ارزیابی ترسیب کربن فضای سبز کشت شده و پوشش گیاهی طبیعی در منطقه خشک (مطالعه موردی: جنگل ها و فضای سبز دانشگاه صنعتی اصفهان)

STUDENT

DEGREE

YEAR

Climate change and global warming, is considered as one of the most outstanding environmental challenges and stems from increased greenhouse gases concentration in atmosphere including carbon dioxide. Given to increasing trend of greenhouse gases especially carbon dioxide and vitality and essentiality of its sequestration mostly for its adverse impacts on earth and human life, governments and international institutions seek for developing some modern cost effective approaches to address its sequestration issues. in spite of high potential for carbon sequestration,in natural ecosystem like forests and humid rangelands, this potential is in lesser extent for sparsely vegetation of arid regions. This limitation causes to environmental pollution and extreme life condition. To create urban green space (backyard), however obviate this drawback, diminishing pollutions to larger extent. In spite of people acute demands for carbon sequestration in industrial and big cities, the have been little information and research on green space values and importance in terms of carbonsequestration. In the light of progressing manner of remote sensing in data accumulating on this context, different information management methods and amorous application facets of satellite data on natural and environmental sciences, facilities for this technology night be exploited in cost-effective and time saving manners. Nonetheless, so far there have been few studies on remote sensing technology application to assess carbon sequestration in urban area green space, forests and rangelands within country. For this, we dealt with potential of carbon sequestration in constructed green space using remote sensing. Study area is located in Northwest of Isfahan province covered by 2270 h and sea above level elevation of 1626 m .mean participation in study area is 122/8 mm in arid climate. The satellite image used in this study was taken by satellite Quick Bird. Resolution for abovementioned satellite is 0.61and 2.44 meters by sensors Pan and MS respectively as a most powerful economical satellite in terms of its ground resolution potentiality. After manipulating requiredcorrections on image and doing PCA analysis, vegetation indices of NDVI, RVI, SAVI and TNDVI were landed on image. Amount of sequestrated carbon in soil was determined following methods Walky Black in two depths of 0-15 and 15-30 cm. similarly, level of carbon sequestrated in vegetation biomass was estimated using measuring height, DBH, small and big diameters of plants canopy according to Allometric equations. Then, images bands and components obtained from PCA analysis were get under regression between interested parameters in carbon sequestration and vegetation indices in 15 software medium and the model with highest correlation having adjusted R 2 and R 2 was selected as the best model to prepare map of carbon sequestration. The resultant model was exerted on image using software ERDAS IMAGIN 9.2 and eventually carbon sequestration map was prepared by supervised /84 h, 7503696 $ for forst2 land use and 1319940 $ for land use rangeland. Key words : carbon sequestration, remote sensing, Allometric equations, plant biomass, multivariate regression, soil organic matter

تغییر اقلیم و افزایش گرمای جهانی به عنوان یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی، ناشی از افزایش غلظت گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن در اتمسفر می باشد. با توجه به روند رو به افزایش گازهای گلخانه ای، به خصوص دی اکسید کربن و اهمیت و ضرورت جذب و ترسیب این گاز بخاطر آثار سوئی که بر روی کره زمین و زندگی بشر دارد، دولت ها ومجامع بین المللی به دنبال راهکارهایی نوین جهت کاهش میزان این گاز و ترسیب آن هستند که از نظر اقتصادی مقرون به صرفه بوده وهزینه کمتری در بر داشته باشد. علی رغم پتانسیل بالای اکوسیستم های طبیعی نظیر جنگل¬ها و مراتع مناطق مرطوب در ترسیب کربن، این پتانسیل در پوشش گیاهی اقالیم خشک و بیابانی بسیار محدود است. این محدودیت باعث آلودگی زیست محیطی شده و شرایط زندگی را حاد می کند اما ایجاد فضای سبز شهری این نقیصه طبیعی را برطرف نموده و آلودگی ها را کاهش می دهد. علی رغم نیاز مبرم به ترسیب کربن در شهر های بزرگ و صنعتی، تحقیقات کمی در مورد ارزش و اهمیت ایجاد فضای سبز از نظر میزان ترسیب کربن صورت گرفته است. با توجه به پیشرفت فناوری سنجش از دور در جمع آوری داده ها در این زمینه، شیوه های مختلف مدیریت اطلاعات و کاربرد های متنوع داده های ماهواره ای در علوم طبیعی و زیست محیطی، می توان از امکانات این فناوری به منظور کاهش هزینه ها و صرفه جویی در وقت استفاده نمود. این در حالیست که تاکنون مطالعات معدودی در رابطه با کاربرد فناوری سنجش از دور، جهت ارزیابی ترسیب کربن در فضای سبز شهری، جنگل ها و مراتع داخل کشور صورت گرفته است. به همین منظور به بررسی توان ترسیب کربن فضای سبز کشت شده با استفاده از فناوری سنجش از دور پرداختیم. منطقه مورد مطالعه با مساحت 2270 هکتار در شمال غربی شهر اصفهان با ارتفاع متوسط ازسطح دریای 1626 مترواقع شده است. متوسط بارندگی منطقه 8/122 میلی متر و اقلیم منطقه خشک می باشد. تصویر ماهواره ای مورد استفاده در این مطالعه توسط ماهوارهQuick Bird اخذ شده است. این ماهواره دارای قدرت تفکیک 61/0 متر با سنجنده anو 44/2 متر با سنجنده MS می باشد و در حال حاضر از لحاظ قدرت تفکیک زمینی یکی از پر قدرت ترین ماهواره های تجاری می باشد. پس از اجرای تصحیحات مورد نیاز بر روی تصویر و اجرای آنالیز PCA، شاخص های گیاهی NDVI، RVI، SAVI و TNDVI بر روی تصویر اعمال شدند. میزان کربن ترسیب شده در خاک در دو عمق 15-0 و 30- 15 سانتی متری، از روش والکی بلک در آزمایشگاه تعیین شد. همچنین میزان کربن ترسیب شده در بیومس گیاهی با استفاده از اندازه گیری ارتفاع، قطر مقابل سینه تنه اصلی، قطرهای کوچک و بزرگ تاج پوشش درختان و استفاده از روابط آلومتریک تخمین زده شد. سپس در محیط نرم افزار 15 بین پارامترهای مورد نظر در ترسیب کربن و شاخص های گیاهی hy;، باندهای تصویر و مؤلفه های به دست آمده از آنالیز PCA رگرسیون گیری کرده و مدلی که بالاترین همبستگی، 2 R و 2 R تعدیل شده را داشت به عنوان بهترین مدل جهت تهیه نقشه ترسیب کربن انتخاب شد. سپس با استفاده از نرم افزار 9.2 ERDAS IMAGINE مدل به دست آمده بر روی تصویر اعمال شد و با استفاده از روش طبقه بندی نظارت شده نقشه ترسیب کربن برای پارامتر مورد نظر تهیه شد. نتایج آزمون صحت نقشه های تولیدی که با استفاده از نرم افزار 9.2 ERDAS IMAGINE انجام شد، نشان می دهد که فناوری سنجش از دور در مطالعات ترسیب کربن بسیار مفید و کارآمد است. براساس مدل های به دست آمده برای تهیه نقشه های ترسیب کربن خاک، باند3 (باند قرمز) بیشترین همبستگی را با میزان کربن ترسیب شده در خاک دارد. از میان شاخص های گیاهی، شاخص RVI در صورتی که با سایر باندها و مؤلفه های به دست آمده از آنالیز PCA ترکیب شود، مدل خوبی به دست می دهد. نقشه های تولید شده برای درصد پوشش گیاهی و میزان ترسیب کربن در خاک و پوشش گیاهی، به خوبی نشان می دهند که کربن ترسیب شده در خاک و پوشش گیاهی در اثر درختکاری افزایش یافته است. همچنین مقایسه نقشه های ترسیب کربن در عمق 15-0 و 30-0 سانتی متری نشان می دهد که با افزایش عمق از میزان ترسیب کربن خاک کاسته می شود. با توجه به نقشه میزان ترسیب کربن در بیومس ریشه و بیومس بالای زمین و همچنین در نظر گرفتن نوع گونه های گیاهی، در منطقه مورد مطالعه میزان ترسیب کربن در مناطقی که سوزنی برگان کاشته شده اند بیشتر است و این امر ناشی از سریع الرشد بودن و سازگاری بیشتر این گونه ها با اقلیم منطقه است. چنانچه ارزش هر تن کربن ترسیب شده توسط پوشش گیاهی و خاک را معادل 200 دلار در نظر گرفته شود، ارزش کربن ترسیب شده در منطقه مورد مطالعه برابر 18460102 برآورد شد که از این میزان، 9636466 دلار مربوط به کاربری جنگل1 با مساحت 84/84 هکتار، 7503696 دلار مربوط به کاربری جنگل2 و1319940دلار مربوط به کاربری مرتع می باشد. واژگان کلیدی: ترسیب کربن، سنجش از دور، روابط آلومتریک، بیومس گیاهی، رگرسیون چند متغیره، ماده آلی خاک