تحلیل رابطه ژئومورفولوژی با پوشش گیاهی با تاکید بر معادله خط خاک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

     این پژوهش به منظور بررسی رابطه واحدهای ژئومرفولوژی با پوشش گیاهی حوزه آبخیز زیلبرچای انجام یافته است. برای دستیابی به هدف تحقیق، با استفاده از  عکس‌های هوایی، نقشه پوگرافی و تصاویر ماهواره لندست 8 نقشه واحدهای ژئومرفولوژی استخراج و طی بازدیدهای میدانی تصحیح هندسی شدند و نوع واحدها مطابقت داده شد. نقشه پوشش گیاهی با استفاده از شاخص NDVI از تصاویر ماهواره لندست 8 تهیه شد. معادله رگرسیونی خط خاک در هر یک از واحدهای ژئومرفولوژی با تاکید بر بازتاب باند مادون قرمز نزدیک و باند قرمز برآورد شد. سپس ضرایب همبستگی بین واحدهای ژئومرفولوژی، پوشش گیاهی و شیب معادله خط خاک با سطح معنی‌داری 01/0 درصد محاسبه شدند. پس از محاسبه ضرایب همبستگی به تفکیک برای هر یک از واحدهای ژئومرفولوژی، واحد Qt بیشترین همبستگی منفی با شیب خط خاک به میزان 948/0- و همبستگی مثبت با پوشش گیاهی به میزان 81/0 داشت و واحد mic دارای با شیب خط خاک همبستگی معنی‌دار درسطح 01/0 نداشت در حالیکه با پوشش گیاهی همبستگی مثبت 39/0 را نشان داد. با توجه به نتایج تحقیق چنین اسنتباط شد که با رابطه معنی‌داری بین پوشش گیاهی و شیب معادله خط خاک و واحدهای ژئومرفولوژی برقرار است بطوری که با افزایش شیب خط خاک، پوشش گیاهی همبستگی منفی بیشتری خواهد داشت و واحدهای ژئومرفولوژی که مبین پوشش گیاهی منطقه نیز می‌باشند، بنا به یافته‌های تحقیق رابطه معکوس با شیب معادله خط خاک دارند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Analysis of relationship between geomorphology and vegetation with emphasis on soil coefficient

نویسندگان [English]

  • laila kashi zenoozi
  • haydeh Ara
  • mohammad rahimi
دانشگاه سمنان
چکیده [English]

Introduction
Over the past few decades, various vegetation indices derived from the reflection of various satellite wavelengths (generally a combination of near infrared and infrared bands) have been used to estimate biophysical characteristics of vegetation such as leaf area index (LAI), biomass, Plant growth and percentage of coverage, each of which, depending on the conditions in the study area, has shown good results (Qi et al.,1994; Rondeaux et al., 1996; Huete et al., 1997; Rouse et al., 1974) Generally, vegetation density is affected by a variety of environmental conditions such as climate, soil, geology and geomorphology (Abbate et al., 2006)
 
Materials and Methods
Determination of geomorphologic units, types and facies Providing vegetation map To prepare a vegetation map, Landsat 8 satellite imagery was prepared from Google Earth in 2017 and previewed images containing geometric and radiometric corrections. The NDVI index was extracted from 4 and 5 bands of Landsat 8 satellite images of Zilberchay watershed and classified into 12 classes. In the next step, the canopy measurements in the studied area were carried out within a representative area along the transect line. The purpose of vegetation is the shading level of any one. For this purpose, 1 × 1 m plot was used for vegetation diversity and vegetation form.
 
 
Calculation of soil gradient in each geomorphologic unit
In this study, in order to calculate the soil line equation, the geomorphic units were matched with satellite imagery. In each geomorphologic unit 60 pixels and in the amount of 720 pixels of soil were extracted using the position of geomorphic units and by plotting the reflection values of these pixels in the range The red and infrared bands near the soil line coefficients were calculated for each unit of geomorphology.
 
Calculation of correlation coefficient
To study the type and severity of relationships between geomorphic units and vegetation of the region, as well as the slope of the correlation coefficient line between them. Pearson correlation coefficient was calculated between vegetation values and gradient of soil line and geomorphic units (after encoding them).
 
Results
Since there is a reverse relationship between vegetation and slope of the soil, geomorphology of Zilberchay watershed has a positive correlation with the vegetation cover and showed a negative correlation with the gradient of the soil coefficient. After calculating the correlation coefficients for each geomorphology unit, Qt had the highest negative correlation with the slope of the soil line to -0.988 and positive correlation with vegetation was 0.18 and the mic unit with soil gradient correlation There was no significant difference in the level of 0.01, while the vegetation showed positive correlation of 0.39. Also, the hio unit with the gradient of soil and vegetation cover was Pearson correlation coefficient of -0.45 and 0.62, respectively. The hio unit has more levels of rocky and vegetation-free extinction and a weaker correlation with other units.
 
Discussion
Due to changes in soil characteristics, vegetation cover vegetation indices, which are presented in remote sensing sciences, often have errors. According to studies conducted by some researchers, the NDVI index can not quite accurately indicate the percentage of vegetation in arid regions, and the indicators that consider soil reflection can more accurately determine the percentage of vegetation in the study estimate (Darvishade et al., 2008). The findings of the research also show that each of the geomorphologic facies that have better vegetation cover have a more negative correlation with the soil line coefficient. Regular domain facies, in comparison with irregular domain facies that are better off of vegetation, have the same negative correlation with soil line factor. The soil factor coefficient is a Therefore, for the assessment of vegetation using remote sensing, it is better to use the modified indicators that have been applied to the land line, such as MSAVI, MCARI2, MTVI2 (Alavi Panah, 1390).for reducing the effects of spectral properties of soil on spectral reflections of the crown.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geomorphologic unit
  • Soil coefficient
  • Vegetation cover
  • درویش‌زاده، روشنک.، متکان، علی‌اکبر.، حسینی اصل، امین.، ابراهیمی خوسفی، محسن.، 1390. درصد تخمین درصد پوشش گیاهی منطقه خشک ایران مرکزی با استفاده از تصاویر ماهوارهای (مطالعه موردی: حوزه شیطور بافق). دوفصلنامه علمی پژوهشی خشکبوم، جلد 2، شماره 1، صص 25-38.
  • علوی‌پناه، کاظم.، 1390. اصول سنجش از دور نوین و تفسیر تصاویر ماهواره‌ای و عکس‌های هوایی. انتشارات دانشگاه تهران، 781ص.
  • قراچورلو، م.، اسفندیاری، ف. و دلال‌اوغلی، ع.، 1396. تحلیل رگرسیونی روابط بین ژئومرفولوژی و پوشش گیاهی با تاکید بر مقیاس فضایی (مطالعه موردی، حوضه‌های آبخیز ارسباران: ناپشته‌چای، ایلگینه‌چای و مردانقلم‌چای). پژوهش‌های ژئومرفولوژی کمی، 6(2): 79-98.
  • کاشی‌زنوزی، لیلا.، سعادت، حسین، نامدار، محمد.، 1390. بررسی رابطه‌ی ژئومرفولوژی و پوشش گیاهی در مناطق خشک و نیمه‌خشک ( مطالعه‌ی موردی: حوزه‌ی آبخیز شهرستان مرند). مجموعه مقالات هفتمین همایش ملی علوم و مهندسی آبخیزداری، 7-8 اردیبهشت، اصفهان، 7ص.
  • صحتی، محمدطاهر، نوحه‌گر، احمد.، اسماعیل‌پور، یحیی.، غلامی، حمید.، 1395. مطالعه بیوژئومرفولوژی سازندهای زمین‌شناسی مارنی با تاکید بر پوشش گیاهی (مطالعه موردی: شهرستان لامرد-استان فارس). دو فصلنامه علمی-پژوهشی خشکبوم، جلد 6، شماره 2، صص 25-38.
  • متاجی اسدا...،. بابایی کفایی،ساسان، 1386. بررسی جوامع گیاهی و شرایط فیزیوگرافیکی به منظور تهیه نیمرخ جوامع جنگلی شمال ایران (مطالعه موردی: جنگل خیرود کنار نوشهر). فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 14، شماره 3، صص 258-268.
  • میرشفیعی، سیده سمیه.، 1390. بررسی تاثیر عوامل ژئومرفولوژی با تاکید فرم و فرایند بر روی نوع و تراکم پوشش گیاهی با استفاده از GIS. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه حکیم سبزواری، دانشکده جغرافیا و غلوم محیطی.
  • Abbate, G., Cavalli, R. M., Pascucci, S., Pignatti, S. and Poscolieri, M., 2006. Relations
  • between Morphological Settings and Vegetation Covers in a Medium Relief Landscape of Central Italy. Annals of Geophysics, 49,pp 153-165.
  • Aman, A. R. and Riamanantena, H. P., Podaire, A., & Froutin, R.,1992. Upscale integration of normalized difference vegetation index: The problem of spatial heterogeneity. IEEE Transactions on. Geoscience & Remote Sensing, pp326−338.
  • Burgan, R. E., Hartford, R. A. and Eidenshink,  J. C., 1996. Using NDVI to assess
  • departure from average greenness & its relation to the fire business(pp. 8). Intermountain Research Station: USDA. Forest Service.
  • Butler, D. R., 1995. Zoogeomorphology: Animals as Geomorphic Agents. Cambridge -University Press, Cambridge, UK. 231 pp.
  • Butler, D. R., Malanson, G. P., Walsh, S. J. and Fagre, D. B., 2007. Influences of geomorphology and geology on alpine treeline in the American West—more important than climatic influences? Physical Geography, 28, pp434–450.
  • Casalini, A. I. and Bisigato, A. J., 2017. Geomorphology and soils control vegetation heterogeneity through differential species establishment at an arid ecotone. Arid Environment, 147:83-97.
  • Darvishzadeh, R., Skidmore, A., Atzberger, C., & Wieren, S., 2008. Estimation of vegetation LAI from hyperspectral reflectance data: Effects of soil type and plant architecture. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 10, 358-373.
  • Koppad, A.G., Tikhile, P., 2013. Influence of topography on spatial distribution of vegetation in Uttara Kannada district. International Journal of Environmental Biology, 3(3), pp. 96-99.
  • Marston, R, A., 2010. Geomorphology and vegetation on hillslopes: Interactions,
  • dependencies, and feedback loops. Geomorphology, 116,pp 206-217.
  • Mokarram, M., Sathyamoorthy, D., 2016. Relationship between landform classification and
  • vegetation (case study: southwest of Fars province, Iran). Geosciences, 8:302-309.
  • Parker, K. C. and Bendix, J., 1996. Landscape-scale geomorphic influences on vegetation patterns in four environments. Physical Geography,17,pp 113–141.
  • Qi, J., Chehbouni, A., Huete, A. R. and Kerr, Y. H., Sorooshian, S., 1994. A Modified Soil Adjusted Vegetation Index (MSAVI). Remote Sensing of Environment, 48, pp119-126.
  • Richardson, A. J. and Wieg, C. L., 1977. Distinguishing vegetation from soil background information. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, 43, pp1541–1552.
  • Rondeaux, G., Steven, M. and Baret, F., 1996. Optimisation of soil-adjusted vegetation indices. Remote Sensing of Environment, 55, pp95−107.
  • Rouse, J. W., Haas, R. H., Schell, J. A., Deering, D. W. and Harlan, J. C., 1974. Monitoring the vernal advancement of retrogradation of natural vegetation. NASA/GSFC, Type III, final report, Greenbelt,MD.
  • Shaw, J. R. and Cooper, D. J., 2008. Linkages among watersheds, stream reaches, and riparian vegetation in dryland ephemeral stream networks, Journal of Hydrology, 350,pp 68-82.
  • Smith, S., Silva, J. F., Farinas, M. R., 2005. Geomorphology, soil texture and tree density in eastern Venezuela, Ecotropicos, 18,pp 21-29.
  • Wang, Y., Hou, X., Wang, M., Wu, L., Ying, L., Feng, Y., 2012. Topographic controls on vegetation index in a hilly landscape: a case study in the Jiaodong Peninsula, eastern China. Environmental  Earth Sciences, 70 (2), pp. 625-634.