نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

• مهشید کریمی ¹
• کاکا شاهدی ²
• طیب رضیئی ³
• میرحسن میریعقوب زاده ⁴

¹ گروه آبخیزداری،دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

² دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران

³ پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ دانشکده مرتع و آبخیزداری دانشگاه ارومیه

چکیده

خشکسالی، یکی از بلایای طبیعی است که ممکن است در هر اقلیمی ‌رخ دهد. در دهه‌های اخیر، کشور ایران به طور پیاپی  تحت تأثیر خشکسالی‌های شدید و گسترده قرار داشته و آثار زیانباری بر بخش‌های مختلف اقتصادی از جمله بخش کشاورزی، محیط زیست و منابع آب کشور تحمیل کرده است. امروزه برای شناسایی و تحلیل خشکسالی‌های کشاورزی از شاخص‌های پوشش‌گیاهی که به کمک فن‌آوری سنجش از دور بدست می‌آیند، استفاده می‌شود. بر این اساس، هدف از این پژوهش، بررسی کارایی شاخص‌های پوشش‌گیاهی NDVI، EVI و VCI در شناسایی و تحلیل خشکسالی کشاورزی در حوزه آبخیز کرخه است. برای محاسبه این نمایه‌ها، تصاویر سنجنده مودیس) ماهواره Terra، محصولMOD13A2 ) طی مدت 17 سال در دوره آماری 2000-2017 استفاده شد. دقت نمایه‌های یاد شده با شاخص ZSI محاسبه شده در 11 ایستگاه باران‌سنجی و تبخیرسنجی واقع در حوضه کرخه برای دوره‌ آماری 1379-1396 مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد تغییرات NDVI، EVI و VCI، در ایستگاه‌های مورد مطالعه، در طول دوره‌ آماری تقریبا یکسان است. به‌طوریکه کمترین مقدار پوشش‌گیاهی در سال 1379 و در ایستگاه دهنو، بیشترین مقدار پوشش‌گیاهی در سال 1380 و در ایستگاه هلیلان-سیمره مشاهده شد. اما بررسی ZSI نشان داد از سال 1379 تا 1385 اکثر ایستگاه‌ها با خشکسالی مواجه بوده‌اند. به‌طوریکه در سال‌های 1386، 1387 و 1388 تمامی‌ایستگاه‌ها با خشکسالی‌ شدید مواجه و شدیدترین خشکسالی در سال 1387 رخ داده و ایستگاه نظرآباد، خشک‌ترین ایستگاه در این سال بوده است. سپس به منظور صحت‌سنجی نتایج شاخص‌های گیاهی با شاخص ZSI مورد ارزیابی قرار گرفت. رابطه همبستگی پیرسون بین میانگین شاخص‌های پوشش‌گیاهی  NDVI، EVI و VCI با  میانگین ZSI به ترتیب  برابر با 706/ 0، 725/ 0 و 765/0 است که هر سه شاخص پوشش‌گیاهی با شاخص ZSI در سطح یک درصد معنی دار هستند. همانطور که مشاهده شد با توجه به نتایج، شاخص ZSI تا حدودی نتایج NDVI ، EVI  و VCI را تأیید می‌­کند. اما نتایج این پژوهش، نشان داد که همزمانی وقوع خشکسالی هواشناسی و کشاورزی در تمام سال‌ها وجود ندارد، بنابراین علاوه بر بارش دیگر متغیرهای اقلیمی ‌نیز باید در نظر گرفته شوند.

کلیدواژه‌ها

• خشکسالی- NDVI- EVI
• VCI-حوزه آبخیز کرخه

عنوان مقاله [English]

Analysis of Performance of vegetation indices on agricultural drought using remote sensing technique in Karkheh basin

نویسندگان [English]

• Mahshid karimi ¹
• Kaka Shahedi ²
• Tayebe Raziei ³
• Mirhassan Miryaghoobzadeh ⁴

¹ Department of Watershed Management, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran

² Department of Watershed Management, University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Sari, Iran

³ Watershed Management Research Institute (SCWMRI), Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREO), Tehran, Iran

⁴ Department of Rangeland and Watershed Management, University of Urmia, Iran

چکیده [English]

Drought is one of the natural disasters that may occur in any climate. In recent decades, Iran has been affected by severe droughts and its harmful effects in various sectors, such as agriculture, environment and water resources of the country. Today, vegetation indices, which are obtained through remote sensing technology, are used to identify and analyze agricultural droughts. Accordingly, the aim of this study was to investigate the effectiveness of NDVI, EVI and VCI vegetation indices in agricultural drought identification and analysis in Karkheh basin. In order to calculate these indices, MODIS sensor Images (Terra satellite, MOD13A2 product) were used during the 2000-2017 statistical period. The accuracy of these profiles was evaluated with the ZSI index calculated at 11 meteorological stations located in Karkheh basin for the statistical period of 2000-2017. The results showed that the changes of NDVI, EVI and VCI in the studied stations were approximately the same during the statistical period. Based on NDVI, EVI and VCI values, the lowest and highest vegetation cover was observed in 2000, dehno station and 2001, helilan-seymareh station, respectively. The ZSI survey showed that most stations Faced with droughts from 2000 to 2008, and the most severe drought occurred in 2008, nazarabad station. Then, in order to validation of the results, the vegetation indices with ZSI index were evaluated. Pearson correlation between mean vegetation indices of NDVI, EVI and VCI with mean ZSI was 0.766, 0.725 and 0.776, respectively, and all vegetation indices with ZSI index are significant at 0.99% confidence level.  As seen, according to the results, the ZSI index confirms the results of NDVI, EVI, and VCI. So, according to the results, there is no conformity of meteorological and agricultural droughts in all years,  Therefore, in addition to other precipitation, climate variables should also be considered.

کلیدواژه‌ها [English]

• Drought
• NDVI
• EVI and VCI
• Karkheh basin