بررسی پیامدهای حاصل از تغییر اقلیم بر گستره مانگروها و جوامع گیاهی شورپسند ذخیره‌گاه زیست‌کره حرا (Avicennia Marina) قشم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمبن، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

مانگروها و جوامع گیاهی شورپسند با قرار گرفتن در ناحیه انتقالی میان خشکی و دریا، در معرض پیامدهای نامطلوب ناشی از تغییر اقلیم قرار دارند که نتیجه آن افزایش آسیب‌پذیری و کاهش تاب‌آوری این اکوسیستم‌ها نسبت به وقوع تنش‌ها و آشفتگی‌های گوناگون محیطی است. از این‌رو تجزیه و تحلیل تغییرات رخ داده در این اکوسیستم‌ها نسبت به این پیامدهای مخرب یکی از پیش نیازهای اصلی برای کارایی و موفقیت برنامه‌های حفاظت و توسعه آن‌ها است. بنابراین، هدف این تحقیق نیز بررسی رابطه میان کاهش بارندگی و وقوع خشکسالی و تغییرات ایجاد شده در گستره مانگروها و جوامع گیاهی شورپسند ذخیره‌گاه زیست‌کره حرا با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های بلند مدت بارندگی در طول یک دوره 30 ساله است. نتایج نشان داد که بر اساس سری زمانی 30 ساله مقادیر SPI و نیز مقادیر بارندگی سالانه، مقطع زمانی 1998 نقطه شکست در مقادیر بارندگی سالانه و تغییر الگوی بارندگی در سطح منطقه در گیرنده ذخیره‌گاه بود. چنانچه در دوره پس از 1998، کاهش مقادیر بارندگی و وقوع خشکسالی‌ها در سطح ذخیره‌گاه، از شدت بیشتری برخوردار بوده است. نتایج همچنین نشان داد که همبستگی بالایی میان تغییرات وسعت مانگروها و جوامع گیاهی شورپسند و تغییرات شدت خشکسالی در طول دوره 30 ساله وجود داشت به گونه‌ای که روند افزایش یا کاهش وسعت این اکوسیستم‌ها مطابق با تغییرات شدت وقوع خشکسالی‌ها طول دوره زمانی مورد بررسی بود؛ به گونه‌ای که با وقوع خشکسالی‌های پیوسته در دوره زمانی پس از سال 1998، تغییرات وسعت مانگروها و جوامع گیاهی شورپسند ذخیره‌گاه حرا دارای روند کاهشی بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Climate Change Consequences on Mangroves and Saltmarshes of Hara (Avicennia Marina) Biosphere Reserve of Gheshm Island

نویسندگان [English]

  • Davood Mafi Gholami 1
  • Masoumeh Baharlouii 2
  • Beytollah Mahmoudi 3
1 Assistant Professor, Department of forest sciences, Faculty of natural resources and earth sciences, Shahrekord university, Shahrekord, Iran
2 MS.C. Student, Department of forest sciences, Faculty of natural resources and earth sciences, Shahrekord university, Shahrekord, Iran
3 Assistant Professor, Department of forest sciences, Faculty of natural resources and earth sciences, Shahrekord university, Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Mangroves and saltmarshes, by locating in the transitional zone between land and sea, are exposed to adverse consequences of climate change which leads to increase vulnerability and reduce resiliency of these ecosystems to the occurrence of various environmental stresses and disturbances. Hence, analysis of the changes occurred in these ecosystems is one of the main prerequisites for the efficiency and success of their conservation and development programs. Therefore, the aim of this study is to assess the relationship between reduced rainfall and drought occurrence and changes in the areas of mangroves and saltmarshes of Hara biosphere using satellite images and long-term rainfall data over a 30-year period. The results showed that based on the 30-year time series of SPI values and annual rainfall data, 1998 was the main change point in annual rainfall data trend and rainfall pattern changes in the study area. So that in the period after 1998, reduce the amount of rainfall and drought occurrence in the area had more intensity. Results also showed that there was a high correlation between mangroves and saltmarshes area changes and the changes of drought occurrence intensity during the 30-year period. Based on this, the trend of increasing or decreasing the extent of these ecosystems was accordance with the changes of drought occurrence intensity during the 30-year period and with the continuous drought in the period after 1998, changes in the extent of mangroves and saltmarshes has been a decreasing trend.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Mangroves
  • saltmarshes
  • Hara biosphere reserve

خورانی، ا.؛ بی نیاز، م. و امیری، ح. 1394. تغییرات سطح جنگل‌های حرا با توجه به نوسانات اقلیمی (مطالعه موردی: جنگل‌های بین بندر خمیر و قشم. مجله بوم‌شناسی آبزیان، 5 (2): 100-111.

دانه کار، ا.؛ محمودی، ب. و هاشمی، ا. 1385. طرح مدیریت و توسعه جنگل‌های مانگرو استان هرمزگان، اداره کل منابع طبیعی استان هرمزگان، 200 ص.

سراج الدین، ف. 1390. بررسی تأثیر نوسانات عناصر اقلیمی بر مساحت جنگل‌های حرای ایران (مورد مطالعه: خلیج گواتر). پایان‌نامه کارشناسی ارشد در جغرافیای طبیعی گرایش اقلیم‌شناسی در برنامه‌ریزی محیطی. دانشگاه سیستان و بلوچستان. 110 ص.

صفیاری، ش. 1381. جنگل‌های مانگرو (قسمت دوم)-جنگل‌های مانگرو ایران. انتشارات موسسه تحقیقات جنگل‌ها، 345 ص.

صمدی بروجنی، ح. و ابراهیمی، ع. 1387. پیامدهای خشکسالی و راه‌های مقابله با آن (در استان چهارمحال و بختیاری). مرکز تحقیقات منابع آب، دانشگاه شهرکرد، 460 صفحه.

Alongi, D. M. 2015. The impact of climate change on mangrove forests.Current Climate Change Reports, 1(1): 30-39.

Armitage, A. R.; Highfield, W. E.; Brody, S. D. & Louchouarn, P. 2015. The contribution of mangrove expansion to salt marsh loss on the Texas Gulf Coast. PloS one. 10(5): e0125404.

Barlow, M.; Cullen, H. & Lyon, B. 2002. Drought in central and southwest Asia: La Nina, the warm pool, and Indian Ocean precipitation. Journal of climate. 15(7): 697-700.

Ruiz-Luna, A. & Berlanga-Robles, C. A. 2002. Land use mapping and change detection in the coastal zone of northwest Mexico using remote sensing techniques. Journal of Coastal Research. 514-522.

Bird, M.; Chua, S.; Fifield, L. K.; The, T. S. & Lai, J. 2004. Evolution of the Sungei Buloh-Kranji Mangrove Coast, Singapore,” Applied Geography. 3: 181-198.

Buishard, T. 1984. Tests for detecting a shift in the mean of hydrological time series, Journal of Hydrology. 58: 51-69.

Chelani, A. B. 2011. Change detection using CUSUM and modified CUSUM method in air pollutant concentrations at traffic site in Delhi. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 25(6): 827-834.

Chmura, G. L.; Anisfeld, S. C.; Cahoon, D. R. & Lynch, J. C. 2003. Global carbon sequestration in tidal, saline wetland soils. Global biogeochemical cycles. 17(4).

Chowdhury, R. K. & Beecham, S. 2010. Australian rainfall trends and their relation to the southern oscillation index. Hydrological Processes. 24(4): 504-514.

Chu, H. J.; Pan, T. Y. & Liou, J. J. 2012. Change-point detection of long-duration extreme precipitation and the effect on hydrologic design: a case study of south Taiwan. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment. 26(8): 1123-1130.

Clarke, P. J. & Allaway, W. G. 1993. The regeneration niche of the grey mangrove (Avicennia marina): effects of salinity, light and sediment factors on establishment, growth and survival in the field. Oecologia. 93(4): 548-556.

Dale, P.; Eslami‐Andargoli, L. & Knight, J. 2013. The impact of encroachment of mangroves into saltmarshes on saltwater mosquito habitats. Journal of Vector Ecology. 38(2): 330-338.

Danehkar, A.; Hasheni, A.; Varasteh, R.; Fadakar, S. & Sharifipour, R. 2008. The spatial analysis of environmental sensitivity of coastal areas in Hormozgan province. The department of the environment, Hormozgan province. 180p.

Davenport, M. L. & Nicholson, S. E. 1993. On the relation between rainfall and  the  Normalized  Difference

Vegetation Index for diverse vegetation types in East Africa. International Journal of Remote Sensing. 14(12): 2369-2389.

Donato, D. C.; Kauffman, J. B.; Murdiyarso, D.; Kurnianto, S.; Stidham, M & Kanninen, M. 2011. Mangroves among the most carbon-rich forests in the tropics. Nature Geoscience. 4(5): 293-297.

Ellison, A. M. 2000. Mangrove restoration: do we know enough?.Restoration Ecology. 8(3): 219-229.

Ellison, J. C. & Zouh, I. 2012. Vulnerability to Climate Change of Mangroves: Assessment from Cameroon, Central Africa. Biology. 1: 617-638.

Eslami-Andargoli, L.; Dale, P. E. R.; Sipe, N & Chaseling, J. 2009. Mangrove expansion and rainfall patterns in Moreton Bay, southeast Queensland, Australia. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 85(2): 292-298.

Field, C. D. 1995. Impact of expected climate change on mangroves. InAsia-Pacific Symposium on Mangrove Ecosystems, Springer Netherlands. pp. 75-81.

Filho, P.; Martins, E. & Da Costa, F. 2006. Using Mangroves as a Geological Indicator of Coastal Changes in the Braganca Macrotidal Flat, Brazilian Amazon: A Remote Sensing Data Approach, Ocean and Coastal Management. 7-8: 462-475.

Gilman, E. L.; Ellison, J.; Duke, N. C. & Field, C. 2008. Threats to mangroves from climate change and adaptation options: a review. Aquatic botany. 89(2): 237-250.

Giri, C. 2016. Observation and Monitoring of Mangrove Forests Using Remote Sensing: Opportunities and Challenges.

Giri, C.; Pengra, B.; Zhu, Z.; Singh, A. & Tieszen, L. L. 2007. Monitoring Mangrove Forest Dynamics of the Sundarbans in Bangladesh and India Using Multi-Temporal Satellite Data from 1973 to 2000,” Estuarine, Coastal and Shelf Science. 1-2: 91-100.

Hai-Hoa, N.; McAlpine, C.; Pullar, D.; Johansen, K. & Duke, N.C. 2013. The relationship of spatial–temporal changes in fringe mangrove extent and adjacent land-use: Case study of Kien Giang coast, Vietnam, Ocean Coast. Manage. 76: 12–22.

Halabian, A. H. & shabankari M. 2010. Synoptic analysis of relationship between subtropical high pressure at 600 hPa level and daily precipitation in Iran. Geographical Research. 25(2): 47-82.

Hubert, P.; Carbonnel, J. P. & Chaouche, A. 1989. Segmentation des séries hydrométéorologiques—application à des séries de précipitations et de débits de l'Afrique de l'ouest. Journal of hydrology. 110(3): 349-367.

Lee, A. F. & Heghinian, S. M. 1977. A Shift Of The Mean Level In A Sequence Of Independent Normal Random Variables-A Bayesian Approach- Technometrics. 19(4): 503-506.

Maftei, C.; Bărbulescu, A. C. & Buta, D. T. 2012. Statistical analysis of precipitation time series in Dobrudja region. MAUSAM. 63(4): 553-564.

Manson, F. J.; Loneragan, N. R.; Skilleter, G. A. & Phinn, S. R. 2005. An evaluation of the evidence for linkages between mangroves and fisheries: a synthesis of the literature and identification of research directions.Oceanography and marine biology. 43, 483.

Mcleod, E.; Chmura, G. L.; Bouillon, S.; Salm, R.; Björk, M.; Duarte, C. M. & Silliman, B. R. 2011. A blueprint for blue carbon: toward an improved understanding of the role of vegetated coastal habitats in sequestering CO2.Frontiers in Ecology and the Environment. 9(10): 552-560.

Mehrabian, A.; Naqinezhad, A.; Mahiny, A. S.; Mostafavi, H.; Liaghati, H. & Kouchekzadeh, M. 2009. Vegetation Mapping of the Mond Protected Area of Bushehr Province (South‐west Iran). Journal of integrative plant biology. 51(3): 251-260.

Mitchell, J.M.; Dzerdzeevskii, B.; Flohn, H.; Hofmeyr, W.L.; Lamb, H. H.; Rao, K.N. & Walle´n, C.C. 1966. Climate Change, World Meteorological Organization, Geneva. No. 195.TP.100.

Nazemosadat, M. J.; Samani, N. & Barry, D. A. 2006. ENSO forcing on climate change in Iran: Precipitation analysis. Iranian Journal of Science and Technology, Transaction B: Engineering, 30(ECOL-ARTICLE-2007-006). 555-565.

Nguyen, H. H.; McAlpine, C.; Pullar, D.; Johansen, K. & Duke, N. C. 2013. The relationship of spatial–temporal changes in fringe mangrove extent and adjacent land-use: Case study of Kien Giang coast, Vietnam. Ocean and Coastal Management. 76: 12-22.

Nicholson, S. E. & Farrar, T.J. 1994. The influence of soil type on the relationships between NDVI, rainfall, and soil moisture in semiarid Botswana, I. NDVI response to rainfall. Remote Sensing of the Environment. 2: 107–121.

Patterson, S.; McKee, K. L. & Mendelssohn, I. A. 1997. Effects of tidal inundation and predation on Avicennia germinans seedling establishment and survival in a sub-tropical mangal/salt marsh community. Mangroves and Salt Marshes. 1(2): 103-111.

Pettitt, A. N. 1979. A non-parametric approach to the change-point problem. Applied statistics, 126-135.

Rogers, K.; Saintilan, N. & Heijnis, H. 2005. Mangrove encroachment of salt marsh in Western Port Bay, Victoria: the role of sedimentation, subsidence, and sea level rise. Estuaries. 28(4): 551-559.

Rundquist, J.A. & Harrington, Jr. D.G. 2000. Goodin Mesoscale satellite bioclimatology Prof. Geogr., 52: 331–344.

Saenger, P. & Bellan, M. F. 1995. The mangrove vegetation of the Atlantic coast of Africa: a review.

Saintilan, N & Williams, R. J. 1999. Mangrove transgression into saltmarsh environments in south‐east Australia. Global Ecology and Biogeography. 8(2): 117-124.

Saintilan, N. & Wilton, K. 2001. Changes in the distribution of mangroves and saltmarshes in Jervis Bay, Australia. Wetlands Ecology and Management. 9(5): 409-420.

Saintilan, N.; Wilson, N. C.; Rogers, K.; Rajkaran, A. & Krauss, K. W. 2014. Mangrove expansion and salt marsh decline at mangrove poleward limits. Global change biology. 20(1): 147-157.

Snedaker, S. C. 1995. Mangroves and climate change in the Florida and Caribbean region: scenarios and hypotheses. In Asia-Pacific Symposium on Mangrove Ecosystems, Springer Netherlands. pp. 43-49.

Stevens, P. W.; Fox, S. L. & Montague, C. L. 2006. The interplay between mangroves and saltmarshes at the transition between temperate and subtropical climate in Florida. Wetlands Ecology and Management. 14(5): 435-444.

Tamin, N. M.; Zakaria, R.; Hashim, R. & Yin, Y. 2011. Establishment of Avicennia marina mangroves on accreting coastline at Sungai Haji Dorani, Selangor, Malaysia. Estuarine, Coastal and Shelf Science. 94(4): 334-342.

Tran Thi, V.; Tien Thi Xuan, A.; Phan Nguyen, H.; Dahdouh-Guebas, F.; & Koedam, N. 2014. Application of remote sensing and GIS for detection of long-term mangrove shoreline changes in Mui Ca Mau, Vietnam. Biogeosciences. 11(14): 3781-3795.

UNEP-WCMC. 2006. In the Front Line: Shoreline Protection and Other Ecosystem Services from Mangroves and Coral Reefs. UNEP-WCMC, Cambridge, 33 pp.

Vo, Q. T.; Oppelt, N.; Leinenkugel, P. & Kuenzer, C. 2013. Remote sensing in mapping mangrove ecosystems – An Object-Based Approach, Remote Sens. 5: 183–201.

Wang, J.; Price, K.P. & Rich, P.M. 2001. Spatial patterns of NDVI in response to precipitation and temperature in the central Great Plains. International Journal of Remote Sensing. 22(18): 3827– 3844.

Wanless, H. R.; Parkinson, R. W. & Tedesco, L. P. 1994. Sea level control on stability of Everglades wetlands. Everglades: The Ecosystem and Its Restoration. St. Lucie Press, FL, USA. 199-223.

Wilton, K.M. 2002. Coastal wetland habitat dynamics in selected New South Wales estuaries. Ph. D. Thesis, Australian Catholic University. Victoria, Australia. 329 pp.

Wu, Y.; Falconer, R. A. & Struve, J. 2001. Mathematical modelling of tidal currents in mangrove forests. Environmental Modelling and Software. 16(1): 19-29.

Zhang, P.; Cheng, H.; Edwards, R. L.; Chen, F.; Wang, Y.; Yang, X. & An, C. 2008. A test of climate, sun, and culture relationships from an 1810-year Chinese cave record. Science. 322(5903): 940-942.