مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

تحلیل تغییرات مکانی-زمانی و ارزیابی یکپارچگی زیستگاه در پارک ملی لار

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 استادیار، گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم آباد، ایران.
2 استاد، گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.
چکیده
تغییرات کاربری/پوشش اراضی ناشی از توسعه فعالیت‌های انسانی یکی از مهم‌ترین تهدیدات شناخته شده در مناطق تحت حفاظت و به‌ویژه پارک‌های ملی می‌باشند. این تغییرات منجر به کاهش یکپارچگی زیستگاه و تنوع زیستی در این ‏اکوسیستم‌های طبیعی و منحصربه‌فرد شده است. در مطالعه حاضر به بررسی تغییرات مکانی-زمانی طبقات ‏کاربری‌/پوشش اراضی پارک ملی لار با استفاده از تصاویر چند طیفی مجموعه ‏Landsat‏ در بازه‌های زمانی 1989-2023 پرداخته شد. علاوه براین، به‌منظور ‏ارزیابی تغییرات ساختار زیستگاه، سنجه‌های سیمای ‏سرزمین (مساحت کلاس، درصد مساحت کلاس‎، تعداد لکه، کل لبه، میانگین شاخص شکل، میانگین نزدیک‌ترین همسایگی و متوسط اندازه لکه) و روند تغییرات آن‌ها در طی سال‌های مورد مطالعه، بررسی شد. بدین ترتیب به‌طور همزمان به بررسی روند تغییرات مکانی-زمانی و اثرات آن بر از هم‌گسیختگی و تهدید پهنه‌های حفاظتی ‏پرداخته شد. مطابق نتایج، مراتع کم تراکم به میزان 1749 هکتار بیشترین روند افزایشی را طی سال‌های 1989 تا 2023 نشان می‌دهند. در مقابل مراتع پرتراکم به میزان 979 هکتار بیشترین روند کاهشی را در بین طبقات کاربری/پوشش اراضی به خود اختصاص داده است. ‏همچنین در پارک ملی لار از بین سنجه‌های مورد مطالعه، سنجه مساحت کلاس (سطح ‏مراتع پر تراکم) طی این سال‌ها با 979 هکتار از بیشترین روند کاهشی برخوردار است، در حالی که سنجه کل ‏لبه (سطح مراتع پر تراکم) با مساحت 280420 هکتار بیشترین روند افزایشی را نشان می‌دهد که حاکی از کاهش یکپارچگی در ساختار زیستگاه، اندازه لکه‌ها و ‏از طرف دیگر افزایش تعداد و ‏پراکندگی آن‌ها است. احیای اتصالات و حفظ کریدورها در بین لکه‌های زیستگاهی، ‏راهبردهای مؤثری برای کنترل ‏تکه تکه شدن زیستگاه و نابودی اکوسیستم‌های طبیعی است که این امر مستلزم ‏ارزیابی میزان تغییرات و یکپارچگی زیستگاه در ‏منطقه است. با توجه به نتایج به‌دست آمده ارزیابی تغییرات ساختاری و از هم‌گسیختگی زیستگاه حاکی از کاهش یکپارچگی و تهدید تنوع زیستی در این منطقه می‌باشد که می‌بایست به‌منظور مدیریتی منسجم و یکپارچه مورد توجه برنامه‌ریزان و تصمیم‌گیران قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Analysis of spatio-temporal changes and assessment of habitat integrity in LarNational Park

نویسندگان English

Parvaneh Sobhani 1
Afshin Danehkar 2
1 Assistant Professor, Department of Natural Resources, Faculty ‎ of Environmental Science, Lorestan University, Khorramabad, ‎Iran.
2 Professor, Department of Natural Resources, ‎Faculty ‎ of Environmental Science, University of Tehran, Karaj, ‎Iran‎.
چکیده English

Land use/land cover changes induced by the development of human activities among the most significant and well-documented threats to protected areas, especially national parks. These changes have resulted in decrease in habitat integrity and biodiversity within these unique natural ecosystems "In the present study, spatio-temporal changes in land use/land cover classes of Lar National Park were examined using multispectral imagery from the Landsat collection for the period 1989–2023."Furthermore, in order to assess changes in habitat structure, landscape metrics (Class Area, Class Area Percentage, Number of Patches, Total Edge, Mean Shape Index, Mean Nearest Neighbor, and Mean Patch Size) were evaluated, along with the trends of these changes during the study period. “Thus, the spatio-temporal change trends and their effects on the fragmentation and threats to protected areas were analyzed simultaneously. According to the results, low-density rangelands, covering an area of 1,749 hectares, exhibited the highest increasing trend during the years 1989 to 2023. In contrast, high-density rangelands of 979 hectares exhibited the most significant decreasing trend among the land use/land cover classes. Additionally, in Lar National Park, among the studied indicators, the class area indicator (area of dense pastures) has shown the greatest decreasing trend during these years with 979 hectares, while the total edge indicator (area of dense pastures) with an area of 280,420 hectares shows the greatest upward trend, indicating a decrease in the integrity of the habitat structure, patch size, and on the other hand, an increase in their number and dispersion. Restoring connections and maintaining corridors between habitat patches are effective strategies for controlling habitat fragmentation and the degradation of natural ecosystems, which requires assessing the extent of changes and integrity of the habitat in the region. According to the obtained results, the assessment of structural changes and habitat fragmentation indicates a decrease in the integrity and threat to biodiversity in this area, which should be taken into account by planners and decision-makers for the purpose of coherent and integrated management.

کلیدواژه‌ها English

Land use/cover changes
Landscape metrics
Habitat integrity
Tehran Province
بازرگان، س.، رجائی، ف.، احمدی میرقائد، ف.، و قلی‌پور، م. (1403). پایش اثرات تغییر کاربری و پوشش اراضی بر کیفیت زیستگاه‌های حوضه آبخیز هراز. بوم‌شناسی کاربردی، (2)13، ۴۹-۶۳.
براتی، ب.، جهانی، ع.، زبردست، ل.، و رایگانی، ب. (1396). ارزیابی یکپارچگی مناطق حفاظت شده با به کارگیری رهیافت اکولوژی ‏سیمای سرزمین (منطقة مورد مطالعه: پارک ملی و پناهگاه حیات وحش کلاه قاضی)، آمایش سرزمین، (1)9)، 153-168.
حق‌وردی، ف.، جهانی، ع.، زبردست، ل.، مخدوم، م.، و گشتاسب، ح. (1397). کمی‌سازی از هم‌گسیختگی زیستگاه حیات‌وحش با استفاده از رهیافت اکولوژی ‏سیمای سرزمین (مطالعه موردی: پارک ملی لار و منطقه حفاظت شده ورجین). محیط زیست جانوری، (4)10، 34-23.‏
زبردست، ل.، یاوری، ا.، صالحی، ا.، و مخدوم، م. (1390). استفاده از متریک اندازه مؤثر شبکه در تحلیل از هم‌گسیختگی پوشش های ‏جنگلی محدوده اثر جاده در پارک ملی گلستان، محیط‌شناسی، (58)37، 20-15.
سازمان حفاظت محیط زیست. (1398). گزارش‌های ‏GIS‏ از مناطق ‏تحت حفاظت ایران. ‏دفتر زیستگاه‌ها و امور مناطق استان تهران.
سازمان حفاظت محیط زیست. (1382). طرح مدیریت پارک ملی لار. دفتر زیستگاه‌ها و امور مناطق استان تهران.
سازمان حفاظت محیط زیست. (1391). طرح مدیریت پارک ملی لار (طرح بازنگری). دفتر زیستگاه‌ها و امور مناطق استان تهران.
سبحانی، پ.، و اسماعیل‌زاده، ح. (1400). ارزیابی و تحلیل روند تغییرات کاربری اراضی در مناطق تحت حفاظت (مطالعه موردی: پارک ملی لار). سنجش از دور و GIS ایران، (2)13، 92-75.
سبحانی، پ.، و دانه‌کار، ا. (1402). روند تغییرات کاربری اراضی و میزان ریسک اکولوژیک در منطقه حفاظت شده حرا. توسعه پایدار محیط جغرافیایی، (9)5، 19-1.
شهیدی‌نژاد، ف.، دانه‌کار، ا.، علیزاده شعبانی، ا.، و سبحانی، پ. (1403). بررسی تصادفات جاده‌ای بر تلفات گونه‌های حیات وحش در استان‌های مختلف کشور. محیط زیست طبیعی، ویژه نامه بوم‌شناسی و مدیریت تنوع زیستی (77)، 211-199.
صادق اوغلی، ر.، جهانی، ع.، علیزاده، شعبانی، ا.، و گشتاسب میگونی، ح. (1398). کمی‌سازی از هم‌گسیختگی سیمای سرزمین به عنوان شاخصی برای ارزیابی ‏زیستگاه حیات وحش (مطالعه موردی: منطقه حفاظت شده جاجرود). محیط زیست جانوری، (1)11، 20-13.‏
Akar, Ö., and Güngör, O. (2012). Classification of multispectral images using Random Forest algorithm. Journal of Geodesy and Geoinformation1(2), 105-112.
Ao, Y., Li, H., Zhu, L., Ali, S., and Yang, Z. (2019). The linear random forest algorithm and its advantages in machine learning assisted logging regression modeling. Journal of Petroleum Science and Engineering174, 776-789.
Arowolo, A. O., Deng, X., Olatunji, O. A., and Obayelu, A. E. (2018). Assessing changes in the value of ecosystem services in response to land-use/land-cover dynamics in Nigeria. Science of the total Environment636, 597-609.
Atasoy, M. (2020). Assessing the impacts of land-use/land-cover change on the development of urban heat island effects. Environment, Development and Sustainability22(8), 7547-7557.
‎Babí Almenar, J., Rugani, B., Geneletti, D., and Brewer, T. (2018). Integration of ecosystem services into a conceptual spatial planning framework based on a landscape ecology perspective. Landscape Ecology33(12), 2047-2059.Baidoo, R., and Obeng, K. (2023). Evaluating the impact of land use and land cover changes on forest ecosystem service values using landsat dataset in the Atwima Nwabiagya North, Ghana. Heliyon9(11).
Banks-Leite, C., Ewers, R. M., Folkard-Tapp, H., and Fraser, A. (2020). Countering the effects of habitat loss, fragmentation, and degradation through habitat restoration. One Earth3(6), 672-676.
Boston, T., Van Dijk, A., Larraondo, P. R., and Thackway, R. (2022). Comparing CNNs and random forests for Landsat image segmentation trained on a large proxy land cover dataset. Remote Sensing14(14), 3396.
Breiman, L. (2001). Random forests. Machine learning45(1), 5-32.
del Castillo, E. M., García-Martin, A., Aladrén, L. A. L., & de Luis, M. (2015). Evaluation of forest cover change using remote sensing techniques and landscape metrics in Moncayo Natural Park (Spain). Applied geography62, 247-255.
Fischer, J., Wirtz, S., and Scherer, V. (2023). Random forest classifier and neural network for fraction identification of refuse-derived fuel images. Fuel341, 127712.
Green, D. G., Klomp, N., Rimmington, G., and Sadedin, S. (2006). Complexity in landscape ecology (Vol. 217). Dordrecht: Springer.
Gupta, A. (2024). Analyzing land use/land cover dynamics in mountain tourism areas: A case study of the core and buffer zones of Sagarmatha and Khaptad national parks, Nepal. Sustainability16(23), 10670.
Hersperger, A. M., Grădinaru, S. R., Pierri Daunt, A. B., Imhof, C. S., and Fan, P. (2021). Landscape ecological concepts in planning: review of recent developments. Landscape ecology36(8), 2329-2345.
Holden, A‏. ‏‎ (2000). Environmental and Tourism, New York, Routledge. ‎
Jaeger, J. A., Bertiller, R., Schwick, C., Müller, K., Steinmeier, C., Ewald, K. C., and Ghazoul, J. (2008). Implementing landscape fragmentation as an indicator in the Swiss Monitoring System of Sustainable Development (MONET). Journal of environmental management88(4), 737-751.
Jaramillo, J. J., Rivas, C. A., Oteros, J., and Navarro-Cerrillo, R. M. (2023). Forest fragmentation and landscape connectivity changes in Ecuadorian mangroves: some hope for the future? Applied Sciences13(8), 5001.
Khan, J. A., Khayyam, U., Waheed, A., and Khokhar, M. F. (2023). Exploring the nexus between land use land cover (LULC) changes and population growth in a planned city of islamabad and unplanned city of Rawalpindi, Pakistan. Heliyon9(2).
Kamusoko, C., and Gamba, J. (2015). Simulating urban growth using a random forest-cellular automaton (RF-CA) model. ISPRS International Journal of Geo-Information4(2), 447-470.
Robert, K. W., Parris, T. M., and Leiserowitz, A. A. (2005). What is sustainable development? Goals, indicators, values, and practice. Environment: science and policy for sustainable development47(3), 8-21.
Li, L., Fassnacht, F. E., and Bürgi, M. (2021). Using a landscape ecological perspective to analyze regime shifts in social–ecological systems: a case study on grassland degradation of the Tibetan Plateau. Landscape Ecology36(8), 2277-2293.
Liu, J., Dietz, T., Carpenter, S. R., Alberti, M., Folke, C., Moran, E., & Taylor, W. W. (2007). Complexity of coupled human and natural systems. science317(5844), 1513-1516.
Majnunian‎, H. (2002). National Parks and Protected Areas (functional values, Publication of the ‎Environment. ‎
Majnunian, H. (2003). Guide to the National Parks planning, practice planning and preparation process for the National Park Management Plan. Publications of Environmental Protection Organization, Tehran, 201.
Maruza, M. I., Gandiwa, E., Muboko, N., Sango, I., Tarakini, T., and Mukomberanwa, N. T. (2024). An Analysis of Land Use and Land Cover Changes, and Implications for Conservation in Mukumbura (Ward 2), Mt Darwin, Zimbabwe, 2002-2022. Open Journal of Ecology14(9), 706-730.
McDonald, A. D., Ferris, T. K., and Wiener, T. A. (2020). Classification of driver distraction: A comprehensive analysis of feature generation, machine learning, and input measures. Human factors62(6), 1019-1035.
McGarigal, K. (1995). FRAGSTATS: spatial pattern analysis program for quantifying landscape structure (Vol. 351). US Department of Agriculture, Forest Service, Pacific Northwest Research Station.
Menbere, I. P. (2021). The implication of land use land cover change on biodiversity conservation: an overview from protected areas in Ethiopia. Journal of Earth and Environmental Sciences Research3(2), 1-15.
Mitchell, G. (1996). Problems and fundamentals of sustainable development indicators. Sustainable development4(1), 1-11.
Morshed, S. R., Fattah, M. A., Haque, M. N., and Morshed, S. Y. (2022). Future ecosystem service value modeling with land cover dynamics by using machine learning based Artificial Neural Network model for Jashore city, Bangladesh. Physics and Chemistry of the Earth, Parts a/b/c126, 103021.
Munthali, M. G., Mustak, S., Adeola, A., Botai, J., Singh, S. K., and Davis, N. (2020). Modelling land use and land cover dynamics of Dedza district of Malawi using hybrid Cellular Automata and Markov model. Remote Sensing Applications: Society and Environment17, 100276.
Peacock, M. M. (2025). Negotiating a Fragmented World: What Do We Know, How Do We Know It, and Where Do We Go from Here? Diversity17(3), 200.
Qi, T., Li, Y., Huang, M., Luo, B., Peng, Z., Wang, W., and Shang, Z. (2024). Land intensification use scenarios based on urban land suitability assessment of the national park. Sustainable Cities and Society102, 105229.
Roy, S. K., Mojumder, P., Chowdhury, M. A. A., and Hasan, M. M. (2025). Evaluating mangrove forest dynamics and fragmentation in Sundarbans, Bangladesh using high-resolution Sentinel-2 satellite images. Global Ecology and Conservation58, e03493.
Sagar, S., Roberts, D., Bala, B., and Lymburner, L. (2017). Extracting the intertidal extent and topography of the Australian coastline from a 28-year time series of Landsat observations. Remote sensing of environment195, 153-169.Sobhani, P., Esmaeilzadeh, H., Barghjelveh, S., Sadeghi, S. M. M., and Marcu, M. V. (2021). Habitat integrity in protected areas threatened by LULC changes and fragmentation: A case study in Tehran province, Iran. Land11(1), 6.
Shimu, S. A., Aktar, M., Afjal, M. I., Nitu, A. M., Uddin, M. P., and Al Mamun, M. (2019, December). NDVI based change detection in Sundarban Mangrove Forest using remote sensing data. In 2019 4th international conference on electrical information and communication technology (EICT) (pp. 1-5). IEEE.Sobhani, P., Esmaeilzadeh, H., Barghjelveh, S., Sadeghi, S. M. M., and Marcu, M. V. (2021). Habitat integrity in protected areas threatened by LULC changes and fragmentation: A case study in Tehran province, Iran. Land11(1), 6.
Sobhani, P., Esmaeilzadeh, H., and Mostafavi, H. (2021). Simulation and impact assessment of future land use and land cover changes in two protected areas in Tehran, Iran. Sustainable Cities and Society75, 103296.
Spencer, D., Haukos, D., Hagen, C., Daniels, M., and Goodin, D. (2017). Conservation Reserve Program mitigates grassland loss in the lesser prairie-chicken range of Kansas. Global Ecology and Conservation9, 21-38.
Wang, Z., Wang, T., Zhang, X., Wang, J., Yang, Y., Sun, Y., Guo, X., Wu, Q., Nepovimova, E., Watson, A. E., and Kuca, K. (2024). Biodiversity conservation in the context of climate change: Facing challenges and management strategies. Science of The Total Environment937, 173377.
Weaver, D. and Oppermann, M. (2000). Tourism Mannagement, Australia, Wiley.
Wolf, I. D., Sobhani, P., and Esmaeilzadeh, H. (2023). Assessing changes in land use/land cover and ecological risk to conserve protected areas in urban–rural contexts. Land12(1), 231.
Xie, H., Wang, P., and Huang, H. (2013). Ecological risk assessment of land use change in the Poyang Lake eco-economic zone, China. International journal of environmental research and public health10(1), 328-346.
Zhang, L., Huettmann, F., Liu, S., Sun, P., Yu, Z., Zhang, X., and Mi, C. (2019). Classification and regression with random forests as a standard method for presence-only data SDMs: a future conservation example using China tree species. Ecological Informatics52, 46-56.
Zou, T., Zhang, J., and Yoshino, K. (2016). Ecological risk assessment of land use change in the northeast China: a case study of Linjiang area. International Journal of Environmental Science and Development7(4), 312.

  • تاریخ دریافت 31 اردیبهشت 1404
  • تاریخ بازنگری 22 تیر 1404
  • تاریخ پذیرش 23 تیر 1404