تحلیل تغییرات زمان- مکانی رخداد آتش‌سوزی در سطح استان کرمانشاه با تأکید بر روی شبکه مناطق تحت حفاظت

مروتی, مریم; کرمی, پیمان

doi:10.22111/jneh.2024.47633.2016

تحلیل تغییرات زمان- مکانی رخداد آتش‌سوزی در سطح استان کرمانشاه با تأکید بر روی شبکه مناطق تحت حفاظت

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشیار گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان و عضو پژوهشکده آب، انرژی و محیط زیست، دانشگاه اردکان،اردکان

² دانش آموخته دکتری محیط زیست، کرمانشاه

10.22111/jneh.2024.47633.2016

چکیده

آگاهی به مناطق مستعد رخداد آتش‌سوزی برای شناسایی چالش‌های پیش‌رو و تدوین استراتژی‌های مدیریتی مناسب است از این رو پایش و بررسی رفتار رخداد این پدیده می‌تواند در این راستا مؤثر باشد. در این مطالعه، مناطق رخداد آتش‌سوزی در سطح استان کرمانشاه با استفاده از اطلاعات مربوط به آتش فعال ماهواره مودیس در خلال سال‌های 2001 تا 2022 دریافت شدند. سپس با استفاده از تابع تراکم کرنل، تراکم آتش‌سوزی برای هر سال محاسبه گردید و داده‌های آتش‌سوزی به‌صورت تراکم در کیلومترمربع تهیه شدند. نقشه‌های تراکم مختلف به شکل سری زمانی وارد تحلیل ناپارامتری من –کندال شدند تا با این روش روند تغییرات در سطح معناداری 95 درصد و بیشتر محاسبه گردد. بر اساس یافته‌ها در طول 21 سال گذشته مساحتی معادل 31/3613 کیلومترمربع از اراضی استان، روند افزایش تراکم آتش‌سوزی را تجربه کرده‌اند و این مقدار برای روند کاهشی برابر 39/644 کیلومترمربع است. هیچ‌یک از مناطق حفاظت‌شده استان کرمانشاه روند کاهشی تراکم آتش‌سوزی ندارند؛ اما مناطق شمال و شمال غرب، غرب و شرق محدوده موردمطالعه روند افزایشی تراکم آتش‌سوزی داشته‌اند. بخش عمده مناطق دارای روند افزایشی آتش‌سوزی در مناطق مرتفع با بارش بالا و در پوشش جنگل‌های زاگرس هستند. از میان مناطق حفاظت‌شده منطقه حفاظت‌شده شاهو و کوهسالان و همچنین بوزین و مرخیل بیشترین نوسان و تغییر را تراکم آتش‌سوزی داشته‌اند. پوشش بخش وسیعی از این مناطق به وسیله جنگل‌های بلوط، خشک‌سالی، افزایش درجه حرارت و سرایت آتش‌سوزی تعمدی می‌تواند ازجمله عوامل مؤثر و مهم بر روی این پدیده باشد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مخاطرات محیط طبیعی

عنوان مقاله [English]

Analysis of spatiotemporal changes in wildfire occurrence in Kermanshah Province with emphasis on the network of protected areas

نویسندگان [English]

Maryam Morovati ¹
Peyman Karami ²

¹ Associate Professor, Department of Environmental Sciences & Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources,Ardakan, University, P.O.Box184,Ardakan, Iran. - Water, Energy and Environment Research Institute, Ardakan University, P.O. Box184, Ardakan, Iran

² Ph D Graduated of environmental science, Kermanshah, Iran

چکیده [English]

Knowledge of wildfire-prone areas is useful for identifying future challenges and formulating management strategies, therefore, monitoring and studying the behavior of this phenomenon can be effective in this regard. In this study, the areas affected by wildfires in Kermanshah province were obtained using the information related to the active fire of MODIS satellite during the years 2001 to 2022. Then, using the kernel density function, the density of fire occurrences for each year was calculated and the wildfire data was prepared in the form of density per square kilometer. Different density maps were entered into the non-parametric Mann-Kendall analysis in the form of a time series to calculate the trend of changes at a significance level of 95% or more (99%) with this method. According to the results, during the past 21 years, an area equal to 3613.31 square kilometers of the province's land has experienced an increase in the density of fires, and this amount is equal to 644.39 square kilometers for the decreasing trend. None of the protected areas of Kermanshah Province have a decreasing trend of wildfire density; however, areas from the north and northwest, west and east of the study area have an increasing trend of wildfire density. Most of the areas with an increasing trend of wildfires are located in high areas with high rainfall and are covered by Zagros forests. Among the protected areas, Shahu and Kohsalan as well as Buzin and Markhil have the most fluctuations and changes in wildfires density. The fact that a large part of these areas is covered by oak forests, drought, temperature increase, and the spread of intentional fires may be among the effective and important factors in this phenomenon. The fact that a large part of these areas is covered by oak forests may be among the effective and important factors in this phenomenon

کلیدواژه‌ها [English]

Land use/cover
Trend of changes
long term
Zagros forests

مراجع

اسکندری، سعیده .(1394). تحلیلی بر روش‌های مدل‌سازی و شبیه‌سازی گسترش آتش‌سوزی در جنگل‌ها. فصلنامه انسان و محیط‌زیست، (3)13، صص 67-88.

افشار بکشلو، نسرین؛ زرافشانی، کیومرث؛ فرهادی بانسوله، بهمن .(1399). پهنه‌بندی شهرستان‌های استان کرمانشاه بر اساس مقدار و ارزش آب مجازی محصولات عمده زراعی. نشریه آب و خاک، جلد 34، شماره 2، صص 278-300.

باقرآبادی، رسول؛ شیخ کانلوی میلان، فرهاد؛ زارعی محمدآباد، محسن .(1401). ارزیابی خطر آتش‌سوزی در جنگل‌های زاگرس (مطالعه موردی شهرستان دالاهو). فصلنامه مدیریت اکوسیستم طبیعی، (2)2، صص 60-72.

پور شکوری اله ده، فرخ؛ درویش‌صفت، علی‌اصغر؛ صمدزادگان، فرهاد؛ عطارد، پدرام .(1392). کارایی تصاویر سنجنده MODIS و الگوریتم جهانی کشف آتش برای شناسایی آتش فعال در جنگل‌های زاگرس. نشریه جنگل و فرآورده‌های چوب، مجله منابع طبیعی ایران، (2)67 ، صص 201-213.

پوررضا، مرتضی؛ صفری، هوشمند؛ خداکرمی، یحیی؛ مشایخی، شهرام .(1388). نتایج اولیه جست دهی بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl) بعد از آتش‌سوزی در جنگل‌های زاگرس، استان کرمانشاه. فصلنامه علمی پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر، (2)17، صص 225-236.

تیموری یگانه، مریم؛ تیموری یگانه لیلا .(1401). بررسی کاربرد مدل‌های سری زمانی در پیش‌بینی جریان ماهانه ایستگاه هیدرومتری ارازکوسه. فصلنامه علوم محیط‌زیست، (2)7، صص 4799-4807.

جهانگیر، محمدحسین؛ بابایی سحر؛ نوروزی، اقبال .(1398). ارزیابی وضعیت خشک‌سالی استان کرمانشاه با استفاده از شاخص خشک‌سالی جریان رودخانه (SDI). نشریه آبیاری و زهکشی، (1)13، صص 190-202.

حامدی، نگار .(1395). مدل‌سازی پیش‌بینی آتش‌سوزی با استفاده از تصاویر سری زمانی سنجش‌ازدور و سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی. پایه نامه کارشناسی ارشد مهندسی نقشه برداری-سنجش از دور. دانشگاه تحصیلات تکمیلی و فناوری پیشرفته. 166 ص.

حیدری، سوسن؛ گودرزی، مسعود؛ شمسی پور، علی اکبر؛ عبدالهی کاکرودی؛ بازگیر، سعید .(1397). ارزیابی روش‌های آماری در آشکار سازی روند تغییرات بارش(مطالعه موردی: استان کرمانشاه). فصلنامه علوم مهندسی و آبخیزداری ایران،12(42)، صص 81-90.

حیدری، مهدی؛ عطار روشن، سینا؛ جافریان، الهام؛ عبیات، محمد .(1400). مدل‌سازی و پهنه‌بندی مناطق مستعد آتش‌سوزی در جنگل‌های زاگرس با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی بر پایه رگرسیون لجستیک. فصلنامه جغرافیا و مخاطرات محیطی، (2)10، صص 43-58.

رحیمی، داریوش؛ خادمی، سمانه .(1394). تحلیل الگوهای همدید خطر آتش‌سوزی در جنگل‌های شمال ایران(استان گلستان). مجله مخاطرات محیط طبیعی، (17)7، صص 19-36.

زرع‌کار، آزاده؛ کاظمی زمانه، بهاره؛ قربانی، ساره؛ عاشق معلا، مریم؛ جعفری، حمیدرضا .(1392). تهیه نقشه پراکندگی فضایی خطر آتش‌سوزی جنگل با استفاده از روش تصمیم‌گیری چند معیاره و سامانه اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: سه حوزه جنگلی استان گیلان). فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، (2)21، صص 218-230.

شجاعی زاده، کبری؛ احمدی، محمود؛ داداشی رودباری، عباسعلی .(1402). تغییرات زمانی-مکانی آتش‌سوزی در نواحی رویشی ایران مبتنی بر برونداد سنجنده MODIS. فصلنامه مخاطرات طبیعی، (12)36، صص 42-61.

صالحی، سعدی؛ زارعی، زانکو .(1397). پهنه‌بندی مناطق دارای ریسک بالای آتش‌سوزی در جنگل‌ها با استفاده از GIS (مطالعه موردی جنگل‌های استان کرمانشاه). فصلنامه جغرافیا و روابط انسانی، (1)1، صص 305-319.

صالحی، نفیسه؛ دشتی، سولماز؛ عطار روشن، سینا؛ نظر پور، احد؛ جعفرزاده، نعمت اله .(1402). پهنه‌بندی ریسک آتش‌سوزی مناطق جنگلی با استفاده از روش تلفیقی شبکه عصبی مصنوعی و سیستم اطلاعات مکانی (مطالعه موردی: منطقه حفاظت‌شده شیمبارو، استان خوزستان). فصلنامه پژوهش‌های فرسایش محیطی، (2)13، صص 235-253.

صیدایی، اسکندر؛ جهانگیر، ابراهیم؛ داریخانی، رسول؛ پناهی، علی .(1399). شناسایی نقاط حادثه‌خیز محورهای استان البرز با استفاده از روش تخمین تراکم کرنل. فصلنامه پژوهش‌های جغرافیایی انسانی، (3)52، صص 931-951.

فلاحتی، سامان؛ شایسته، کامران؛ کرمی، پیمان. (1398). کمی‌سازی اثر عوامل محیطی بر توزیع خرس قهوه‌ای(Ursus arctos) در جنگل های بلوط زاگرس (مطالعه موردی: منطقه حفاظت شده قلاجه). فصلنامه محیط زیست جانوری،(4)11، صص 1-8.

کرمی، پیمان.(1400). شناسایی و تحلیل توزیع نواحی داغ زیستگاهی مهره‌داران شاخص از منظر سیمای سرزمین در استان کرمانشاه. رساله مقطع دکتری محیط‌زیست. دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، دانشگاه ملایر، همدان، ایران. 421 صفحه.

کرمی، پیمان؛ شایسته، کامران .(1399). مدل‌سازی مطلوبیت زیستگاه گوسفند وحشی (Ovis orientalis) در استان مرکزی با استفاده از مدل‌های درخت پایه. فصلنامه علمی زیست‌شناسی جانوری تجربی، (4)8، صص 109-121.

کرمی، پیمان؛ شایسته، کامران؛ رستگار پویانی، نصرالله .(1400). خرس قهوه‌ای (Ursus arctos Linnaeus, 1758) گونه‌ی چتر درگیر بحران تعارض در استان کرمانشاه. فصلنامه پژوهش‌های جانوری، (3)34، صص190-203.

کرمی، پیمان؛ شایسته، کامران؛ رستگار پویانی، نصراله .(1399). ارزیابی عوامل مؤثر بر تنوع زیستگاهی در مناطق حفاظت‌شده استان کرمانشاه. فصلنامه جغرافیا و پایداری محیط، (2)10، صص 105-123.

محسنی نژاد، حسین؛ کرمی، پیمان .(1399). کمی سازی توزیع و روند تغییرات آشیان اکولوژیک خرس قهوه‌ای(Ursus arctos Linnaeus, 1758) در استان ایلام. فصلنامه محیط زیست جانوری، (1)12، صص 1-8.

مدرسی، فرشته؛ عراقی نژاد، شهاب؛ ابراهیمی، کیومرث؛ خلقی، مجید .(1389). بررسی منطقه‌ای پدیده تغییر اقلیم با استفاده از آزمون آماری مطالعه موردی: حوضه آبریز گرگانرود – قره‌سو، (3)24، صص 476-489.

نادری، مرتضی .(1396). پهنه‌بندی ریسک حملات گرگ به انسان و دام با استفاده از شیوه حداکثر آنتروپی بی‌نظمی در استان اردبیل. فصلنامه بوم‌شناسی کاربردی، (1)6، صص 15-27.

Alexander, J.D., Seavy, N.E., Ralph, C.J., Hogoboom, B. (2006). Vegetation and topographical correlates of fire severity from two fires in the Klamath-Siskiyou region of Oregon and California. International Journal of Wildland Fire, 15(2), pp.237-245.

Archibald, S., Staver, A.C., Levin, S.A. (2012). Evolution of human-driven fire regimes in Africa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 109(3), pp.847-852.

Behdarvand, N., Kaboli, M., Ahmadi, M., Nourani, E., Mahini, A.S., Aghbolaghi, M.A. (2014). Spatial risk model and mitigation implications for wolf–human conflict in a highly modified agroecosystem in western Iran. Biological Conservation, 177(2014), pp.156-164.

Bowman, D.M., Balch, J.K., Artaxo, P., Bond, W.J., Carlson, J.M., Cochrane, M.A., D’Antonio, C.M., DeFries, R.S., Doyle, J.C., Harrison, S.P., Johnston, F.H. (2009). Fire in the Earth system. science, 324(5926), pp.481-484.

Case, M.J., Kim, J.B., Kerns, B.K. (2020). Using a vegetation model and stakeholder input to assess the climate change vulnerability of tribally important ecosystem services. Forests, 11(6), p.618.

Chuvieco, E., Aguado, I., Yebra, M., Nieto, H., Salas, J., Martín, M.P., Vilar, L., Martínez, J., Martín, S., Ibarra, P., De la Riva, J. (2010). Development of a framework for fire risk assessment using remote sensing and geographic information system technologies. Ecological modeling, 221(1), pp.46-58.

Chuvieco, E., Cocero, D., Riano, D., Martin, P., Martınez-Vega, J., De La Riva, J., Pérez, F. (2004). Combining NDVI and surface temperature for the estimation of live fuel moisture content in forest fire danger rating. Remote Sensing of Environment, 92(3), pp.322-331.

C Da Ponte, E., Alcasena, F., Bhagwat, T., Hu, Z., Eufemia, L., Turetta, A.P.D., Bonatti, M., Sieber, S., Barr, P.L. (2023). Assessing wildfire activity and forest loss in protected areas of the Amazon basin. Applied Geography, 157, p.102970.

Fernández, C., Vega, J.A., Fonturbel, T., Jiménez, E., Pérez, J.R.(2008). Immediate effects of prescribed burning, chopping, and clearing on runoff, infiltration, and erosion in a shrubland area in Galicia (NW Spain). Land Degradation and Development, 19(5), pp.502-515.

Gajendiran, K., Kandasamy, S., Narayanan, M. (2023). Influences of wildfire on the forest ecosystem and climate change: A comprehensive study. Environmental Research, p.117537.

Gao, D., Xin, J., Zhang, F. (2020). A decision tree algorithm for forest fire prediction based on wireless sensor networks. International Journal of Embedded Systems, 13(4), pp.422-430.

Kandya, A.N., Sarkar, J., Chhabra, A., Chauhan, S., Khatri, D., Vaghela, A.D., Kolte, S. (2021). Statistical assessment of the changing climate of Vadodara City, India From 1969–2006. Eur J Environ Sci, 3(1), pp.1-18.

Karami, P., Tavakoli, S., Esmaeili, M. (2023). Evolution of seasonal land surface temperature trend in pond-breeding newt (Neurergus derjugini) in western Iran and eastern Iraq. Ecological Processes, 12(1), p.14.

Karami, P., Tavakoli, S., Esmaeili, M. (2023). Monitoring spatiotemporal impacts of changes in land surface temperature on near eastern fire salamander (Salamandra infraimmaculata) in the Middle East. Heliyon, 9(6).

Krawchuk, M.A., Cumming, S.G., Flannigan, M.D., Wein, R.W . (2006). Biotic and abiotic regulation of lightning fire initiation in the mixed wood boreal forest. Ecology, 87(2), pp.458-468.

Koh, J., Pimont, F., Dupuy, J.L., Opitz, T. (2023). Spatiotemporal wildfire modeling through point processes with moderate and extreme marks. The Annals of Applied Statistics, 17(1), pp.560-582.

Li, J., Shan, Y., Yin, S., Wang, M., Sun, L., Wang, D. (2019). Nonparametric multivariate analysis of variance for affecting factors on the extent of forest fire damage in Jilin Province, China. Journal of Forestry Research, 30, pp.2185-2197.

Meigs, G.W., Case, M.J., Churchill, D.J., Hersey, C.M., Jeronimo, S.M., Smith, L.A.C. (2023). Drought, wildfire and forest transformation: characterizing trailing edge forests in the eastern Cascade Range, Washington, USA. Forestry, 96(3), pp.340-354.

Moradizadeh, H., Heydari, M., Omidipour, R., Mezbani, A., Prevosto, B. (2020). Ecological effects of fire severity and time since fire on the diversity partitioning, composition, and niche apportionment models of post-fire understory vegetation in semi-arid oak forests of Western Iran. Ecological Engineering, 143, p.105694.

Oliveira, S., Rocha, J., Sá, A. (2021). Wildfire risk modeling. Current Opinion in Environmental Science & Health, 23, p.100274.

Or, D., Furtak-Cole, E., Berli, M., Shillito, R., Ebrahimian, H., Vahdat-Aboueshagh, H., McKenna, S.A. (2023). Review of wildfire modeling considering effects on land surfaces. Earth-Science Reviews, 245, p.104569.

Pan, M., Zhang, S. (2023). Visualization of Prediction Methods for Wildfire Modeling Using Cite Space: A Bibliometric Analysis. Atmosphere, 14(6), p.1009.

Partal, T., Kahya, E. (2006). Trend analysis in Turkish precipitation data. Hydrological Processes: An International Journal, 20(9), pp.2011-2026.

Pausas, J.G., Fernández-Muñoz, S. (2012). Fire regime changes in the Western Mediterranean Basin: from fuel-limited to drought-driven fire regime. Climatic change, 110(1-2), pp.215-226.

Pourtaghi, Z.S., Pourghasemi, H.R., Aretano, R., Semeraro, T. (2016). Investigation of general indicators influencing forest fire and its susceptibility modeling using different data mining techniques. Ecological indicators, 64, pp.72-84.

Rahmati, O., Pourghasemi, H.R., Melesse, A.M. (2016). Application of GIS-based data driven random forest and maximum entropy models for groundwater potential mapping: a case study at Mehran Region, Iran. Catena, 137, pp.360-372.

Sari, F. (2023). Identifying anthropogenic and natural causes of wildfires by maximum entropy method-based ignition susceptibility distribution models. Journal of Forestry Research, 34(2), pp.355-371.

Wauchope, H.S., Amano, T., Geldmann, J., Johnston, A., Simmons, B.I., Sutherland, W.J., Jones, J.P. (2021). Evaluating impact using time-series data. Trends in Ecology & Evolution, 36(3), pp.196-205.

Williams, A.P., Cook, B.I., Smerdon, J.E. (2022). Rapid intensification of the emerging southwestern North American megadrought in 2020–2021. Nature Climate Change, 12(3), pp.232-234.

Yang, X., Jin, X., Zhou, Y. (2021). Wildfire risk assessment and zoning by integrating Maxent and GIS in Hunan province, China. Forests, 12(10), p.1299.

Zhang, Y., Lim, S., Sharples, J.J. (2016). Modeling spatial patterns of wildfire occurrence in South-Eastern Australia. Geomatics, Natural Hazards and Risk, 7(6), pp.1800-1815.