Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards

fa آشکارسازی و تحلیل واداشت تبخیر و تعرق پوشش اراضی در حوضه کارون با استفاده از محصولات سنجنده مادیس Detection and analysis of land cover forcing evapotranspiration in Karun basin using MODIS sensor products تخصصي Special پژوهشي Research این پژوهش به تحلیل پویایی‌های فضایی ـ زمانی تبخیر و تعرق (ET) و اثر متغیرهای بیوفیزیکی و تغییرات کاربری/پوشش اراضی (LULC) در حوضه آبریز رودخانه کارون (جنوب‌غرب ایران) طی دوره ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۳ می‌پردازد. این حوضه با وسعت ۶۷,۲۵۷ کیلومتر مربع و توپوگرافی متنوع، سالانه با اتلاف چشمگیر منابع آبی مواجه است؛ به‌طوری‌که حدود ۷۲ درصد از بارش ملی (معادل ۴۱۳ میلیارد مترمکعب) به دلیل تبخیر و تعرق از دست می‌رود و پیامد آن انباشت نمک و رسوب است. داده‌های ماهواره‌ای MODIS (MCD12Q1، MOD13A1، MCD43A3، MOD11A2، MOD16A3 و CHIRPS) اطلاعات مربوط به کاربری اراضی، شاخص NDVI، آلبدو، دمای سطح زمین (LST)، بارش و تبخیر و تعرق را با تفکیک مکانی ۵۰۰ متر فراهم آوردند و تصاویر لندست با قدرت تفکیک ۳۰ متر جهت اعتبارسنجی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج حاصل از رگرسیون چندمتغیره و رگرسیون موزون جغرافیایی (GWR) بیانگر افزایش ۳۹/۵ درصدی تبخیر و تعرق (از ۳۱/۴۸ به ۴۳/۹۲ میلی‌متر در سال)، رشد ۳۲/۷۸ درصدی شاخص NDVI (از ۰/۱۸ به ۰/۲۳۹) و کاهش ۱۶/۳۵ درصدی دمای سطح زمین (از ۳۳/۵۲ به ۲۸/۰۵ درجه سلسیوس) بود. این تغییرات همزمان با کاهش ۶/۹۰ درصدی اراضی کشاورزی، افزایش ۶/۹۴ درصدی مراتع و گسترش ۴۲/۷۶ درصدی جنگل‌ها رخ داد. مدل GWR (AdjR² بالاتر از ۰/۹۷، بیشینه ۰/۹۸۸۷ در سال ۲۰۱۰) نشان‌دهنده ناایستایی فضایی بود؛ به‌گونه‌ای که در مناطق کوهستانی شمال‌شرق برآورد بیش از مقدار واقعی و در دشت‌های کشاورزی جنوب‌غرب برآورد کمتر از مقدار واقعی مشاهده شد. همچنین، صحت‌سنجی با تصاویر لندست (دقت کلی ۸۵ تا ۹۰ درصد و ضریب کاپای ۰/۸۵ تا ۰/۹۰) نشان داد که حدود ۲,۴۷۷ کیلومتر مربع از جنگل‌ها به کاربری‌های با تبخیر و تعرق بالا (مراتع و کشاورزی) تغییر یافته‌اند که سبب افزایش ET در فصل گرم گردید.به‌طور کلی، نتایج این پژوهش بر اهمیت استفاده از مدل‌های یکپارچه هیدرولوژیکی تأکید می‌کند؛ مدل‌هایی که داده‌های آبیاری و تحلیل‌های با وضوح بالا را در بر گیرند تا راهکارهای مؤثرتری برای مدیریت پایدار منابع آب در مناطق تحت تنش آبی فراهم شود.   This study investigates the spatio-temporal dynamics of evapotranspiration (ET) and its modulation by biophysical variables and land use/land cover (LULC) changes in the Karun River Basin, southwestern Iran, from 2000 to 2023. The basin, spanning 67,257 km² and characterized by diverse topography, experiences significant annual water loss (72% of 413 billion m³ national precipitation) due to ET, leading to salt and sediment accumulation. Data from MODIS products (MCD12Q1, MOD13A1, MCD43A3, MOD11A2, MOD16A3, CHIRPS) provided land cover, NDVI, albedo, LST, precipitation, and ET at 500-meter resolution, supplemented by Landsat imagery (30-meter resolution) for validation. Multiple regression and Geographically Weighted Regression (GWR) analyses revealed a 39.5% ET increase (31.48 to 43.92 mm/year), a 32.78% NDVI rise (0.18 to 0.239), and a 16.35% LST decrease (33.52°C to 28.05°C), correlated with a 6.90% agricultural decline (6,939,225 to 6,460,335 ha), a 6.94% rangeland increase (3,840,375 to 4,106,780 ha), and a 42.76% forest expansion (156,000 to 222,700 ha). GWR (AdjR² > 0.97, peak 0.9887 in 2010) identified spatial non-stationarity, with overprediction in mountainous northeast regions and underprediction in agricultural southwest plains, reflecting LULC influences. Landsat-derived false color composites and classifications (overall accuracy 85–90%, Kappa 0.85–0.90) validated a 2,477 km² forest loss to high-ET rangelands/agriculture, driving warm-season ET elevation. Results emphasize the need for integrated hydrological models incorporating irrigation data and high-resolution analyses to enhance sustainable water management in this water-stressed region. آشکارسازی، پوشش اراضی، تبخیر و تعرق، حوضه کارون، سنجده MODIS Detection, Land Cover, Evapotranspiration, Karun Basin, MODIS Sensor 0 0 http://jsaeh.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-71-1&slc_lang=fa&sid=1 Mohammad Hossein Nasserzadeh محمدحسین ناصرزاده nasserzadeh@khu.ac.ir 100319475328460012758 100319475328460012758 Yes Kharazmi University دانشگاه خوارزمی Parviz Ziaian Firouzabadi پرویز ضیائیان فیروزآبادی zeaiean@khu.ac.ir 100319475328460012759 100319475328460012759 No Kharazmi University دانشگاه خوارزمی zahra Hejazizadeh زهرا حجازی زاده hejazizadeh@khu.ac.ir 100319475328460012760 100319475328460012760 No Kharazmi University دانشگاه خوارزمی shirin Moradjani شیرین مرادجانی shirin@khu.ac.ir 100319475328460012761 100319475328460012761 No Kharazmi University دانشگاه خوارزمی