کاربرد سنجش‌ازدور در ارزیابی ساختار سیمای سرزمین شهری مناطق خشک (مطالعه موردی: شهر یزد، ایران)

پیشینه و هدف رشد جمعیت و گسترش شهرنشینی سبب تغییرات زیاد پوشش و کاربری اراضی شده که به‌طور گسترده‌ای بر ساختار، عملکرد و خدمات اکوسیستم تأثیر می‌گذارد. از سال 2008 بیش از نیمی از جمعیت جهان در مناطق شهری زندگی می­ کنند که طبق پیش‌بینی سازمان ملل تا سال 2050، 80 درصد جمعیت جهانی شهری خواهد شد و این افزایش مداوم موجب گسترش سریع مناطق شهری می ­شود. اکثر این شهرها در کشورهای درحال‌توسعه، به‌ویژه در آسیا و آفریقا واقع‌شده‌اند که بخش قابل‌توجهی از آن­ها، کشورهای خشک و نیمه‌خشک هستند. برآوردها نشان می ­دهد که 85 درصد از کل اراضی ایران تحت تأثیر شرایط خشک و نیمه‌خشک هستند. مناطق خشک با اقلیم خشک، پوشش گیاهی تنک، کمبود آب، بارش محدود و محیط­زیست بسیار شکننده مشخص می­ شوند. این ویژگی­ ها باعث شکننده شدن اکوسیستم ­های شهری می ­شوند. با توجه به اینکه عملکرد و کارکردهای محیطی به ترکیب و توزیع عناصر ساختاری آن‌ها بستگی دارد، برای درک بهتر پویایی سیمای سرزمین، بررسی تغییرات الگوهای مکانی ضروری است. اطلاعات تغییرات کاربری‌ها درگذر زمان می‌تواند تغییرات آتی را پیش‌بینی کرده و همچنین در شناخت توان و استعداد اراضی کاربرد دارند که می‌تواند در دستیابی به برنامه‌ریزی و طراحی اصولی و پایدار کمک کرده و روند نامناسب تغییرات اراضی را تعیین و از گسترش آن جلوگیری کرد. برای شناسایی این الگوی مکانی و تغییرات آن از سنجه‌های سیمای سرزمین می‌توان استفاده کرد. کمی سازی تغییرات در سیمای سرزمین با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین صورت می‌پذیرد و برای تحلیل و برنامه‌ریزی کاربری‌ها مورداستفاده قرار می­ گیرد. سنجه‌ها ابزار مناسبی برای طراحی و یافتن ارتباط دقیق بین ساختار و عملکرد کاربری‌های سیمای سرزمین هستند. بر همین اساس در این پژوهش سعی شده است تا با بررسی و اندازه‌گیری تغییرات ساختار سرزمین شهری شهر یزد با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین در طی سه دهه در این منطقه از تخریب و تکه‌تکه شدن الگوهای طبیعی جلوگیری شود و به برنامه ریزان و سیاست‌گذاران برای جهت‌گیری توسعه پایدار شهری کمک کند. هدف این مطالعه کمی سازی و اندازه‌ گیری تغییرات الگوهای مکانی پوشش اراضی شهر یزد با استفاده از سنجه‌های سیمای سرزمین در دو سطح طبقه و سیمای سرزمین در طی دوره 27 سال است. همچنین توزیع و ترکیب الگوی فضایی پوشش اراضی در دو سطح لکه ­های سبز و ساخته‌شده که نقش عمده‌ای بر کارکرد اکوسیستم دارند، موردبررسی قرار گرفت. مواد و روش ­ها در این پژوهش از تصاویر ماهواره‌ای لندست 5 به تاریخ 1371 و لندست 8 به تاریخ 1397 استفاده‌ شد. پس از انجام تصحیحات لازم بر روی تصاویر ماهواره‌ای، طبقه‌بندی نظارت‌شده به روش حداکثر احتمال انجام شد. با توجه به تنوع پوشش‌های موجود در منطقه، سه‌طبقه شامل اراضی بایر، پوشش گیاهی و شهری مورد شناسایی و طبقه‌بندی قرار گرفت. به‌منظور بررسی دقت طبقه‌بندی تصاویر، از ماتریس خطا و محاسبه پارامترهای آماری ضریب کاپا و صحت کلی استفاده شد. ضریب کاپا و صحت کلی تصاویر طبقه‌بندی‌شده سال 1370 و 1397 به ترتیب 0.83، 96 درصد و 0.81، 90 درصد به دست آمد. با استفاده از نرم‌افزار فرگاستات Fragstats  برای محاسبه‌ی سنجه ­های سیمای سرزمین استفاده شد. در مطالعه حاضر با توجه به هدف تحقیق، سنجه­ های مساحت لکه (CA)، تعداد لکه (NP)، درصد مساحت لکه (PLAND)، میانگین اندازه لکه (AREA)، فشردگی لکه (GYRATE)، نزدیک­ترین فاصله اقلیدسی (ENN)، و پیوستگی (CONTAGE) در سطح کلاس و سیمای سرزمین انتخاب و مورداندازه ‌گیری قرار گرفتند. نتایج و بحث در این مطالعه با بررسی سنجه­ های مختلف در دو مقیاس کلاس و سیمای سرزمین استنباط شد که سیمای سرزمین در طبقه اراضی بایر و پوشش گیاهی در حال خرد شدن و گسستگی بیشتر در طی دوره زمانی موردبررسی است. درحالی‌که پوشش شهری در طی این مدت یکپارچه ­تر و مساحت بیشتری را در برگرفته است که نشان‌دهنده آثار مخرب فعالیت­ های انسانی بر محیط­زیست است. طی دوره موردمطالعه بیشترین افزایش مساحت نسبت به سایر طبقه­ ها، متعلق به طبقه پوشش شهری است، در این مطالعه بیشترین تعداد لکه نسبت به سایر طبقه­ ها را طبقه پوشش گیاهی داشته است. تعداد لکه­های پوشش گیاهی طی دوره مطالعه افزایش و تعداد لکه­ های اراضی بایر و پوشش شهری کاهش‌یافته است. نتایج حاصل از این سنجه در کنار سنجه مساحت، نشان‌دهنده پدیده خرد دانه شدن پوشش گیاهی در شهر یزد است. تغییر کاربری­ های کشاورزی و باغداری به مناطق مسکونی باعث ازهم‌گسیختگی لکه­ های پوشش گیاهی شده است. متوسط اندازه لکه در کلاس پوشش شهری افزایش و در دوطبقه پوشش گیاهی و اراضی بایر کاهش‌یافته که نشان می ­دهد سطح نفوذناپذیر در شهر موردمطالعه افزایش‌یافته و سطح به هم پیوست ه­ای را به وجود آورده­اند. سنجه میانگین فاصله هر سلول در لکه با مرکز ثقل در دو کلاس اراضی بایر و پوشش گیاهی کاهش‌یافته و بیشترین کاهش مربوط به کلاس پوشش گیاهی است که نشان‌دهنده کاهش فشردگی این لکه­ها است. سنجه نزدیک‌ترین فاصله اقلیدسی لکه ­ها در تمامی کاربری­ها افزایش‌یافته است که بیشترین میزان مربوط به اراضی بایر است. نتیجه­ گیری نتایج حاصل از بررسی تغییرات سنجه مساحت کلاس نشان‌دهنده این است که مساحت کاربری اراضی شهری طی دوره موردبررسی به میزان 4346.82 هکتار افزایش‌یافته است. دلیل این امر، افزایش جمعیت شهر یزد است. در سال 1370 جمعیت این شهر 275298 نفر بوده و در سال 1397 به 529673 نفر رسیده است؛ یعنی به میزان 254375 نفر افزایش جمعیت داشته است؛ بنابراین به فضای بیشتری جهت رشد و گسترش شهر نیاز است که سبب توسعه فیزیکی کاربری ساخت‌وساز می‌شود. در اثر گسترش فضایی شهر، حدود 1667.61 هکتار از اراضی کشاورزی و باغات موجود در شهر یزد از بین رفته و در محدوده خدماتی شهر ادغام‌شده و به زیرساخت‌های شهری تبدیل‌شده است. افزایش زیرساخت و فعالیت‌های انسانی بدون توجه به ظرفیت و توان اکولوژیکی این منطقه، می‌تواند مشکلات زیست ‌محیطی بسیاری را به دنبال داشته باشد. ازاین‌رو برای جلوگیری از تخریب بیشتر محیط‌زیست و کاهش کیفیت آن لازم است برنامه­های پایش و ارزیابی الگوهای پراکنش کاربری اراضی به‌طور مداوم اندازه­ گیری شود تا بتوانند به‌عنوان راهنمایی برای ارزیابی وضعیت موجود اکوسیستم شهری کاربردی باشند.