological Engineering, 83, 112–119.
  4. Chen, B., Zhang, X., Tao, J., Wu, J., Wang, J., Shi, P., Zhang, Y., & Yu, C. (2014). The impact of climate change and anthropogenic activities on alpine grassland over the Qinghai-Tibet Plateau. Agricultural and Forest Meteorology, 189–190, 11–18.
  5. Chervenkov, H., & Slavov, K. (2017). Theil-sen estimator for the parameters of the generalized extreme value distributions: Demonstration for meteorological applications. Comptes Rendus de L’Academie Bulgare Des Sciences, 70 (12), 1701–1708.
  6. Davari, S., Rashki, A., Akbari, M., & Talebanfard, A. (2017). Assessing intensity and risk of desertification and management programs (Case study: Ghasemabad plain of Bajestan, Khorasan Razavi Province). Journal of Desert Management, 5 (1) 91-106. (in Farsi)
  7. Donmez, C., Berberoglu, S., & Curran, P.J. (2011). Modelling the current and future spatial distribution of NPP in a Mediterranean watershed. Applied Earth Observation and Geoinformation, 13 (3), 336–345.
  8. Evans, J., & Geerken, R. (2004). Discrimination between climate and human-induced dryland degradation. Arid Environments, 57 (4), 535–554.
  9. Field, C.B., Randerson, J.T., & Malmström, C.M. (1995). Global net primary production: Combining ecology and remote sensing. Remote Sensing of Environment, 51 (1), 74–88.
  10. Hadian, F., Jafari, R., Bashri, H., & Tarkesh, M. (2019). Performance Comparison of MODIS and Landsat Data in Estimating of NPP in Arid Regions of Isfahan Province. Desert Management, 6 (12), 89–106. (in Farsi)
  11. Hanafi, A., & Jauffret, S. (2008). Are long-term vegetation dynamics useful in monitoring and assessing desertification processes in the arid steppe, southern Tunisia. Arid Environments, 72 (4), 557–572.
  12. Herrmann, S.M., Anyamba, A., & Tucker, C. J. (2005). Recent trends in vegetation dynamics in the African Sahel and their relationship to climate. Global Environmental Change, 15 (4), 394–404.
  13. Jafari, H., Akbari, M., Kashki, M., & Badiee Nameghi, S.H. (2019). An efficiency comparison of the IMDPA and ESAs models on desertification risk management in arid regions of southern Khorasan Razavi, Iran. Arid Biome, 9 (1), 39-54. (in Farsi)
  14. Li, Q., Zhang, C., Shen, Y., Jia, W., & Li, J. (2016). Quantitative assessment of the relative roles of climate change and human activities in desertification processes on the Qinghai-Tibet Plateau based on net primary productivity. Catena, 147, 789–796.
  15. Lieth, H, & Box, E. (1972). Evapotranspiration and primary productivity: CW Thornthwaite memorial model. Publications in Climatology, 25 (2), 37–46.
  16. Lieth, H., & Whittaker, R.H. (1975). Primary Productivity of the Biosphere. Ecological Studies. Berlin: Springer.
  17. Memarian, H., & Akbari, M. (2021). Prediction of combined effect of climate and land use changes on soil erosion in Iran using GloSEM data. Ecohydrology, 8(2), 513-534. (in Farsi)
  18. Millington, J.D.A., Perry, G.L.W., & Romero-Calcerrada, R. (2007). Regression techniques for examining land use/cover change: A case study of a mediterranean landscape. Ecosystems, 10 (4), 562–578.
  19. Mohammadi Moghaddam, S., Ghorbani, A., Arzani, H., Azizi Mobaser, J., & Mostafazadeh, R. (2022). Modelling Above ground net primary production of Sabalan rangelands using vegetation index and non-linear regression. Rangeland, 16 (1), 33–51. (in Farsi)
  20. Mouat, D. , Lancaster, J. , Wade, T. , Wickham, J. , Fox, C. , Kepner, W. , & Ball, T. (1997). Desertification evaluated using an integrated environmental assessment model. Environmental Monitoring and Assessment, 48 (2), 139–156.
  21. Nabati, J., Nezami, A., Neamatollahi, E., Akbari, M. (2020). GIS-based agro-ecological zoning for crop suitability using fuzzy inference system in semi-arid regions. Ecological Indicicator, 117, 106646.
  22. Nabati, J., Nezami, A., Neamatollahi, E., Akbari, M. (2020). An integrated approach land suitability for agroecological zoning based on fuzzy inference system and GIS. Environment, Development and Sustainability, 25, 2316-2338.
  23. Nasrollahi, M., Zolfaghari, A.A., & Yazdani, M. R. (2021). Investigation of Pan evaporation paradox and climatic parameters affecting it in half-west and center of Iran. Water and Soil Resources Conservation, 11(1), 61–76. (in Farsi)
  24. Potter, C.S., Randerson, J.T., Field, C.B., Matson, P.A., Vitousek, P.M., Mooney, H.A., & Klooster, S. A. (1993). Terrestrial ecosystem production: A process model based on global satellite and surface data. Global Biogeochemical Cycles, 7(4), 811–841.
  25. Rasmussen, K., Fog, B., & Madsen, J.E. (2001). Desertification in reverse? Observations from northern Burkina Faso. Global Environmental Change, 11 (4), 271–282.
  26. Resources data-action. (2022). Https: //Ladsweb. Modaps. Eosdis. Nasa. Gov/Data/Search. Html. Retrieved from https: //ladsweb. modaps. eosdis. nasa. gov/data/search. Html.
  27. Saki, M., Soltani koupaei, S., Tarkesh esfahani, M., & Jafari, R. (2018). Spatial and Temporal Changes of Net Primary Production (NPP) and Their Relationship with Climatic Factors from 2000 to 2014 in Isfahan Province. Applied Ecology, 7 (1), 27–40. (in Farsi)
  28. (1992). AGENDA21: Conservation and management of resources for. Retrieved June 14, 1992, from https://sustainabledevelopment.un.org/content/documents/Agenda21.pdf
  29. Wessels, K.J., Prince, S.D., Malherbe, J., Small, J., Frost, P.E., & VanZyl, D. (2007). Can human-induced land degradation be distinguished from the effects of rainfall variability? A case study in South Africa. Arid Environments, 68 (2), 271–297.
  30. Wrbka, T., Erb, K.H., Schulz, N.B., Peterseil, J., Hahn, C., & Haberl, H. (2004). Linking pattern and process in cultural landscapes. An empirical study based on spatially explicit indicators. Land Use Policy, 21 (3), 289–306.
  31. Xianglin, L. (2009). Mechanisms of degradation in grazed rangelands. China: Rangeland Degradation and Recovery in China’s Pastoral Lands.
  32. Xu, D.Y., Kang, X.W., Zhuang, D.F., & Pan, J.J. (2010). Multi-scale quantitative assessment of the relative roles of climate change and human activities in desertification - A case study of the Ordos Plateau, China. Arid Environments, 74 (4), 498–507.
  33. Yazdanpanahi, A., Akbari, M., & Behrangmanesh, M. (2018). Spatio-temporal variable of groundwater parameters using Geo-statistical methods in Mashhad plain. Extension and Development of Watershed Management. 6 (20), 25-34. (in Farsi)
  34. Yang, H., Mu, S., & Li, J. (2014). Effects of ecological restoration projects on land use and land cover change and its influences on territorial NPP in Xinjiang, China. Catena, 115, 85–95.
  35. Yang, X., Zhang, K., Jia, B., & Ci, L. (2005). Desertification assessment in China: An overview. Arid Environments, 63 (2), 517–531.
  36. Yu, D., Shi, P., Shao, H., Zhu, W., & Pan, Y. (2009). Modelling net primary productivity of terrestrial ecosystems in East Asia based on an improved CASA ecosystem model. Remote Sensing, 30 (18), 4851–4866.
  37. Yu, D.Y., Shi, P.J., Han, G.Y., Zhu, W.Q., Du, S.Q., & Xun, B. (2011). Forest ecosystem restoration due to a national conservation plan in China. Ecological Engineering, 37 (9), 1387–1397.
  38. Zhang, C., Wang, X., Li, J., & Hua, T. (2011). Roles of climate changes and human interventions in land degradation: A case study by net primary productivity analysis in China’s Shiyanghe Basin. Environmental Earth Sciences, 64 (8), 2183–2193.
  39. Zhou, W., Gang, C., Zhou, F., Li, J., Dong, X., & Zhao, C. (2015). Quantitative assessment of the individual contribution of climate and human factors to desertification in northwest China using net primary productivity as an indicator. Ecological Indicators, 48, 560–569.
  40. Zhu, W., Pan, Y., He, H., Yu, D., & Hu, H. (2006). Simulation of maximum light use efficiency for some typical vegetation types in China. Chinese Science Bulletin, 51 (4), 457–463.
مدیریت بیابان
دوره 10، شماره 4 - شماره پیاپی 24
6 مقاله
اسفند 1401
صفحه 39-54

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 20 آذر 1401
  • تاریخ بازنگری: 19 دی 1401
  • تاریخ پذیرش: 25 دی 1401

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار