بررسی­های زیست اقلیمی در خارج
هسل^[۱۴] و همکاران (۲۰۰۳) اقالیم زیستی بریتانیا و ایرلند را طبقه‌بندی نموده ­اند. در این مطالعه تغییرات مکانی ۸۹ متغیر اقلیمی که از اهمیت زیست شناختی بیشتری برخوردار بودند با روش مولفه‌های مبنا و تحلیل خوشه‌ای مورد بررسی قرار گرفته و نهایتا نقشه اقالیم زیستی بریتانیا و ایرلند با بهره گرفتن از سامانه­های اطلاعات جغرافیایی (GIS) ارائه شده است. دی گتانو و شولمان (۱۹۹۰) با بهره گرفتن از روش مولفه‌های مبنا و تحلیل خوشه‌ای اقلیم­های کشاورزی آمریکا و کانادا را پهنه‌بندی نمودند. فائو قاره آفریقا را از نظر ۱۱ محصول مهم کشاورزی شامل گندم، برنج، ذرت، ارزن، سورگوم، سویا، پنبه، باقلا، دو نوع سیب‌زمینی و کتان با بهره گرفتن از متغیر دوره رشد، پهنه‌بندی نمود. دوره رشد به عنوان مدت زمانی که دما و بارش به مقدار کافی و لازم موجود باشد تا گیاه دوره رشد خود را کامل کند، در نظرگرفته شده است [۶۳].
ناکاواتاس و پیترسون^[۱۵] (۲۰۰۶) تغییرات مکانی در ارتباط بین اقلیم و رشد پوشش جنگلی را در منطقه کوهستانی المپیک بررسی کردند.آنها به این نتیجه رسیدندکه اطلاعات به دست آمده از ارتباط بین اقلیم و پوشش جنگلی،ممکن است برای توسعه راهکارهای مدیریتی در مورد انطباق گونه­ ها و پیش بینی تاثیر اقلیم آینده بر روی این جنگل­ها، مفید و موثر باشد. تئودوریک و همکاران (۱۹۹۳) یک پایگاه اطلاعاتی برای شناسایی و تعیین واحدهای آگروکلیمایی در ناحیه آپولیا^[۱۶] در جنوب ایتالیا تشکیل دادند و براساس این ترکیب کردن عوامل مختلف، این واحدها را معرفی کردند. نقشه نهایی یا خروجی اصلی این اطلاعات، پایگاه آگروکلیمایی کشاورزی است که می تواند در تصمیم گیری­ها و برنامه ریزی­های کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد [۸۳].

طی سی سال گذشته مطالعات زیادی انجام گرفته که پوشش گیاهی را به عنوان یک مولفه مهم مرتبط با سیستم اقلیمی دانسته است [۵۶] و آزمایشهائی که در سالهای اخیر انجام شده، دلالت بر کنترل بالقوه اقلیم‌ها روی پراکنش گیاهی دارد [۸۲]. گرم شدن کره زمین ناشی از تنش‌های خشکی ممکن است اثرات منفی بر روی رشد گیاهان در مناطق خشک و نیمه خشک و حتی در جنگل‌های نیمکره شمالی داشته باشد [۵۱]. و یا گرم شدن کره زمین که باعث ذوب شدن برف ها می­ شود نقش تعیین کننده‌ای در افزایش رشد گونه‌های گیاهی در جنگل­ها و مراتع دامنه‌های کوه­ها شده است [۷۵].
در پژوهش­های انجام گرفته طی سی سال گذشته، پوشش گیاهی به عنوان مؤلفه مهم مرتبط با سیستم اقلیمی شناخته شده است [۲۶،۵۶،۸۲]. الکساندر^[۱۷] و همکاران (۲۰۰۰) در جغرافیای گیاهی، ساختار گونه ­ای و تحول و ارتباط جوامع گیاهی با عوامل و فرایندهای محیطی به ویژه عوامل اقلیمی تحلیل می­ شود [۴۹]. جین تون^[۱۸] (۲۰۰۲) در شانگزی چین به مطالعۀ روابط پوشش گیاهی با عوامل محیطی پرداخت و به این نتیجه رسید که پراکنش پوشش گیاهی به متغیر اقلیم و خاک وابسته است [۶۸]. لئونارد و همکاران (۱۹۸۸) به این نتیجه رسیدند که پوشش گیاهی بیشترین ارتباط را با دما و رطوبت خاک داشته و دیگر خصوصیات خاک نیز به طور مستقیم و غیرمستقیم بر این دو پارامتر تأثیر می­گذارند [۷۳].
کارابولوت (۲۰۰۳) به طوریکه تحقیق در امریکای شمالی نشان دهنده اثر بارش دو ماه قبل بر رشد پوشش گیاه می­باشد [۶۸]. ساجر^[۱۹] (۱۹۹۶) آب و هوا از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر شرایط پوشش گیاهی می­باشد. پراکنش مکانی پوشش گیاهی ارتباط زیادی با شرایط اقلیمی دارد [۹۷]. تربراک (۱۹۸۶) معتقد است که بعد از تغییر محیط، گیاهان قادر به حفظ و بقای خود نیستند و به تدریج گیاهان نامرغوب جای گیاهان مفید را اشغال نموده و در نهایت با تغییر بقیه اجزای اکوسیستم، یک پوشش گیاهی جایگزین پوشش گیاهی قبلی می­ شود [۹۹].
بنظر والتر و همکاران (۲۰۰۲) تغییرات اقلیمی بوجود آمده تاثیرات ویژه‌ای بر روی اکوسیستم­های خاکی گذاشته است و اثر این تغییرات در آینده بیشتر هم خواهد شد [۱۰۷].
لایون و ساجرز (۲۰۰۲) در میسیوری آمریکا مناطقی را بررسی کردند و با بهره گرفتن از آنالیز رج بندی DCA CCA به این نتیجه رسیدند که مطابقت کمی بین لایه­ های پوشش گیاهی وجود دارد و ویژگی­های عکس العمل سازگاری پوشش گیاهی کاملا به تغییرات محیطی بستگی دارد [۷۳].
خشکسالیهای شدید و افزایش دما رشد و نمو گیاهان را تحت تاثیر قرار میدهد و این امر میتواند یکی از دلایل کاهش محصولات کشاورزی باشد [۹۲،۹۷] بسیاری از محققین، تفسیرهای متفاوتی را از پیامدهای تغییر دما بر روی مراحل مختلف فنولوژیکی بیان نموده ­اند [۵۴،۸۴] به همین دلیل، دانشمندان از دماهای با مبنای متفاوت و محاسبات مختلف، برای تعیین پیامدهای تغییر دما بر گیاهان استفاده میکنند [۵۵،۱۱۰].
یونال و همکاران (۲۰۰۳) در ترکیه، برای انجام منطقه بندی اقلیمی، بعد از استاندارد کردن داده ­های ۱۱۳ ایستگاه هواشناسی، شامل دماهای میانگین، میانگین حداکثر، میانگین حداقل و بارندگی بین سالهای ۱۹۵۱ تا ۱۹۹۸، از پنج تکنیک تجزیه و تحلیل خوشه­ای سلسله مراتبی استفاده کردند و در نهایت، با بهره گرفتن از روش وارد^[۲۰] هفت منطقه اقلیمی تشخیص دادند [۱۰۳].
ایگلسیاس^[۲۱] و همکاران (۲۰۰۰) برای به دست آوردن مدل رشد محصول گندم در یک منطقه عمده گندم خیز کشور اسپانیا، با بهره گرفتن از متغیرهای دما در طی فصل رویش، بارندگی ۳۲۹ ایستگاه هواشناسی و داده ­های میزان تولید محصول استان­ها، براساس تجزیه و تحلیل خوشه­ای، هفت منطقه کشاورزی- اقلیمی تشخیص دادند [۶۵].
ژو^[۲۲] و همکاران (۲۰۰۹) در ناحیه زراعی مورم­بیدجی^[۲۳] استرالیا با بهره گرفتن از تجزیه و تحلیل خوشه­ای و تکنیک­های GIS، برمبنای آمار بلند مدت، چهار متغیر اقلیمی شامل میانگین بارش سالانه، میانگین تبخیر و تعرق سالانه، میانگین سالانه درجه روزهای رشد (GDD) و میانگین دمای روزانه، با استفاده ازمیانیابی مکانی، دو ناحیه اقلیمی و سه ناحیه هیدروترمال تشخیص دادند [۱۱۳].
راموس^[۲۴] (۲۰۰۱) به بررسی تغییر پذیری الگوی توزیع بارش در منطقه مدیترانه با روش­های خوشه بندی پرداخته است [۸۹].
فیلیپ (۲۰۰۸) الگوهای روزانه دما و فشار را در سطح اروپا مورد مطالعه قرار داده است و براساس روش خوشه بندی این الگوها را به صورت ماهانه طبقه بندی کرده است [۸۵].
درکس^[۲۵] و همکاران (۱۹۹۸) برای برآورد متوسط بارندگی در جزیره­ی نورفولک استرالیا، چهار روش کریجینگ، عکس فاصله، تیسن و میانگین ایستگاهها را مورد مقایسه قرار دادند. براساس نتایج این مطالعه، کریجینگ از نظر دقت ضعیف­تر از سه روش دیگر بود و مناسبترین روش، روش عکس فاصله معرفی شد [۵۶].
پونیاوردنا^[۲۶] و کولاسیری (۱۹۹۸) مطالعاتی را در زمینه­ برآورد بارندگی در نواحی خشک سریلانکا انجام دادند که مدل همبستگی مکانی بارندگی در این مطالعه از نوع نمایی به دست آمد. آنها با بررسی و مقایسه­ روش­های عکس فاصله و میانگین ایستگاهها با مدل نمایی اظهار داشتند که مدل نمایی مزیتی بر روش­های ساده استفاده شده ندارد [۸۷]. لینچ^[۲۷] (۲۰۰۱) روش های تبدیل بارندگی روزانه نقطه­ای به منطقه­ای را در آفریقای جنوبی بررسی کرد و بین روش های عکس وزنی فاصله، کریجینگ و اسپلاین، روش عکس وزنی فاصله را توصیه نمود [۷۶].
والتر^[۲۸] (۱۹۸۵) اظهار داشت که تغییرات ارتفاعی موجب تغییرات اقلیمی می­ شود که در نهایت باعث تغییر در نوع خاک و پوشش گیاهی مناطق کوهستانی شده و رویشگاه­های کوهستانی به سطوح کوچکی به عنوان بایومهای کوهستانی محدود می­شوند [۱۰۵].
زنگین^[۲۹] و همکاران (۲۰۱۰) در مطالعه­های برای تعیین مناطق بیوکلیماتیک در ارزوروم رایز، شرایط پستی و بلندی و اقلیم را در فصل تابستان (جون، جولای، آگوست) مورد بررسی قرار دادند. داده های اقلیمی دما، رطوبت نسبی و سرعت باد از ۹ ایستگاه مختلف، در نرم افزار Arc Gis 9.1 وارد کرده و داده ­های اقلیمی آنالیز و نقشه عددی آن توسط روش فاصله وزنی معکوس ترسیم شد. نتایج نشان داد که مناطق بیوکلیماتیک با رطوبت نسبی بین ۳۰ تا ۶۵ درصد، درجه حرارت ۱۵ تا ۲۰ درجه سانتی گراد و سرعت باد بالای ۵ متر بر ثانیه تعریف و مرزبندی شد [۱۱۱].
گارن^[۳۰] و همکاران (۱۹۹۴) روش کریجینگ رونددار را برای برآورد متوسط منطقه­ای بارندگی روزانه در حوضه­ی رینولدز کریک استفاده نمودند و به این نتیجه رسیدند که روش کریجینگ به دلیل وزن دهی متفاوت، در مقایسه با روش­های با وزن یکسان، دقت برآورد را بالا می­برد. آنها نشان دادند که با تقسیم منطقه به نواحی کوچکتر، خطا افزایش نمی­یابد [۵۹].
پرودهوم^[۳۱] و رید (۱۹۹۹) برای یافتن یک روش ساده ترسیم نقشه حداکثر بارش روزانه در نواحی کوهستانی اسکاتلند، روش­های کریجینگ معمولی و کریجینگ اصلاح شده را انتخاب نمودند. روش کریجینگ اصلاح شده برای ترسیم نقشه­ی نهایی انتخاب شد [۸۶].
جفری^[۳۲] و همکاران (۲۰۰۱) آمار بارندگی را از سال ۱۸۹۰ و آمار سایر متغیره­ای اقلیمی را از ۱۹۵۷ در ۴۶۰۰ ایستگاه سراسر استرالیا بررسی کردند. آنها در نهایت از روش TPSS برای درون­یابی متغیرهای اقلیمی روزانه و از روش کریجینگ معمولی برای درونیابی بارندگی ماهانه و روزانه در یک شبکه­ منظم ۰۵/۰ درجه­ای استفاده کردند [۶۵].
پیشینه روش پروکراستس
دین‌پژوه (۱۳۸۲) جهت پهنه بندی اقلیمی ایران با بهره گرفتن از تحلیل­های چند متغیره برای استفاده در مطالعات کشاورزی تعداد ۱۲۳ متغیر اقلیمی - جغرافیایی در ۷۷ ایستگاه هواشناسی کشور را جمع آوری نمود. پس از بازسازی و تکمیل داده ­ها، با روش پروکراستس^[۳۳] ده متغیر مهم انتخاب گردید. به منظور گروه بندی ایستگاه­ها از روش­های تجزیه به عاملها و تجزیه خوشه ای با روش وارد استفاده شد. نتایج نشان داد که دو عامل اول موسوم به دما و بارش بیش از ۸۸ درصد از تغییرات داده ها را توجیه می­ کند [۱۸].
کرزانوفسکی^[۳۴] (۱۹۸۷) هدف اصلی تجزیه و تحلیل چند متغیره، شناسایی مجموعه ای از متغیرهاست که بیانگر ویژگی های اصلی کل نمونه باشد. نحوه تجزیه و تحلیل یک مجموعه داده با روش چند متغیره کاملا شناخته شده است و این امکان وجود دارد که متغیره های انتخابی برای تحلیل مولفه اصلی، مجموعه مناسبی نباشد. از این رو برای انتخاب یک مجموعه مناسب ازتجزیه و تحلیل پروکراستس استفاده شد [۷۱].
روس^[۳۵] (۲۰۰۴) اظهارداشت که شکل و نشانه های بارز دو مفهوم اصلی در تجزیه و تحلیل پروکراستس می باشد، هردو این مفاهیم در مرتب کردن و هماهنگی داده ها نقش ایفا می­ کنند. بر همین اساس پایه و اساس تجزیه و تحلیل پروکراستس بر تشابهات شکلی و نشانه های بارز موجود استوار است [۹۴].
پیشینه تحقیقات اندازه پیکسل یا شبکه سلولی
تومیسلاو^[۳۶] (۲۰۰۵) به اندازه گیری اندازه پیکسل با بهره گرفتن از تئوری Nyquist فرکانس و معادلات پردازش سیگنال پرداخت و با ۴ منبع داده شامل: GPS، پلات نقشه­های کشاورزی، خطوط تراز و نقشه خاک، اندازه پیکسل مناسب را تعریف نموده و در نهایت برای نقشه­های خروجی سه استاندارد تعریف کرده است: ۱) درشت^[۳۷]: بستگی به مقیاس کارهای بزرگ دارد و برای کارهای سریع مناسب است. اندازه پیکسل ≤۰۰۲۵/۰ مقیاس نقشه ورودی در نظر گرفته شده است. ۲) ریز^[۳۸]: که حداقل واقعیت جسم را تا ۹۵% دقت بیان می­ کند. اندازه پیکسل ≥۰۰۰۱/۰ مقیاس نقشه ورودی در نظر گرفته شده است. ۳) بینابین^[۳۹]: که اندازه پیکسل بین دو مقیاس می­باشد و بستگی به نیاز کاربر دارد. اندازه پیکسل ۰۰۰۵/۰= مقیاس نقشه ورودی در نظر گرفته شده است. آقای تومیسلاو مناسبترین اندازه پیکسل برای کار خود را ≥۰۰۰۱/۰ مقیاس نقشه ورودی در نظر گرفت [۱۰۰].
مک برانی^[۴۰] (۲۰۰۳) اندازه پیکسل را تابع داده ­های مورد نیاز در GIS و قدرت کامپیوتر دانست. فرض او این است که ترجیع داده شود از بیشترین اندازه پیکسل در پروژه­ ها استفاده شود [۷۷]. اثر تاثیر اندازه پیکسل در تحقیقات راسموس (۲۰۰۷) برای شاخص­ های رطوبتی مورد استفاده قرار گرفت و نتایج نشان داد انتخاب اندازه پیکسل مناسب نقش مهمی در برآورد دقت داده ­های رطوبتی دارد. جولین و مونلار (۲۰۰۰) به تأثیر اندازه پیکسل در محاسبه مدل جریان سطح با مدل CASCZD پرداخته و نشان دادند که اندازه پیکسل مختلف، نتایج مدل را تغییر می­دهد [۸۰].
کنزلی^[۴۱] (۲۰۰۲) به تأثیر اندازه پیکسل در مشتقات توپوگرافی پرداخته و نشان دادند که با افزایش اندازه پیکسل شیب کاهش یافته و فرسایش در خاک کم می­ شود و سایر پارامترها مانند جهت و انحنا و ضریب رطوبتی با تغییر اندازه پیکسل تغییر می­نماید. ولی اندازه پیکسل مناسب تعیین نشده است [۷۱]. والیزولا و بام گارد نر (۱۹۹۰) اندازه ۵/۰ تا ۳ میلی متر بر روی نقشه­های توپوگرافی را برای اندازه پیکسل تعریف نمودند که این مقدار نیز تولید افزونگی اطلاعات را می­نماید [۱۰۱].
میخائل^[۴۲] (۲۰۰۸) به مطالعه تاثیر شیب در اندازه سلول ثابت پرداخت و نشان داد که طول آبراهه با شیب زمین دارای رابطه می­باشد و مدلی را نیز براساس تغییرات شیب ارائه نمود که در این تحقیق تعیین اندازه پیکسل DEM با مبنای هیدرولوژیکی بر اساس طول آبراهه و مساحت حوضه مد نظر قرار گرفته است [۷۸].
فصل سوم
مواد و روش‌ها
منطقه مورد مطالعه
موقعیت جغرافیایی استان کرمانشاه
مساحت استان کرمانشاه برابر با ۲۵۰۰۸ کیلومترمربع که حدود ۴۵/۱درصد مساحت کل کشور را دارا می‌باشد و از لحاظ وسعت هجدهمین استان کشور به شمار می‌آید. این استان بین´۴۰ °۳۳ تا ´۱۸ °۳۵ عرض شمالی و´۲۴ °۴۵ تا ´۰۷ °۴۸ طول شرقی قرار گرفته است (شکل ۳-۱). از لحاظ تقسیمات کشوری استان کرمانشاه به ۱۴ شهرستان، ۳۰ بخش، ۲۹ شهر و ۸۵ دهستان تقسیم شده است [۱۷]. محدوده سیاسی استان از شمال به استان کردستان، جنوب به استان‌های لرستان و ایلام، شرق به استان همدان و از غرب به کشور عراق همجوار است و بیش از ۳۳۰ کیلومتر مرز مشترک با این کشور دارد [۲۴]. استان کرمانشاه ناحیه‌ای کوهستانی است که ما بین فلات ایران و جلگه بین‌النهرین قرار گرفته و سراسر آن را قله‌ها و ارتفاعات رشته کوه‌های زاگرس پوشانده است [۱].
شکل (۳-۱): موقعیت استان کرمانشاه
توپوگرافی استان
استان کرمانشاه منطقه است کوهستانی که قسمت اعظم آن را رشته گوه زاگرس پوشانده است. این منطقه از دو قسمت عمده تشکیل شده است. قسمت کوهستانی و مرتفع با حداکثر ارتفاع ۳۳۹۰ متر از سطح دریا و قسمت دشتی در نواحی قصرشیرین، سومار و نفت شهر با ارتفاع ۱۸۰ متر از سطح دریا و اراضی نسبتا مسطح که بین ارتفاعات قرار دارند. رشته کوه زاگرس که به صورت شمال غربی-جنوبی شرقی کشیده شده است تاثیر زیادی در اقلیم منطقه دارد. در این مناطق با توجه به کاهش درجه حرارت نسبت به مناطق دشتی بدلیل افزایش ارتفاع نزولات بیشتر به صورت برف است این درحالی است که در مناطق دشتی بیشتر به صورت باران می باشد. رشته کوه زاگرس همچنین باعث شده تا قسمت غربی استان منطقه­ای گرم­تر و خشک­تر باشد و پوشش گیاهی آن کم تراکم و درختانی مانند نخل و اکالیپتوس در منطقه می روید که متفاوت از پوشش سایر قسمت­ های استان می­باشد.
نقشه ارتفاعی که با بهره گرفتن از نقشه دم منطقه ترسیم شده است در شکل (۳-۲) نمایش داده شده است. قسمت غربی استان دارای کمترین ارتفاع و قسمت­ های شمالی و شمال شرقی استان دارای بیشترین ارتفاعات هستند.
شکل (۳-۲): نقشه ارتفاعی استان کرمانشاه
بررسی دشتها در استان کرمانشاه
الف: دشت بین ارتفاعات الوند و کوه بید سرخ
دشت بین ارتفاعات الوند و کوه بید سرخ عرض این دشت ۵۵ کیلومتر است که ارتفاعات شمالی آن نسبتا صعب العبور است ولی از طرف جنوب به کلی باز و هموار است و به همین سبب راه ­هایی به طرف شهرستان­های نهاوند و تویسرکان از این منطقه کشیده شده است.
ب: دشت ماهی دشت
عرض این دشت ۲۵ کیلومتر بوده که ارتفاعات نعل شکل در شرق و ارتفاعات حسن آباد چهار زبر در غرب آن را احاطه کرده ­اند. این دشت از مناطق عمده زراعی استان کرمانشاه محسوب می­ شود. وسعت این دشت ۱۶۵۰ کیلومترمربع و ۱۴۰۰ تر از سطح دریا ارتفاع دارد. دشت ماهی دشت بزرگترین دشت استان می­باشد.
پ: دشت صحنه