بررسی رابطه تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی با دمای سطح زمین در شهرستان نمین

پیشینه و هدف گسترش سریع شهرها به دلیل تغییرات گسترده در کاربری و پوشش زمین اثرات منفی بر کیفیت زیست ‌محیطی جهانی داشته است. تغییرات کاربری/پوشش اراضی، توسعه مناطق شهری و کشاورزی و جنگل‌زدایی باعث تغییر رژیم دمای منطقه‌ای و محلی می‌شود. آگاهی از میزان دمای سطح زمین کمک قابل توجهی به طیف وسیعی از مسائل مرتبط با علوم زمین مانند اقلیم شهری، تغییرات جهانی محیطی و بررسی تعاملات انسان و محیط می‌نماید. آنچه به‌عنوان یک نقص اساسی در پایش دمای سطح زمین به شمار می‌آید، نبود ایستگاه‌های هواشناسی کافی جهت آگاهی از مقادیر دمایی در نقاط فاقد ایستگاه است. با توجه به محدودیت اطلاعاتی که در تامین داده‌ها به‌ویژه در وسعت زیاد با مشکلات و موانع فراوانی همراه است و دست‌یابی در زمان واقعی سخت و یا غیر ممکن است. بنابراین، لزوم استفاده از فن‎آوری سنجش از دور با شرایط زمانی، همراه با ویژگی پیوستگی و داده‌برداری در محدوده‌های گسترده بسیار می‌تواند کارا باشد. هدف از انجام این تحقیق بررسی دمای سطح زمین شهرستان نمین در یک بازه زمانی 28 ساله و مقایسه نتایج به دست آمده با تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی بوده است.  مواد و روش­ ها داده‌های مورد استفاده در این تحقیق شامل، تصویر ماهواره لندست 8 که از سنجنده OLI به‌منظور استخراج نقشه کاربری اراضی و از سنجنده TIRS به‌منظور استخراج دمای سطح زمین برای سال 2015 و همچنین از تصویر سنجنده TMلندست 5 به‌منظور تهیه نقشه کاربری اراضی با استفاده از باندهای مرئی و مادون قرمز و دمای سطح با استفاده از باندهای حرارتی برای سال 1987 استفاده شد. تصاویر در اواخر فصل بهار و اوایل فصل تابستان به‌منظور نبود پوشش‌های ابری و برفی بالا و همچنین بالا بودن شدت تابش نور خورشید اخذ شد. از نرم‌افزار eCognition8.9 برای طبقه‌بندی شی‌پایه استفاده شد. طبقه‌بندی در 5 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل و مسکونی) برای سال 1987 و 6 کلاس (کشاورزی دیم و آبی، مرتع، جنگل، مسکونی و آب) برای سال 2015 انتخاب شدند. جهت ارزیابی صحت و مقایسه نقشه‌‌های حاصل، از ماتریس خطا، صحت کلی و آماره‌‌ی کاپا استفاده شد. از روش پنجره مجزا برای استخراج دمای سطح زمین استفاده شد. در نهایت به‌منظور تجزیه و تحلیل ارتباط بین دمای سطح زمین با شاخص پوشش گیاهی، ضرایب همبستگی بین دمای سطح زمین و شاخص پوشش گیاهی براساس نوع کاربری در سال‌های 1987 و 2015 محاسبه شد. نتایج و بحث  بیشترین سطح اراضی در سال 1987 و 2015 متعلق به کاربری مرتع به ترتیب با 43781 و 34114 هکتار، دومین سطح مربوط به کاربری کشاورزی دیم به ترتیب با 23854 و 33277 هکتار است. کمترین سطح نیز در سال 1987 با توجه به عدم وجود کاربری آب متعلق به کاربری مسکونی با 1301 هکتار است در حالی که در سال 2015 با احداث سازه‌های آبی کاربری آب با مساحت 86 هکتار دارای کمترین سطح اراضی است. بیشترین افزایش سطح را کاربری کشاورزی دیم با 9423 هکتار افزایش دارا است که نسبت به سال 1987 افزایش چشمگیری را داشته است. بیشترین دمای ثبت شده برای شهرستان نمین در سال‌های 1987 و 2015 مربوط به کاربری کشاورزی دیم (به ترتیب با 34 و 27 درجه سانتی‌گراد) است. که نشان از تمرکز حرارت در این مناطق است. این کاربری به دلیل عواملی از جمله خشک بودن محصولات در این زمان و برداشت محصولات بیشترین دما را دارا است. کاربری کشاورزی دیم در سال 1987 بیشترین دما (34 درجه سانتی‌گراد) را دارا بوده است اما در سال 2015 با کاهش دما (27 درجه سانتی‌گراد) مواجه شده است کما اینکه در همین سال 2015 نیز نسبت به سایر کاربری‌ها دارای بیشترین دمای سطحی بوده است. علت آن را می‌توان در عامل برداشت محصول دانست. با توجه به اینکه محصولات دیمی محدوده مورد مطالعه،اغلب گندم بوده و در این زمان از فصل، بیشتر گندم‌ها رسیده ویا برداشت می‌شوند، بنابراین تعرق این محصولات ناچیزاست. کمترین دمای ثبت شده در شهرستان نمین به ‌ترتیب مربوط به کاربری آب (21 درجه سانتی‌گراد)، جنگل (21 درجه سانتی‌گراد) و کشاورزی آبی (22 درجه سانتی‌گراد) است. با توجه به اینکه آب دارای ظرفیت گرمایی بالایی می‌باشد، لذا بیشترین اثر را در کاهش دما دارد. در کاربری‌های جنگل و کشاورزی آبی به دلیل پوشش گیاهی بیشتر دمای سطح زمین کمترین مقدار (به ترتیب 23 و 24 درجه سانتی‌گراد در سال 1987 و 21 و 22 درجه سانتی‌گراد در سال 2015) را نسبت به سایر کاربری‌ها دارا است. کاربری مربوط به کشاورزی در این ناحیه، بعد از مناطق جنگلی دارای کمترین دمای سطحی (24 درجه سانتی‌گراد در سال 1987 و 21 درجه سانتی‌گراد در سال 2015) می‌باشد. با توجه به اینکه محصولات زراعی کشت شده دراین محدوده گیاهانی ازجمله سیب‌زمینی است و این گیاهان دارای نیاز آبی بیشتری هستند. بنابراین،این گیاهان درخرداد ماه دارای سبزینگی بالایی بوده و همین امر باعث شده که در محدوده تحت کشت آن‌ها تعرق بیشتری نسبت به سایر نواحی صورت گیرد و بالطبع در خنک نگهداشتن دمایسطحی بسیارتأثیرگذار بوده است. کاربری مرتع در هر دو سال مورد مطالعه، دمای بالایی (به ترتیب 27 و 25 درجه سانتی‌گراد) را داشته است و اختلاف ناچیزی بین هر دو سال مشاهده می‌شود. نتیجه گیری  نوع کاربری و تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی تاثیر محسوسی در تغییرات دمای سطح زمین دارد. هرچند نواحی عاری از پوشش گیاهی دارای دمای سطحی بالاتری نسبت به نواحی است که دارای پوشش گیاهی هستند. نتایج نشان داد همبستگی معنی‎داری بین پوشش گیاهی و دمای سطح زمین وجود ندارد که عمدتا ناشی از مقدار کافی پوشش گیاهی است. به‌طور کلی نتایج نشان داد، در اکثر مناطق با دمای کمتر، پوشش گیاهی انبوه‌تری وجود دارد که بیانگر رابطه معکوس بین شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین است.