الإستشعار عن بعد: أداةٌ أساسية لإعداد خرائط لاستخدامات الأرض والأحوال الزراعية في بيئات منطقة CWANA
إنّ عملية التحديد الدقيق للغطاء الأرضي/الاستخدام الأرضي أساسية لتقييم النزعات البيئية وتلك المتعلّقة بالأرصاد الجوية في النظم البيئية-الزراعية لمنطقةCWANA. وهناك حالياً عددٌ من التصنيفات العالمية أو الإقليمية للغطاء الأرضي/ الاستخدام الأرضي في المُلك العام ويمكن استخدامها لهذا الغرض (الجدول 10). وكلّ هذه مبنيّة على تغيّرات مؤقتة في ما يُعرف على أنّه مؤشّر الفرق الخضري المطبّع (NDVI). وقد تمّ الحصول على ذلك من الصور التي أحدثها جهاز مقياس الحساسية ''الراديومتر المتقدّم متناهي الدقة'' (AVHRR) المركّب على متن القمر الصناعي NOAA. ويدلّ المؤشّر على الاخضرار، وإنتاجية الكتلة الحيوية، والنمط الخضري.
وعلى كل، فعندما تمّ اختبار التصنيفات الموجودة بمساعدة خرائط استخدام الأرض على مقياس أكثر تفصيلاً، وُجِد أنّها غير دقيقة بالشكل الكافي. وتكمن المشكلة في طرائق التصنيف المستخدمة. وتستخدم هذه التقييمات حسابات إحصائية تعمل على تصنيف مقاييس NDVI الرئيسية، من قبيل بداية، وذروة، ونهاية فترة الاخضرار، إلى عدد محدود من النماذج ذات ظواهر NDVI فينولوجية متماثلة. ويتم تفسير الفئات التي أنشئت إحصائياً وترجمتها إلى أنماط غطاء أرضي/استخدام أرضي باستخدام عدد محدود من نقاط الإسقاط على أرض الواقع.
ويفترض هذا النهج أنّ نمط NDVI يُحدد فقط من خلال نموذج الغطاء الأرضي/الاستعمال الأرضي (LCT). وفي الحقيقة فإنّ الغطاء الأرضي/الاستخدام الأرضي هو بحدّ ذاته متكيّف تبعاً لأحوال مناخية-زراعية مختلفة. لذلك من الممكن جداً أنه في مناطق مناخية-زراعية مختلفة يمكن لأنماط NDVI مماثلة أن توازي نماذج LCT مختلفة، وأيضاً أن تتمكّن أنماط مختلفة من NDVI من تمثيل النموذج LCT نفسه. وللتغلّب على هذه المشكلة، فقد قام باحثو إيكاردا بإنشاء خطة تصنيف جديدة اعتماداً على تحديد نماذج LCT باستخدام شجرة حَسْم قرار تجريبية هرمية (الشكل 15).
وقد تمّ إنشاء نماذج LCT على أساس الإسقاط على أرض الواقع، باستخدام دراسات استطلاعية حقلية، إلى جانب خرائط وصور أقمار صناعية (سواتل) عالية الدقة (Landsat). فعدد الفئات أصغر منه في تصنيفات الغطاء الأرضي الأخرى (الشكل 16)، إلاّ أنَ التجربة قد أظهرت أنّه يمكن تحديدهما بشكل متناغم
[bimg]http://www.icarda.cgiar.org/Arabic/Graphics/Publications_Grfx/AnnualReport/2000/Th3_Pr4_01_L.jpg[/bimg]
حَسْم القرار الهرمية ''عتبات انزلاقية'' بالنسبة للحدّ الأدنى، والأعظمي، والمتوسط لمؤشراتNDVI، والتي تختلف تبعاً للمنطقة المناخية-الزراعية. وقد اعتمد الضبط الدقيق لعتبات NDVI على تحليل دقيق للبيانات المتوفرة حول مناخ-محطة CWANA وخرائط استخدامات الأرض في مناطق مناخية-زراعية مختلفة. ولغرض هذه الدراسة، فقد أثبت التقسيم إلى أجزاء أصغر تبعاً لنظام UNESCO البسيط لأنظمة الجفاف أنّه وافٍ بالغرض. فنظام التصنيف الخاص بِـ UNESCO يقسّم الأراضي الجافة إلى مناطق شديدة الجفاف، وجافة، وشبه جافة، وقليلة الرطوبة، ورطبة تبعاً لِنِسبَة أمطارها السنوية إلى إمكانية التبخّر السنوية. وكانت خطة التصنيف هذه أوّل ما اختُبِرت على مجموعة صور AVHRR متدنّية الدقة (خلية شبكة ذات 4 أقواس كهربائية بالدقيقة) للعام 1990 ثمّ تمّ تحويلها إلى دقّةٍ متناهية (40 قوس كهربائي بالثانية) للفترة نيسان/أبريل 1992 وحتى آذار/مارس 1993.
ويبيّن الشكل 16 نماذج LCT لمنطقة الحدود مابين أوزبكستان الشرقية، وقرغيزستان الغربية، وكازاخستان الجنوبية، وطاجيكستان. فهو يُظهِر الرقعة الواسعة المترامية الأطراف للأراضي تحت الري والمساحة المحدودة نسبياً من الأراضي تحت المحاصيل البعلية. كما يمكن مشاهدة الأماكن الحرجية القليلة بوضوح. وهذا يتوافق مع الإسقاط على الأرض من مصادر مختلفة. وتعطي طرائق تصنيف أخرى صورةً لغطاء أرضي مـجزّأ بشكل كبير، وغالباً ما تُظهِر الأراضي المروية على أنّها غطاء أرضي.
وقد اختُبِرت دقة موقع (بيكسيل) من خلال استخدام إجراءات التصنيف عينها لإجمالي المساحات على الخريطة الأكثر تفصيلاً للاستخدام الأرضي/الغطاء الأرضي لسورية والتي تمّ اشتقاقها من مجموعة صور Landsat، والتحقّق من الانسجام. وكانت نسبة 74% من جميع الـ (بيكسيل) في مواقعها الصحيحة، وهي نتيجة تضاهي بشكل جيد جداً أنظمة تصنيف أخرى (الجدول 10).
بدقة 4 أقواس كهربائية في الدقيقة لاختبار التطابق بين فترة النمو كما حُسِبت من بيانات الاستشعار عن بعد وتلك المقدّرة من البيانات المناخية. وعُرف طول فترة النمو المشتقّة من الاستشعار عن بعد (LGPrs) على أنّه عدد الأيام بين تاريخ بداية نشوء NDVI وتاريخ ذروة NDVI، بالتوافق مع زمن الإنتاجية العظمى للكتلة الحيوية.
إنّ فترة النموّ المعرّفة بهذا الشكل مرتبطة ارتباطاً وثيقاً مع NDVI الأعظمي: وتتمّ مقارنة طول فترة النمو مع القيمة العظمى، كما هو مبيّن في الشكل 17 وتفسّر العلاقة بين معدّل NDVI الأعظمي و LGPrs ا%68 من التباين في معادلة التراجع
تمّ لاحقاً مقارنة معدّل LGPrs بمعدّل فترة النمو المُنمذجة من البيانات المناخية. وفي هذه الممارسة تمّ استخدام تعريف FAO لفترة النمو، أي "الفترة التي يتجاوز فيها معدّل تساقط الأمطار نصف إمكانية التبخّر ويتجاوز فيها متوسط درجة الحرارة 6.5 درجة مئوية (LGPFAO)".
وعندما تمّت مقارنة LGP المحسوب من الاستشعار عن بعد (LGP المُقاس) مع LGP المُنمذج من المعايير المناخية
[bimg]http://www.icarda.cgiar.org/Arabic/Graphics/Publications_Grfx/AnnualReport/2000/Th3_Pr4_02_L.jpg[/bimg]
(LGP المُنمذج) لكافة المناطق البعلية التي يبلغ عددها 11 لوحظت ثلاث نتائج مختلفة (الشكل 18). وفي مناطق إفريقيا وغربي آسيا، تتطابق قيم كلا LGP أو أنّ هناك زيادة بسيطة في تقدير LGP المُنمذج. وعلى العكس، ففي مناطق آسيا الوسطى، وتركيا/القوقاز، وأفغانستان/تركمانستان، أي كافة المناطق التي تحدّ فيها درجات الحرارة والرطوبة على حد سواء من فترة النمو، تكون فترة النمو المُنمذجة قد بُخِست التقدير بشكل معتبر. وهذا يوحي بأنّ عتبات النمذجة المُستخدمة من قِبَل FAO يجب أن تُعدّل بحيث تعكس ظهور محاصيل وأنماط خضرية أكثر مقاومةً للبرد في هذه المناطق.
وأخيراً، هناك مناطق عُمان واليمن/العربية السعودية، حيث لايمكن وجود زراعة بعلية تبعاً لنموذج FAO، ولكن حيث يُظهِر الاستشعار عن بعد وجود فترة نمو قصيرة. وهذه المناطق بعلية بشكل أساسي، إلاّ أنّها تتلقّى ريّاً تكميلياً من خلال أنظمة المدرجات أو مايُسمّى بِـ الفلاج (أنظمة أقنية صغيرة تعمل على تحويل المياه من بئر منبع).
الشكل 17. العلاقة بين معدّل فترة النمو المشتقّة من الاستشعار عن بعد ومعدّل NDVI (مؤشّر الفرق الخضري المطبّع) الأعظمي.
وبالرغم من أنّ هذه الدراسات العاملة على مقارنة فترة النمو التي تمّ تحديدها من الاستشعار عن بعد ومن البيانات المناخية قد بدأت لتوّها فقط، فهي قد أثبتت حتى الآن أنّها مبشّرة. إذ أنّها توفّر إمكانية تحديد خصائص فترة النمو وقائمة المحاصيل من مجموعة صور متواضعة الدقة للقمر الصناعي أكثر منه من البيانات المناخية التي يندر توفّرها بمرور الزمن نظراً لعدم توفّرها مجاناً بعد الآن. وعلاوةً على ذلك، فإنّ هذه الطريقة يمكن أن تُطبّق على مساحاتٍ واسعة، بحيث تملأ الفجوات بين البيانات الأساسية التي يتمّ الحصول عليها من محطات الأرصاد الجوية. هذا وإنّ فهم الروابط بين فترة الاخضرار الخضري وفترة النمو المناخية سيحسّن من التوقّعات المرتقبة لرصد الجفاف وقت تطوّره، أكثر منه بعد حدوثه.
الشكل 18. العلاقة بين معدّل طول فترة النمو (LGP) المشتقّة من الاستشعار عن بعد ومعدّل LGP المنمذجة من المعايير المناخية