نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموخته رشته سنجش از دور و GIS، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، شوشتر

2 استادیار و عضو هیئت علمی گروه سنجش از دور و GIS، دانشکده جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران

10.30467/nivar.2021.146141

چکیده

جنگل‌های مانگرو طی دو دهه اخیر در پی تغییرات الگو‌های پارامترهای اقلیمی با چالش‌های جدی‌ مواجه شده‌اند. از این رو، پایش و بررسی‌ مداوم این اکوسیستم­ها در سطوح محلی و منطقه‌ای به­ منظور اولویت‌بندی اقدامات مدیریتی و فراهم کردن زیرساخت‌های مطلوب برای کاهش ویا جلوگیری از این تنش‌ها ضروری است. برای این هدف در این تحقیق، تغییرات جنگل‌های مانگرو با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (لندست 8)، داده‌های هیبریدی و هواشناسی از ایستگاه‌های زمینی هواشناسی در سطح منطقه خلیج فارس و دریای عمان بین سال‌های 2020-2013 ارزیابی شد. نتایج مطالعه حاکی از روند افزایش دمای سطح آب دریای عمان با 12/0 و خلیج فارس با °C 2/0 است. شوری سطح دریای عمان با روند سریع‌تری نسبت به خلیج فارس در حال افزایش است. در صورتی که متوسط شوری در خلیج فارس بیشتر است. از طرف دیگر، بر اساس شاخص NDVI سرعت تغییرات میزان کلروفیل گیاهان در اکوسیستم‌های مانگرو سواحل خلیج فارس بیشتر از دریای عمان مشاهده شد. میزان همبستگی بدست آمده بین NDVI با دمای هوا، بارش و دمای سطح آب نشان داد که این عوامل بیشترین تأثیرگذاری را بر روند تغییرات جنگل‌های مانگرو در کرانه‌های عمان و خلیج فارس داشته‌اند. با این حال، در مناطق مختلف این تأثیرپذیری متفاوت بود. مانگروهای واقع در منطقه قشم بیشترین تأثیرپذیری (با 8/0 R2 برای دمای هوا و 3/0 R2 با دمای سطح دریا) را از این عوامل داشته‌اند. سپس، جنگل‌های مانگرو در سواحل بوشهر بیشترین همبستگی را با این پارامترها نشان داده‌اند. اما این همبستگی در اکوسیستم‌های مانگرو سواحل چابهار کمتر بود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation the effect of environmental parameters on mangrove ecosystems using satellite images

نویسندگان [English]

  • Morteza Sharif 1
  • Sara Attarchi 2

1 Faculty of Geography, Department of Remote Sensing and GIS, Tehran, Iran

2 Assistant professor, University of Tehran, Faculty of Geography, Tehran, Iran

چکیده [English]

Mangrove forests have faced serious challenges in the last two decades due to climate change. Therefore, continuous monitoring of these ecosystems at local and regional levels is necessary to prioritize management measures and provide the desired infrastructure to reduce and/or prevent these tensions. In this study, mangrove forest changes between 2020-2013 were evaluated using satellite images (Landsat 8), HYCOM Data, and meteorological data from meteorological ground stations in the Persian Gulf and the Oman Sea. The results of the study indicate the trend of increasing the Sea surface temperature of the Oman Sea by 0.12 and the Persian Gulf by 0.2 ° C. The Sea surface salinity of the Oman Sea is increasing at a faster rate compared to the Persian Gulf. The average salinity is higher in the Persian Gulf. On the other hand, according to the NDVI index, the rate of change of chlorophyll content of plants in mangrove ecosystems on the coasts of the Persian Gulf was higher than the Oman Sea. The correlation between NDVI index and air temperature, precipitation and Sea surface temperature showed that these factors had the highest influence on the process of mangrove forest changes in the Persian Gulf and the Oman Sea. However, this impact was different in different regions. Mangrove in Qeshm region had the greatest effect (with 0.8 R2 for air temperature and 0.3 R2 Sea surface temperature). Mangrove ecosystems of Chabahar coast have shown the lowest correlation with these parameters

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mangrove forests
  • Sea surface Salinity
  • sea surface temperature
  • Persian Gulf
  • NDVI
  1. .حسینی، سید ع.، غلامی، ح.، اسماعیل پور,، ی.، سردا، آ.، 1400، اثرگزاری سنجه های اقلیمی بر روند تغییر پوشش گیاهی با روی‌کرد تخریب سرزمین در بخش‌هایی از آبخیز خلیج فارس و دریای عمان، پژوهش های آبخیزداری، دوره 34، شماره ،3 پاییز 1400، صفحه 94-74.

    2.رامک، ح.، سیوف جهرمیف م.، اکبریف پ.، 1400، ردیابی توده آب خلیج‌ فارس با استفاده از ویژگی‌های دما و شوری سطحی. نشریه علمی - پژوهشی اقیانوس شناسی، جلد 12، شماره 48، زمستان 1400، صفحه 28-13.

    3.مافی غلامی، د.، بهارلوئی، م.، محمودی، ب.، 1396، بررسی تغییرات گستره جنگل‌های مانگرو با استفاده از (RS and GIS) بررسی موردی: مانگروهای استان هرمزگان، فصلنامه علوم محیطی، جلد 15، شماره 2، صفحه 92-75.

    4.گندمکار، ا.، اژدری، م، خ.، کبیری، ک.، 1399، آشکارسازی تأثیرات آنومالی‌های حرارتی ناشی از سیگنال‌های کلان‌مقیاس جوی-اقیانوسی در رخدادهای سفید شدگی آبسنگ‌های مرجانی خلیج‌فارس، نشریه علمی - پژوهشی اقیانوس شناسی، جلد 11، شماره 43، پاییز 1399، صفحه 70-61.

    1. Alongi, D. .., F. Tirendi, and B. .. Clough. 2000. “Below-Ground Decomposition of Organic Matter in Forests of the Mangroves Rhizophora Stylosa and Avicennia Marina along the Arid Coast of Western Australia.” Aquatic Botany 68(2):97–122.
    2. Alongi, Daniel M. 2008. “Mangrove Forests: Resilience, Protection from Tsunamis, and Responses to Global Climate Change.” Estuarine, Coastal and Shelf Science 76(1):1–13.
    3. Alongi, Daniel M. 2015. “The Impact of Climate Change on Mangrove Forests.” Current Climate Change Reports 1(1):30–39.
    4. Argenti, Fabrizio, Alessandro Lapini, Tiziano Bianchi, and Luciano Alparone. 2013. “A Tutorial on Speckle Reduction in Synthetic Aperture Radar Images.” IEEE Geoscience and Remote Sensing Magazine 1(3):6–35.
    5. Blumstein, Meghan, Andrew Richardson, David Weston, Jin Zhang, Wellington Muchero, and Robin Hopkins. 2020. “A New Perspective on Ecological Prediction Reveals Limits to Climate Adaptation in a Temperate Tree Species.” Current Biology 30(8):1447–53.
    6. Burdon, Jeremy J., and Jiasui Zhan. 2020. “Climate Change and Disease in Plant Communities.” PLoS Biology 18(11):e3000949.
    7. Cai, Wenju, Matthieu Lengaigne, Simon Borlace, Matthew Collins, Tim Cowan, Michael J. McPhaden, Axel Timmermann, Scott Power, Josephine Brown, Christophe Menkes, Arona Ngari, Emmanuel M. Vincent, and Matthew J. Widlansky. 2012. “More Extreme Swings of the South Pacific Convergence Zone Due to Greenhouse Warming.” Nature 488(7411):365–69.
    8. Carugati, Laura, Beatrice Gatto, Eugenio Rastelli, Marco Lo Martire, Caterina Coral, Silvestro Greco, and Roberto Danovaro. 2018. “Impact of Mangrove Forests Degradation on Biodiversity and Ecosystem Functioning.” Scientific Reports 8(1):13298.
    9. Cassata, Laura, and Lindsay B. Collins. 2008. “Coral Reef Communities, Habitats, and Substrates in and near Sanctuary Zones of Ningaloo Marine Park.” Journal of Coastal Research 241:139–51.
    10. Castillo, Yoisy Belen, Kunhyo Kim, and Hyun Seok Kim. 2021. “Thirty-Two Years of Mangrove Forest Land Cover Change in Parita Bay, Panama.” Forest Science and Technology 1–13.
    11. Eslami-Andargoli, L., Per Dale, N. Sipe, and J. Chaseling. 2009. “Mangrove Expansion and Rainfall Patterns in Moreton Bay, Southeast Queensland, Australia.” Estuarine, Coastal and Shelf Science 85(2):292–98.
    12. 2015a. “Global Forest Resources Assessment 2015.” Food and Agriculture Organization.
    13. 2015b. “Global Forest Resources Assessment 2015, (Iran Report).” Forestry Department of FAO 73.
    14. 2020. Global Forest Resources Assessment 2020. FAO.
    15. Gandomkar, Amir, Amir Azhdari, and Keyvan Kabiri. 2020. “Detection of the Effects of Thermal Anomalies Caused by Large-Scale Atmospheric-Oceanic Signals on the Bleaching Events of the Persian Gulf Coral Reefs TT.” JOC 11(43):61–70. (in Persian)
    16. Garraffo, Zulema D., James A. Cummings, Yan Hao Shastri Paturi, Dan Iredell, Todd Spindler, Bhavani Balasubramanian, Ilya Rivin, Hae-Cheol Kim, and Avichal Mehra. 2020. “RTOFS-DA: Real Time Ocean-Sea Ice Coupled Three Dimensional Variational Global Data Assimilative Ocean Forecast System.” Research Activities in Earth System Modelling, Ed. E. Astakhova (Geneva: World Climate Research Programme).
    17. Ghorbanian, Arsalan, Mohammad Kakooei, Meisam Amani, Sahel Mahdavi, Ali Mohammadzadeh, and Mahdi Hasanlou. 2020. “Improved Land Cover Map of Iran Using Sentinel Imagery within Google Earth Engine and a Novel Automatic Workflow for Land Cover Classification Using Migrated Training Samples.” ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 167:276–88.
    18. Gorelick, Noel, Matt Hancher, Mike Dixon, Simon Ilyushchenko, David Thau, and Rebecca Moore. 2017. “Google Earth Engine: Planetary-Scale Geospatial Analysis for Everyone.” Remote Sensing of Environment 202:18–27.
    19. Hamlington, B. D., S. H. Cheon, P. R. Thompson, M. A. Merrifield, R. S. Nerem, R. R. Leben, and K. ‐ Kim. 2016. “An Ongoing Shift in Pacific Ocean Sea Level.” Journal of Geophysical Research: Oceans 121(7):5084–97.
    20. Hosseini, Seyed Ali Reza, Hamid Gholami, Yahya Esmaeilpoor, and Artemi Cerda. 2021. “Effect of the Climatic Parameters on the Trend of Vegetative Land Cover Changes with Land Degradation Approach in the Persian Gulf and Oman Sea Watershed.” Watershed Management Research Journal 34(3):74–94. (in Persian)
    21. Khoorani, A., M. Bineiaz, and H. R. Amiri. 2015. “Mangrove Forest Area Changes Due to Climatic Changes (Case Study: Forest between the Port and the Khamir Island).” Aquat. Ecol 5:100–111.
    22. Kijowska-Oberc, Joanna, Aleksandra M. Staszak, Jan Kamiński, and Ewelina Ratajczak. 2020. “Adaptation of Forest Trees to Rapidly Changing Climate.” Forests 11(2):123.
    23. Knyazikhin, Y., M. A. Schull, P. Stenberg, M. Mottus, M. Rautiainen, Y. Yang, A. Marshak, P. Latorre Carmona, R. K. Kaufmann, P. Lewis, M. I. Disney, V. Vanderbilt, A. B. Davis, F. Baret, S. Jacquemoud, A. Lyapustin, and R. B. Myneni. 2013. “Hyperspectral Remote Sensing of Foliar Nitrogen Content.” Proceedings of the National Academy of Sciences 110(3):E185–92.
    24. Lorenz, Marvin, Knut Klingbeil, and Hans Burchard. 2020. “Numerical Study of the Exchange Flow of the Persian Gulf Using an Extended Total Exchange Flow Analysis Framework.” Journal of Geophysical Research: Oceans 125(2):e2019JC015527.
    25. Lovelock, Catherine E., Maria Fernanda Adame, Vicki Bennion, Matthew Hayes, Ruth Reef, Nadia Santini, and Donald R. Cahoon. 2015. “Sea Level and Turbidity Controls on Mangrove Soil Surface Elevation Change.” Estuarine, Coastal and Shelf Science 153:1–9.
    26. Lovelock, Catherine E., Marilyn C. Ball, Katherine C. Martin, and Ilka C. Feller. 2009. “Nutrient Enrichment Increases Mortality of Mangroves” edited by R. Thompson. PLoS ONE 4(5):e5600.
    27. Lovelock, Catherine E., Donald R. Cahoon, Daniel A. Friess, Glenn R. Guntenspergen, Ken W. Krauss, Ruth Reef, Kerrylee Rogers, Megan L. Saunders, Frida Sidik, Andrew Swales, Neil Saintilan, Le Xuan Thuyen, and Tran Triet. 2015. “The Vulnerability of Indo-Pacific Mangrove Forests to Sea-Level Rise.” Nature 526(7574):559–63.
    28. Lovelock, Catherine E., Ilka C. Feller, Ruth Reef, Sharyn Hickey, and Marilyn C. Ball. 2017. “Mangrove Dieback during Fluctuating Sea Levels.” Scientific Reports 7(1):1680.
    29. Mafi Gholami, Davood, Masoumeh Baharlouii, and Beytollah Mahmoudii. 2017. “Mapping Area Changes of Mangroves Using RS and GIS (Case Study: Mangroves of Hormozgan Province).” Environmental Sciences 15(2):75–92. (in Persian)
    30. Milani, Alireza Salehipour, Razyeh Lak, and Mansour Jafar Beiglu. 2013. “Monitoring the Area and Distribution of Mangrove Forests in the Southern Coasts of Iran.” Journal of Environmental Treatment Techniques 1(3):137–46.
    31. Moon, Jae‐Hong, Y. Tony Song, and HuiKyo Lee. 2015. “PDO and ENSO Modulations Intensified Decadal Sea Level Variability in the Tropical Pacific.” Journal of Geophysical Research: Oceans 120(12):8229–37.
    32. Pous, Stéphane, Pascal Lazure, and Xavier Carton. 2015. “A Model of the General Circulation in the Persian Gulf and in the Strait of Hormuz: Intraseasonal to Interannual Variability.” Continental Shelf Research 94:55–70.
    33. Ramak, Hoseyn, Maryam Soyufjahromi, and Parasto Akbari. 2022. “Persian Gulf Water Mass Tracking by Surface Temperature and Salinity Properties TT.” JOC 12(48):13–28. (in Persian)
    34. Seto, Karen C., and Michail Fragkias. 2007. “Mangrove Conversion and Aquaculture Development in Vietnam: A Remote Sensing-Based Approach for Evaluating the Ramsar Convention on Wetlands.” Global Environmental Change 17(3–4):486–500.
    35. Vo, Quoc Tuan, Natascha Oppelt, Patrick Leinenkugel, and Claudia Kuenzer. 2013. “Remote Sensing in Mapping Mangrove Ecosystems—An Object-Based Approach.” Remote Sensing 5(1):183–201.
    36. Widlansky, Matthew J., Axel Timmermann, and Wenju Cai. 2015. “Future Extreme Sea Level Seesaws in the Tropical Pacific.” Science Advances 1(8).