Journal of Spatial Analysis Environmental Hazards

fa تحلیل گسیختگی اکولوژیکی چمن سلطانیه در عصر آنتروپوسن: رویکردی تلفیقی مبتنی بر سنجش از دور، داده‌های هیدرواقلیمی و نظریه کاتاستروف Ecological Catastrophe in the Sultanieh Grassland: An Integrated Assessment of Anthropogenic and Climatic Drivers Using Remote Sensing and Catastrophe Theory تخصصي Special پژوهشي Research هدف: چمن سلطانیه، به‌عنوان یکی از ارزشمندترین اکوسیستم‌های طبیعی ایران، در دو دهه اخیر با تخریب گسترده‌ای مواجه شده است. هدف این پژوهش، تحلیل عوامل مؤثر بر گسیختگی اکولوژیکی این زیست‌بوم شکننده و شناسایی نقاط آستانه بحرانی است تا راهبردهای پیشگیرانه برای حفظ پایداری آن ارائه شود. روش پژوهش: این مطالعه با رویکردی تلفیقی و توصیفی-تحلیلی انجام شده است. داده‌های مورد استفاده شامل شاخص‌های سنجش از دور (NDVI، LST، رطوبت خاک)، سری‌های زمانی هیدرواقلیمی (دما، بارش، تبخیر-تعرق پتانسیل و سطح آب زیرزمینی)، آمارهای جمعیتی و تغییرات کاربری اراضی در بازه زمانی ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۱ است. تحلیل‌ها در دو سطح «کل حوضه» و «محدوده اصلی چمن» انجام شد تا از سوگیری ناشی از تغییرات کاربری در حاشیه‌ها جلوگیری گردد. برای اولویت‌بندی عوامل گسیختگی، از روش وزن‌دهی چندمعیاره در چارچوب نظریه کاتاستروف استفاده شد که امکان محاسبه وزن‌ها بر اساس مکانیسم درونی سیستم را فراهم می‌آورد. یافته‌ها: یافته‌ها نشان می‌دهد که کاهش ۱۵ درصدی بارش مؤثر، افزایش ۱ درجه‌ای دمای میانگین و افت بیش از ۳۰ متری سطح آب زیرزمینی، همراه با رشد چهار برابری جمعیت و دو برابری سرانه مصرف آب، منجر به کاهش پایدار پوشش گیاهی (کاهش NDVI از 2817/0 در سال ۲۰۰۴ به 1701/0 در سال ۲۰۲۱) و گسترش چشمگیر اراضی بایر شده است. بر اساس تحلیل وزن‌دهی، سه شاخص «افت سطح ایستابی»، «کاهش پوشش گیاهی» و «فشار جمعیتی–آبی» به‌عنوان عوامل اصلی (با سهم ترکیبی ۵۰ درصد) در القای گسیختگی شناسایی شدند. نتایج تأیید می‌کنند که سیستم از وضعیت پایدار خارج شده و وارد فاز «میرا» گشته است. نتیجه‌گیری: این مطالعه هشدار می‌دهد که بدون مداخله فوری در مدیریت منابع آب، کنترل گسترش شهری و بازگرداندن تعادل هیدرولوژیکی، چمن سلطانیه به‌زودی به یک کانون فعال گرد و غبار و بیابان‌زایی تبدیل خواهد شد. احیای این اکوسیستم مستلزم سیاست‌های علمی‌محور، ممنوعیت برداشت‌های غیرمجاز از آبخوان‌ها، اجرای سیستم‌های آبیاری هوشمند و حفاظت از پوشش گیاهی طبیعی است. چارچوب روش‌شناختی به‌کاررفته در این پژوهش همچنین می‌تواند به‌عنوان الگویی برای تحلیل و مدیریت گسیختگی‌های اکولوژیکی در سایر اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک جهان مورد استفاده قرار گیرد Objective: “This study aims to investigate the drivers of ecological rupture in the Sultanieh Grassland, one of Iran’s most valuable natural ecosystems, which has experienced severe degradation over the past two decades. The research seeks to identify and prioritize the relative contributions of climatic, hydrological, and anthropogenic factors in triggering systemic instability and to assess whether the ecosystem has crossed a critical threshold toward irreversible collapse. Methods: An integrated analytical framework was employed, combining multi-source datasets from 2000 to 2021. Remote sensing indicators—including the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Land Surface Temperature (LST), and Soil Moisture (SM)—were derived from MODIS and Landsat imagery. Hydroclimatic time series (temperature, precipitation, potential evapotranspiration [PET], and groundwater levels) were analyzed alongside demographic statistics and land use/land cover (LULC) changes. A multi-criteria weighting approach, grounded in catastrophe theory, was applied to objectively quantify the relative influence of key drivers while minimizing subjective bias in decision-making. Results: The analysis reveals a 15% decline in effective precipitation, a 1°C increase in mean annual temperature, and a groundwater table drop exceeding 30 meters over the study period. These environmental stresses were compounded by a fourfold population growth and a doubling of per capita water consumption. Consequently, vegetation cover declined persistently, with NDVI decreasing from 0.2817 in 2004 to 0.1701 in 2021, while barren lands expanded significantly. Within the catastrophe theory framework, three primary drivers—groundwater depletion, vegetation loss, and population–water pressure—were identified as collectively responsible for 50% of the system’s destabilization. The evidence confirms a transition from a stable ecological state to a dissipative, degraded phase. Conclusions: The Sultanieh Grassland has likely crossed a critical ecological threshold due to the synergistic intensification of anthropogenic and climatic pressures within a geomorphologically and hydrologically vulnerable setting. Without immediate intervention—including sustainable groundwater management, strict control of urban expansion, and active restoration of hydrological equilibrium—the ecosystem faces irreversible transformation into an active source of dust emissions and desertification. This study underscores the urgency of science-based policy actions to prevent the total collapse of this irreplaceable natural and cultural heritage site. آنتروپوسن, تغییر کاربری اراضی, چمن سلطانیه, گسیختگی اکولوژیکی, نظریه کاتاستروف Anthropocene, catastrophe theory, ecological rupture, land use change, Sultanieh Grassland 0 0 http://jsaeh.khu.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-427-7&slc_lang=fa&sid=1 حسن جعفری jafarihas@yahoo.com 100319475328460012777 100319475328460012777 Yes دانشگاه زنجان peyam Afshar پیام افشار payam.afshr@gmail.com 100319475328460012778 100319475328460012778 No University of Zanjan دانشگاه زنجان Eisa Piri عیسی پیری isapiri@znu.ac.ir 100319475328460012779 100319475328460012779 No University of Zanjan دانشگاه زنجان