بخشی از مقاله
چکیده:
ارزیابی دقیق زیست توده به منظور مدیریت جنگل و درک نقش آن به عنوان منبع کربن، اهمیت بسیار دارد .از آنجا که 50 درصد زیست توده جنگل ها مشتمل بر کربن است، لذا برآورد مقدار زیست توده جنگل ها، از جنبه بررسی مقدار انرژی ذخیره شده در جنگل ها و همچنین تغییرات آب و هوایی در کانون توجه قرار میگیرد. بهترین راه برای برآورد دقیق زیست توده، ایجاد مدل های تخمین بر اساس داده های محلی جمع آوری شده است.
امروزه استفاده از تکنیک های سنجش از دور با کمک داده های محدود زمینی، تحولی شگرف را در تدوین و بهره برداری از اطلاعات مربوط به زیست توده جنگل شکل داده است. نبود معادلات محلی زیست توده و ابهام در برآورد دقیق آن برا اساس معادلات جهانی، این مقاله را به سمت تکوین و توسعه معادلات زیست توده برای جنگل های گیلان-واقع در شمال ایران- رهنمون ساخته است.
در این مقاله بدین منظور به نمونه برداری از جنگل و اندازه گیری پارامترهای مختلف همچون ارتفاع و قطر درختان در منطقه مورد مطالعه پرداخته می شود و با استفاده از روش غیر مخرب، مقدار زیست توده مربوط به آن محاسبه می گردد. سپس با بهره گیری از طول موج های - L , X - سنجنده های TERRA SAR و ALOSPALSAR، و روش تداخل سنجی تفاضلی رادار با روزنه مصنوعی دو مدل رقومی ارتفاعی بدست آمد. سپس با استفاده از تفاضل مدل رقومی ذکر شده میزان ارتفاع محدوده مورد نظر با دقت %79 و مساحت سطح پوشش جنگل ،حجم زیست توده در منطقه مورد مطالعه محاسبه می گردد.
-1 مقدمه
تخمین مقدار زیست توده، در سراسر جهان برای جنگل های زیادی انجام گرفته است. برای نمونه، مقدار زیست توده در بسیاری از مناطق مطالعاتی پوشیده شده از جنگل در دنیا، از طریق برنامه بیولوژیکی بین المللی تخمین زده شده است. برای جنگل های استوایی مشتمل بر زمین های پست تا کوهستانی و مناطق مرطوب تا خیلی خشک نیز این کار انجام شده است. روش ها و منابع داده های گوناگونی برای تخمین زیست توده مورد بررسی قرار می گیرد. به طور کلی روش های تخمین زیست توده شامل روش های اندازه گیری زمینی و سنجش از راه دور می باشد. تخمین زیست توده از طریق اندازه گیری های زمینی مستلزم نمونه برداری مخرب یا اندازه گیری مستقیم است. در این روش به قطع درختان و سپس خشک کردن آنها و اندازه گیری زیست توده نیاز است. این اندازه گیری ها می توانند برای مناطق کوچک به صورت نمونه برداری به کار روند و با استفاده از معادلات آلومتریک به مناطق وسیع تر تعمیم داده شوند.
با اینکه روش مذکور برای مناطق کوچک بسیار دقیق و مستقیم است، لیکن در سطح وسیع و ملی بسیار هزینه بر و زمان بر است، به گونه ای که در واقع می توان گفت انجام آن ناممکن می نماید. داده های سنجش از راه دور از مهم ترین منابع داده ها برای تخمین زیست توده اند. در این روش، زیست توده از طریق ارتباط مستقیم با پاسخ های طیفی، با استفاده از مدل های پارامتریک و غیرپارامتریک و یا از طریق ارتباط های غیر مستقیم با پارامترهای پوشش مانند شاخص برگ - LAI - و قطر و ارتفاع تاج و تنه حاصل از داده های سنجش از راه دور تخمین زده می شود.
LU در سال 2005 به بررسی برآورد زیست توده در جنگل های جوان و متراکم با استفاده از تصاویر ماهواره ای در حوضه آمازون پرداخت. وی دی این مطالعه شاخص های گیاهی VI متفاوت و آنالیزهای بافت را بررسی کرد. مدل های رگرسیون چند متغیره برای انواع داده های تصویر ایجاد گریدند; مانند: باند های تصویر، شاخص های گیاهان، ویژگی های بافت و داده های آماری گیاهان. این مطالعه نشان داد که باند های تصویر و شاخص های گیاهان به تنهایی نمی توانند به مثابه الگویی موثر برای تخمین زیست توده به کار روند، اما مدل های رگرسیون چند متغیره شامل طیف و امضای بافت، تخمین زیست توده را بهبود می بخشند و مدل های ایجاد شده به ویژه برای مناطق دارای پوشش گیاهی متراکم مناسب اند. - - LU D 2005 Li و همکاران در سال 2007 مدل های تحلیلی و رگرسیون برای تخمین زیست توده تالاب در جنوب چین با استفاده از تصاویر Radarsatو TM مورد مطالعه و بررسی قرار دارند.
در این مطالعه نتایج به دست آمده از به کارگیری تصاویر نوری TM و تصاویر راداری Radarsat برای تخمین زیست توده تالاب مقایسه شدند. مدل های تحلیلی و رگرسیون نیز برای استخراج ارتباطات بین داده های سنجش از دور و زیست توده به کار رفتند. مطالعات نشان داد که مدل استفاده شده در تصاویر Radarsat، نقش مهمی در بهبود خطای ریشه دوم میانگین مربعات RMSE و در نتیجه افزایش دقت دارند، در حالی که استفاده از شاخص گیاهی NDVI به تنهایی ممکن است به خطاهایی جدی در تخمین زیست توده بینجامد. - - Li ,2007 Amini و همکاران در سال 2009 روشی برای تخمین زیست توده جنگل بر اساس تصاویر نوری و رادار ارائه کردند.
در این مطالعه، نویز لکه ای تصاویر SAR سنجنده JERS را با استفاده از فیلتر پیشنهادی حذف کرد، و سپس ویژگی های بافت پلات های اندازه گیری شده را استخراج کرد و با استفاده از تبدیل متعامد گرام -اشمیت چهار ویژگی بهینه بافت را شامل کنتراست، انحراف معیار، همبستگی و حداکثر احتمال،برای تخمین زیست توده برگزید. سپس از ترکیب مقادیر چهار باند تصویر نوری سنجنده ALOS و چهار ویژگی بافت بهینه و تصویر SAR برای تخمین زیست توده استفاده شد - , Amini - 2009 از آنجا که تصاویر رادار به دلیل استفاده از باند های ماکروویو و دارا بودن هندسه پهلونگر می توانند اطلاعات دقیقی را از تنه درختان به دست دهند، داده های نوری در تخمین زیست توده دربردارنده ی نواقصی هستند همچون پوشش ابر و اشباع سیگنال به دلیل استفاده از طول موج کوتاه. مطالعات انجام شده ، ارتباط قوی بین زیست توده و بازپراکنش تصاویر رادار با روزنه ی ترکیبی - SAR - را نشان می دهد .
- Li, 2007 - با توجه به این که حدود 60 درصد زیست توده در مولفه های تنه ذخیره می شود و شخاص های گیاهی در بیان آن ضعیف است، نفوذ پذیری داده های راداردر دستیابی به اطلاعات تنه درخت یاری می رسانند. این نفوذ پذیری برای طول موج های مختلف رادار متفاوت است: و مثلا نفوذ باند P و L از باند K و X بیشتر است. در تصاویر رادارست - باند - C نفوذ پذیری به دلیل طول موج کوتاه تر ضعیف است - - Li,2007 با توجه به این که هدف نهایی که محاسبه زیست توده جنگل است، روند انجام کار به شکلی که در ادامه طرح پیشنهاد می گردد.
الف - اندازه گیری پارامترهای مختلف درخت همچون ارتفاع و قطر و زیست توده آن لازم به ذکر است از آنجا که اندازه گیری مستقیم زیست توده مستلزم قطع درختان و انجام اندازه گیری های مختلف در آزمایشگاه است این فرآیند موجب صرف وقت و هزینه بسیار زیادی می شود. به همین خاطر روش های غیر مستقیم محاسبه زیست توده درخت، همچون استفاده از معادلات موجود و یا استفاده از حجم برای تعیین زیست توده درختان به کار می رود. ب - تهیه تصاویر راداری ، اینترفروگرام، فیلتر گذاری و تبدیل فازهای Unwrap شده به DEM ج - زمین مرجع کردن تصویر ، تولید نقشه DEM و کنترل صحت و اعتبار سنجی یافته ها.
د - ارتفاع پوشش گیاهی بر اساس تفاضل بین مدل های ارتفاع دیجیتال زمین بدون پوشش گیاهی - لخت - ،تصویر L باند و مدل های سطح دیجیتال تاج پوشش گیاهان،تصویر X باند بدست می آید.
ه - مساحت سطح پوشش جنگل و محاسبه حجم زیست توده
-2 مواد و روش تحقیق
-1-2 معرفی محدوده مطالعاتی
جنگل دیلمان در موقعیت طول جغرافیایی از 36 درجه و 55 دقیقه و 20 ثانیه تا 37 درجه و 6 دقیقه و 13 ثانیه و عرض جغرافیایی از 49 درجه و 50 دقیقه و 12 ثانیه تا 49 درجه و 45 دقیقه و 7 ثانیه، قرارگرفته است و ارتفاع آن از سطح آب های آزاد بین 20 متر تا 1714 متر که از شمال به رشتهکوه البرز و از شرق به قله درفک جنگل سیاهکل، دیلمان استان گیلان منتهی میشود - شکل. - 1
پوشش گیاهی
گونه های گیاهی مهم جنگل دیلمان شامل افرا، ممرز، پلت، شیردار، راش، توسکا، لیلکی، صنوبر، انار، تمشک، شب خسب، ون، شمشاد، گردو و ملج است و این منطقه یکی از بهترین مناطق برای حفاظت ازنظر تنوع زیست بوده که توانایی ارتقای سطح به یکی از مناطق چهارگانه را دارد.
