مدلسازی و پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی با استفاده از مدل ترکیبی ‏CA-ANN‏ ‏ در جنگل‌های مانگرو خمیر و قشم

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی پسادکتری، گروه محیط زیست، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، کرج، ایران

2 استاد گروه محیط زیست، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی، کرج، ایران

چکیده

تغییرات کاربری اراضی به‌عنوان یکی از مهترین تهدیدات انسانی منجر به نابودی تنوع زیستی و کاهش سطح خدمات ‏اکوسیستمی در جنگل‌های مانگرو خمیر و قشم شده است. در این مطالعه به بررسی تغییرات مکانی-زمانی کاربری‌های اراضی ‏در این منطقه با استفاده از مجموعه تصاویر ماهواره‌ای لندست (1989-2023) در سامانه تحت وب گوگل ارث انجین (‏GEE‏) ‏پرداخته شد. علاوه براین، به‌منظور مدل‌سازی و پیش‌بینی این تغییرات، مدل‌‌ ترکیبی شبکه عصبی مصنوعی و اتومای سلولی ‏‏(‏CA-ANN‏)، بر اساس متغیرهای توصیفی ارتفاع، شیب، تراکم جمعیت، فاصله از ‏سکونتگاه‌ها، فاصله از مرکز شهر و فاصله از ‏جاده‌ها مورد بررسی قرار گرفت و نقشه روند احتمالی تغییرات کاربری اراضی برای سال 2060 نیز تهیه شد. در نهایت با ‏استفاده از مدل رگرسیونی حداقل مربعات معمولی (‏OLS‏) به تحلیل میزان تأثیرگذاری این متغیرها بر روند تغییرات ‏کاربری‌های اراضی منطقه پرداخته شد. مطابق نتایج، جنگل‌های مانگرو خمیر و قشم در سال 2023 روند ‏کاهشی را در ‏مقایسه با سال 1989 نشان می‌دهند. ‏‏نتایج پیش‌بینی تغییرات کاربری اراضی نیز نشان داد که، ‏پهنه‌های جزر و مدی و ‏اراضی ‏لخت در سال 2060 افزایش و در مقابل جنگل‌های مانگرو و پهنه‌های آبی کاهش خواهند یافت. ‏همچنین نتایج تحلیل مدل ‏رگرسیونی نشان داد که عمده‌ترین متغیرهای توصیفی تأثیرگذار بر تغییرات کاربری اراضی، شامل فاصله از سکونتگاه‌ها و ‏جاده‌ها به‌دلیل دسترسی بیشتر و امکان توسعهء بالای فعالیت‌های انسانی در این ‏رویشگاه‌های طبیعی است. ‏بدین ترتیب، ‏کنترل روند کاهشی جنگل‌عای مانگرو خمیر و قشم در سال‌های آتی نیازمند برنامه‌ریزی مناسب و ‏مدیریتی یکپارچه در ‏بهره‌وری صحیح از این ذخایر ارزشمند زیستی است. ‏

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Land Use Changes Modeling and Predictions Using CA-ANN Hybrid Model in‎ Khamir and Qeshm Mangrove Forests

نویسندگان [English]

  • Parvaneh Sobhani 1
  • Afshin Danehkar 2
1 Postdoctoral student, Department of Environmental Science, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Professor, Department of Environmental Science, Natural Resources Faculty, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Land use changes as one of the most serious human threats have led to the destruction of ‎biodiversity and the reduction of ecosystem services in the Khamir and Qeshm mangrove ‎forests. In this study, the spatial-temporal land use changes in this area were investigated using ‎the Landsat satellite images (1989-2023) in the Google Earth Engine (GEE) web system. In ‎addition, to model and predict these changes, the hybrid model of artificial neural network and ‎cellular automata (CA-ANN), based on the descriptive variables of height, slope, population ‎density, distance from settlements, distance from the city center and distance from the roads ‎were examined and a map of the possible trend of land use changes for 2060 was also prepared. ‎Finally, using the ordinary least squares (OLS) regression model, the impact of these variables ‎was analyzed on the land use changes in the area. According to the results, the Khamir and ‎Qeshm mangrove forests demonstrate a decreasing trend in 2023 compared to 1989. The results ‎of the prediction of land use changes also revealed that tidal areas and bare lands will increase in ‎‎2060, while mangrove forests and water areas will decrease. Also, the results of the regression ‎model analysis showed that the main descriptive variables affecting land use changes include the ‎distance from settlements and roads due to greater accessibility and the possibility of high ‎development of human activities in these natural habitats. Likewise, controlling the declining ‎trend of Khamir and Qeshm mangrove forests in the future years requires proper planning and ‎integrated management in the correct utilization of these valuable biological reserves.‎

کلیدواژه‌ها [English]

  • Land use
  • CA-ANN hybrid model
  • OLS regression model
  • Khamir and Qeshm mangrove forests