تغییرات زمانی-مکانی آتش سوزی نواحی رویشی ایران مبتنی بر برونداد سنجنده MODIS

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری اقلیم شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

2 دانشیار اقلیم شناسی، دانشکده علوم زمین، دانشگاه شهید بهشتی، تهران

3 پژوهشگر پسادکتری اقلیم شناسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد

چکیده

افزایش فعالیت آتش‌سوزی‌ در بسیاری از عرصه‌های رویشی ایران در دهه‌های اخیر نگرانی‌ها را در مورد پیامدهای کوتاه‌مدت و بلندمدت ناشی از آن افزایش داده است. آتش‌سوزی‌ جنگل‌ها و مراتع بر کمیت، کیفیت و سلامت اکوسیستم‌های طبیعی تاثیر خواهد داشت. گام اول در مهار و پیش‌گیری از آتش‌سوزی جنگل‌ها پایش دقیق آن است. لذا این پژوهش با هدف برآورد مساحت گستره‌های آتش‌سوزی و شناسایی تغییرات زمانی-مکانی این رخدادها در نواحی رویشی ایران انجام شده است. برای دستیابی به این هدف از داده‌های سنجنده MODIS ماهواره TERRA شامل محصولات آتش‌سوزی فعال (MOD14A1) و مناطق سوخته شده (MCD64A1) در یک دوره 20 ساله (2020-2001) استفاده شده است. نتایج نشان داد که بیشینه گستره آتش‌سوزی در نواحی رویشی ایران مربوط به ماه ژوئیه می‌باشد که حدود 4100 هکتار از اراضی ایران را در بر می‌گیرد. در این ماه بخش وسیعی از جنگل‌های کشور بخصوص در قسمت‌های شمال غربی در ناحیه رویشی ارسباران دارای رخداد آتش‌سوزی می‌باشد. در مقابل، کمینه مقدار گستره‌های آتش‌سوزی در نواحی رویشی ایران مربوط به ماه آوریل می‌باشد که به صورت دو پهنه محدود در شمال غرب و غرب کشور مشاهده شد. به جهت زمانی بیشینه رخدادهای آتش سوزی جنگل در ماه‌های گرم و خشک سال شامل ژوئن، ژوئیه، اوت و سپتامبر در نوار غربی کشور در رویشگاه زاگرس رخ داده است. همبستگی خطی بین مناطق سوخته شده و مناطق دارای آتش سوزی فعال در ایران نشان داد که یک ارتباط معنی‌دار بین این دو محصول ماهواره‌ای وجود دارد. این ارتباط نشان می‌دهد مناطق سوخته شده در نواحی رویشی ایران جز کانون‌های فعال آتش سوزی جنگل هستند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Spatiotemporal changes of forest fire in vegetation areas of Iran based on MODIS sensor

نویسندگان [English]

  • Kobra Shojaeizadeh 1
  • Mahmoud Ahmadi 2
  • Abbasali Dadashi-Roudbari 3
1 PhD student of Climatology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Associate Professor of Climatology, Faculty of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
3 Postdoctoral Research Associate of Climatology, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

The increase in fire activity in many regions of Iran in recent decades has raised concerns about the short-term and long-term consequences. Forest and pasture fires will affect the quantity, quality, and health of natural ecosystems. The first step in controlling and preventing forest fires is monitoring. Therefore, this study was conducted to estimate ​​fire areas and identify the spatial-temporal changes of these events in the vegetation areas of Iran. To achieve this goal, TERRA satellite MODIS sensor data including active fire products (MOD14A1) and burned areas (MCD64A1) for 20 years (2001-2020) have been used. The results showed that the maximum extent of fires in the vegetation areas of Iran is related to July, which covers about 4100 hectares. This month, a large part of the country's forests, especially in the northwestern parts of the Arasbaran vegetation area, has caught fire. In contrast, the minimum amount of fire areas in the vegetation areas of Iran is related to April, which was observed as two limited zones in the northwest and west of the country. Due to the maximum time of forest fires in the hot and dry months of the year, including June, July, August, and September in the western part of the country in the Zagros. The linear correlation between the burned areas and the areas with active fires in Iran showed that there is a significant relationship between these two satellite products. This connection shows that the burned areas in the vegetation areas of Iran are among the active centers of forest fires.

کلیدواژه‌ها [English]

  • forest fire
  • active fire
  • MODIS sensor
  • Iran
ابراهیمی، حمید؛ رسولی، علی اکبر؛ مختاری، داوود. (1397). بررسی تغییرات خطر آتش سوزی و عوامل مؤثر بر آن با استفاده از مدل حداکثر بی نظمی, مطالعه موردی: جنگل ها و مراتع استان آذربایجان شرقی. جغرافیا و مخاطرات محیطی،7 (1)، 57-73.
احمدزاده، بهروز؛ فقهی، جهانگیر؛ شیروانی، انوشیروان. (1398). پهنه بندی خطر و برنامه ریزی پیشگیری و مبارزه با آتش‌سوزی در جنگل‌های ارسباران، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته مهندسی منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی تهران.
اسکندری، سعیده. (1394). رابطه بین تغییر اقلیم و آتش سوزی در جنگل های استان گلستان. تحقیقات حمایت و حفاظت جنگلها و مراتع ایران، 13(1)،1-10.
اسکندری، سعیده؛ جلیلوند، حمید. (1396). تأثیر تغییرات آب و هوایی بر رژیم آتش سوزی جنگل های نکا و بهشهر، تحقیقات حمایت و حفاظت جنگلها و مراتع ایران، 15(1)، 30-39.
اکبرزاده، جلال؛ سرکارگر اردکانی، علی؛ محمدزاده، علی. (1391). مقایسه و ارزیابی روشهای متداول کشف آتش و بررسی تاثیر دما و رطوبت در دقت آشکارسازی نقاط ثابت آتش سوزی توسط سنجنده MODIS. پایان نامه ی کارشناسی ارشد، رشته عمران نقشه برداری گرایش فتوگرامتری، دانشکده مهندسی نقشه برداری (ژئودزی و ژئوماتیک) دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.
امامی، حسن؛ شهریاری، حسن. (1398). کمّی سازی عوامل محیطی و انسانی در وقوع آتش سوزی جنگل با روش های RS و GIS؛ مناطق حفاظت شده ارسباران. فصلنامه علمی- پژوهشی اطلاعات جغرافیایی  سپهر، 28(112)، 35-53.
بیرانوند، عطیه، بابایی کفاکی، ساسان، کیادلیری، هادی. (1390). بررسی تاثیر عوامل اکولوژیک بر توسعه آتش سوزی در اکوسیستم های جنگلی (مطالعه موردی: کاکا رضا- لرستان). تحقیقات منابع طبیعی تجدید شونده،2(2)،13-1.
پورشکوری الله ده، فرخ ؛ درویش صفت، علی اصغر ؛ صمد زادگان، فرهاد ؛ عطارد، پدرام ؛ سلیاری، جواد . (۱۳۹۳). ارزیابی الگوریتم جهانی کشف آتش در شناسایی آتش فعال در عرصه های منابع طبیعی به کمک تصاویر سنجنده (MODIS) مطالعه موردی: پارک ملی گلستان، فصلنامه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل، ۲۰(۴)، ۸۱.
پورشکوری اله ده، فرخ؛ درویش صفت، علی اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛  عطارد، پدرام. (1393). کارایی تصاویر سنجندة MODIS و الگوریتم جهانی کشف آتش برای شناسایی آتش فعال در جنگل‏های زاگرس. جنگل و فرآورده های چوب، 67(2)، 213-201.
پورشکوری اله ده، فرخ؛ درویش صفت، علی اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛ عطارد، پدرام. (1392). صحت سنجی محصول آتش سنجنده MODIS در جنگل های شمال ایران در سال 1388. همایش ملی ژئوماتیک، 20(2)، 90-81
تارنمای رسمی سازمان جنگلها، مراتع و ابخیزداری کشور، 1399/05/27،ش: 75938.
جانباز قبادی، غلامرضا .(1389). بررسی مناطق خطر آتش سوزی جنگل در استان گلستان، بر اساس شاخص خطر آتش سوزی (FRSI) با بهره گیری از تکنیک (GIS). تحلیل فضایی مخاطرات محیطی،6(3)،102-89.
حسینیان، الهه؛ وظیفه دوست، مجید. (1392). شناسایی مناطق دارای پتانسیل آتش در جنگلهای استان گیلان با استفاده از تصاویر سنجنده (MODIS) مطالعه موردی: شهرستان شفت. همایش ملی ژئوماتیک،1392.
زرع کار، آزاده؛ کاظمی زمانی، بهاره؛ قربانی، ساره؛ عاشق معلا، مریم؛ جعفری، حمیدرضا. (1392). تهیه نقشه پراکندگی فضایی خطر آتش سوزی جنگل با استفاده از روش تصمیم گیری چندمعیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: سه حوزه جنگلی در استان گیلان)، تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21(2)، 218-230.
عزیزی، معصومه؛ پوررضا، مرتضی؛ خسروی، محمد. (1399). تغییرات زمانی و مکانی رخدادهای آتش سوزی در  عرصه های طبیعی استان کرمانشاه و ارتباط آن با عوامل محیطی، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته علوم مهندسی جنگل، دانشگاه رازی کرمانشاه.
غلام رضایی، اشکان؛ پوررضا، مرتضی؛ خسروی، محمد. (1399). تغییرات زمانی و مکانی گستره های آتش سوزی در اکوسیستم جنگل های زاگرس (استان کرمانشاه)، پایان نامه کارشناسی ارشد، رشته علوم مهندسی جنگل، دانشگاه رازی کرمانشاه.
فرج زاده اصل، منوچهر؛ قویدل رحیمی، یوسف؛ مکری، ساحل.(1394). تجزیه و تحلیل آتش سوزی جنگل با منشا آب و هوایی با داده های ماهواره ای در منطقه البرز، تحلیل فضایی مخاطرات محیطی، 2(3)،104-83.
گراوند، سودابه؛ یارعلی، نبی الله؛ صادقی کاجی، حمدالله. (1392). الگوی مکانی و نقشه خطر وقوع آتش‌سوزی در اراضی طبیعی استان لرستان. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21(2), 231-242.
محمدی، فریده؛ شعبانیان، نقی؛ پورهاشمی، مهدی؛ فاتحی، پرویز. (1389). تهیه نقشه خطر آتش سوزی جنگل با استفاده از GIS و AHP در بخشی از جنگلهای پاوه. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران،18(4)، 569-586.
محمدی، حسین؛ یلمه، اسماعیل. (1392). تحلیل آماری - همدیدی آتش سوزی جنگل در استان گلستان (مطالعه موردی :روزهای 25 آذر و 18 بهمن سال 1384). پژوهش های اقلیم شناسی، 1392(15)، 63-80.
مرکز پژوهش­های مجلس شواری اسلامی (1399). علل، آثار، چالش ها و راهکارهای مقابله با آتش سوزی‏های جنگل ها و مراتع کشور، گزارش کارشناسی با شماره 17288، تهران.
نبی پور، نسرین؛ بذرافشان، جواد؛ قهرمان، نوذر. (1394). بررسی رابطه بین خشکسالی و آتش سوزی های جنگلی در استان گلستان، مازندران و گیلان. کنفرانس بین المللی توسعه با محوریت کشاورزی ، محیط زیست و گردشگری،تبریز.
Belcher, C. M., Yearsley, J. M., Hadden, R. M., McElwain, J. C., & Rein, G. (2010). Baseline intrinsic flammability of Earth’s ecosystems is estimated from paleo atmospheric oxygen over the past 350 million years. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(52), 22448-22453.
Berenguer, E., Carvalho, N., Anderson, L. O., Aragão, L. E., França, F., & Barlow, J. (2021). Improving the spatial‐temporal analysis of Amazonian fires. Global Change Biology27(3), 469-471.
Bonazountas, M., Kallidromitou, D., Kassomenos, P., & Passas, N. (2007). A decision support system for managing forest fire casualties. Journal of Environmental Management, 84(4), 412-418.
Bubb, I. E., & Williams, Z. B. (2022). Spatial and temporal patterns of fire on Saipan, CNMI. Pacific Science76(1), 1-15.
Cardil, A., Eastaugh, C. S., & Molina, D. M. (2015). Extreme temperature conditions and wildland fires in Spain. Theoretical and applied climatology, 122(1), 219-228.
Chen, Z., Zhu, J., & Zhou, M. (2015). How does a servant leader fuel the service fire? A multilevel model of servant leadership, individual self-identity, group competition climate, and customer service performance. Journal of applied psychology, 100(2),511.
Chuvieco, E. (1991). Fundamentos de teledetección espacial. Estudios Geográficos, 52(203), 371.
Countryman, C. M. (1972). The fire environment concept. USDA forest service, pacific southwest forest, and range experiment station. General Technical Report PSW, 7, 12.
Giglio, L., Csiszar, I., & Justice, C. O. (2006). Global distribution and seasonality of active fires as observed with the Terra and Aqua Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensors. Journal of geophysical research: Biogeosciences, 111(G2).
Giglio, L., Descloitres, J., Justice, C. O., & Kaufman, Y. J. (2003). An enhanced contextual fire detection algorithm for MODIS. Remote sensing of environment, 87(2-3), 273-282.
Giglio, L., Schroeder, W., & Justice, C. O. (2016). The collection of 6 MODIS active fire detection algorithms and fire products. Remote sensing of environment, 178, 31-41.
Gonçalves, A. C., & Sousa, A. M. (2017). The fire in the Mediterranean region: a case study of forest fires in Portugal. Mediterranean Identities-Environment, Society, Culture; Fuerst-Bielis, B., Ed, 305-335.
Hawbaker, T. J., Radeloff, V. C., Syphard, A. D., Zhu, Z., & Stewart, S. I. (2008). Detection rates of the MODIS active fire product in the United States. Remote Sensing of Environment, 112(5), 2656-2664.
Humber, M. L., Boschetti, L., Giglio, L., & Justice, C. O. (2019). Spatial and temporal intercomparison of four global burned area products. International journal of digital earth, 12(4), 460-484.
Khanal, S. (2015). Wildfire trends in Nepal based on MODIS burnt-area data. Banko Janakari, 25(1), 76-79.
Kirdyanov, A. V., Saurer, M., Siegwolf, R., Knorre, A. A., Prokushkin, A. S., Churakova, O. V., ... & Büntgen, U. (2020). Long-term ecological consequences of forest fires in the continuous permafrost zone of Siberia. Environmental Research Letters, 15(3), 034061.
Kuter, N., & Kuter, S. (2018). Investigation of wildfires at forested landscapes: a novel contribution to nonparametric density mapping at a regional scale. Appl Ecol Environ Res, 16(4), 4701-4716.
Li, S., & Banerjee, T. (2021). Spatial and temporal pattern of wildfires in California from 2000 to 2019. Scientific reports, 11(1),1-17.
Marín, P. G., Julio, C. J., Dante Arturo, R. T., & Daniel Jose, V. N. (2018). Drought and spatiotemporal variability of forest fires across Mexico. Chinese Geographical Science, 28(1), 25-37.
McLemore, sh.) 2017(. Spatio-Temporal Analysis of Wildfire Incidence in the State of Florida, Master of Science thesis, Geographic Information Science and Technology, Faculty of the USC Graduate School, University of Southern California,92p.
Nunes, A. N., Lourenço, L., & Meira, A. C. (2016). Exploring spatial patterns and drivers of forest fires in Portugal (1980-2014). Science of the Total Environment,573,1190-1202.
Pereira, M., Parente, J., & Tonini, M. (2022). Spatial and temporal characterization of wildfires, human and biophysical factors in Portugal (No. EGU22-9277). Copernicus Meetings.
Philip, S. (2007, March). Active fire detection using remote sensing based polar-orbiting and geostationary observations: an approach towards near real-time fire monitoring. ITC.
Qu, J. J., Wang, W., Dasgupta, S., & Hao, X. (2008). Active fire monitoring and fire danger potential detection from space: A review. Frontiers of Earth Science in China, 2(4), 479-486.
Renard Q, Pe´lissier R, Ramesh BR, Kodandapani N (2012) Environmental susceptibility model for predicting forest fire occurrence in the Western Ghats of India. International Journal of Wildland Fire 21, 368–379. doi:10.1071/WF10109
San-Miguel-Ayanz, J., Rodrigues, M., Oliveira, S. S. D., Pacheco, C. K., Moreira, F., Duguy, B., & Camia, A. (2012). Land cover change and fire regime in the European Mediterranean region. In Post-fire management and restoration of southern European forests (pp. 21-43). Springer, Dordrecht.
Semeraro, T., Mastroleo, G., Aretano, R., Facchinetti, G., Zurlini, G., & Petrosillo, I. (2016). GIS Fuzzy Expert System for the assessment of ecosystems vulnerability to fire in managing Mediterranean natural protected areas. Journal of environmental management, 168, 94-103.
Syphard, A. D., Radeloff, V. C., Keuler, N. S., Taylor, R. S., Hawbaker, T. J., Stewart, S. I., & Clayton, M. K. (2008). Predicting spatial patterns of fire on a southern California landscape. International Journal of Wildland Fire, 17(5), 602-613.
Valente, F., & Laurini, M. (2021). Spatio-temporal analysis of fire occurrence in Australia. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, 35(9), 1759-1770.
Venäläinen, A., Korhonen, N., Hyvärinen, O, Koutsias, N, Xystrakis, F, Urbieta, I. R, & Moreno, J. M. (2014).Temporal variations and change in forest fire danger in Europe for 1960–2012 .Natural Hazards and Earth System Sciences,14(6),1477,1490.
Wang, W., Qu, J. J., Hao, X., Liu, Y., & Sommers, W. T. (2007). An improved algorithm for small and cool fire detection using MODIS data: A preliminary study in the southeastern United States. Remote sensing of Environment, 108(2), 163-170.
Wang, X., Parisien, M. A., Taylor, S. W., Candau, J. N., Stralberg, D., Marshall, G. A., ... & Flannigan, M. D. (2017). Projected changes in daily fire spread across Canada over the next century. Environmental Research Letters, 12(2), 025005.
Wang, Y., Xu, Z., & Zhou, Q. (2014). Impact of fire on soil gross nitrogen transformations in forest ecosystems. Journal of Soils and Sediments, 14(6), 1030-1040.
Ward, M., Tulloch, A. I., Radford, J. Q., Williams, B. A., Reside, A. E., Macdonald, S. L., ... & Watson, J. E. (2020). Impact of 2019–2020 mega-fires on Australian fauna habitat. Nature Ecology & Evolution, 4(10), 1321-1326.
Wu, S. (2021). The Temporal-Spatial Distribution and Information-Diffusion-Based Risk Assessment of Forest Fires in China. Sustainability, 13(24), 13859.
Ye, T., Wang, Y., Guo, Z., & Li, Y. (2017). Factor contribution to fire occurrence, size, and burn probability in a subtropical coniferous forest in East China. PloS one, 12(2), e0172110.
Zhu, Q., Liu, Y., Jia, R., Hua, S., Shao, T., & Wang, B. (2018). A numerical simulation study on the impact of smoke aerosols from Russian forest fires on the air pollution over Asia. Atmospheric Environment, 182, 263-274.
  • تاریخ دریافت: 05 اسفند 1400
  • تاریخ بازنگری: 22 تیر 1401
  • تاریخ پذیرش: 11 مرداد 1401
  • تاریخ اولین انتشار: 11 مرداد 1401
  • تاریخ انتشار: 01 تیر 1402