ارزیابی و مدل‌سازی پویایی مکانی - زمانی خدمت اکوسیستمی انتشار و ترسیب کربن در سیمای سرزمین اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک غرب استان کرمان

مقدمه

اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک بخش چشمگیری از سطح خشکی‌های کره زمین را تشکیل می‌دهند و در بسیاری از مناطق، ازجمله استان کرمان، زیست‌بوم غالب محسوب می‌شوند. در اکوسیستم‌های خشک، به دلیل محدودیت پوشش گیاهی، بخش چشمگیری از ذخایر کربن در مخزن کربن آلی خاک متمرکز است؛ ازاین‌رو، تغییرات کاربری و پوشش اراضی می‌تواند با تغییر شرایط خاک، به اکسیداسیون و انتشار کربن آلی خاک و کاهش ذخایر کربن منجر شود. این مناطق به دلیل کمبود منابع آبی، فقر خاک و محدودیت در پوشش گیاهی، ازنظر اکولوژیکی بسیار شکننده هستند و حساسیت بالایی نسبت به تغییرات محیطی دارند (Raheb et al., 2023, p. 1). خدمات اکوسیستمی این اکوسیستم‌ها در چهار دسته اصلی قرار می‌گیرد که شامل خدمات تأمین‌کننده، تنظیمی، حمایتی و فرهنگی است و همگی برای رفاه اقتصادی - اجتماعی انسان‌ها حیاتی هستند (MEA, 2005, P.52 100). خدمات حمایتی شامل فرآیندهایی همچون شکل‌گیری خاک و چرخه غذایی، خدمات تنظیمی شامل ذخیره‌سازی و ترسیب کربن، تنظیم گردش آب، کنترل فرسایش و کنترل زیستی آفات می‌شود و خدمات فرهنگی، نیز ارزش‌های تفرجی، آموزشی و زیبایی‌شناختی را در برمی‌گیرد (Mirghaed & Souri, 2023, p.2). در این میان، ترسیب کربن به‌عنوان یک فرآیند کلیدی تنظیمی، نقش مهمی در تعدیل اثرات تغییرات اقلیمی ایفا می‌کند. این فرآیند به جذب خالص دی‌اکسید کربن از جو و ذخیره بلندمدت آن در مخازن کربن مانند زیست‌توده زنده و خاک اطلاق می‌شود (Drexler et al., 2021, p. 2). اکوسیستم‌های خشکی از طریق توازن بین جذب و انتشار دی‌اکسید کربن در تنظیم اقلیم جهانی مشارکت می‌کنند (IPOC, 2006, p. 1.7)؛ با این حال، تغییرات LULC به‌ویژه در مناطق خشک می‌تواند این تعادل را برهم بزند و منجر به انتشار قابل ‌توجه کربن در جو شود (Imran & Din, 2021, p.2 ).

علاوه بر این، فرآیندهایی همچون گسترش اراضی کشاورزی، توسعه شهری، چرای مفرط و بهره‌برداری ناپایدار از منابع طبیعی، اغلب با کاهش ذخیره‌سازی کربن، تخریب خاک و زوال اکوسیستم همراه است (پرور و همکاران، 1402، ص. 373). تغییرات اقلیمی نظیر افزایش دما، کاهش بارندگی و نوسانات شدید اقلیمی نیز بر پویایی چرخه کربن در این اکوسیستم‌ها اثرگذارند (Parvar et al., 2024b, p. 2; Zhang et al., 2020, p. 2). در چنین شرایطی، پایش و تحلیل دقیق تغییرات فضایی - زمانی ترسیب کربن در مناظر خشک و نیمه‌خشک اهمیتی دوچندان می‌یابد. این پایش نه‌تنها برای درک بهتر پویایی اکوسیستم‌ها ضروری است، می‌تواند پایه‌ای برای توسعه راهبردهای مدیریت پایدار سرزمین و طراحی سیاست‌های مؤثر در زمینه کاهش انتشار کربن فراهم کند (Weitzman, 2019, p. 194). به‌علاوه، ارزش اقتصادی فرآیند ترسیب کربن نیز در سال‌های اخیر مورد توجه قرار گرفته و به‌عنوان یک ابزار سیاستی در بازارهای کربن و برنامه‌های جبران انتشار مطرح شده است. برای ارزیابی دقیق ظرفیت ترسیب و ذخیره‌سازی کربن، استفاده از مدل‌های مکانی پیشرفته امری ضروری است (Zhang et al., 2020, p. 2; Zheng et al., 2023, p. 2). مدل اینوست^[1] یکی از ابزارهای قدرتمند در این زمینه محسوب می‌شود که امکان برآورد فضایی و زمانی ذخایر کربن در چشم‌اندازهای مختلف را فراهم می‌کند این مدل با استفاده از داده‌های مربوط به LULC و خصوصیات محیط‌زیستی، تغییرات ایجادشده در پنج مخزن کربن را که شامل زیست‌توده روزمینی، زیست‌توده زیرزمینی، مواد آلی مرده، خاک و محصولات چوبی برداشت ‌شده است، تحلیل می‌کند (Parvar et al., 2024a, p. 4). تحلیل فضایی - زمانی ذخیره و ترسیب کربن به برنامه‌ریزان و مدیران کمک می‌کند تا مناطق اولویت‌دار برای حفاظت یا بهبود پوشش گیاهی را تعیین کنند و سیاست‌های کاربری زمین را براساس اهداف کاهش انتشار و افزایش ترسیب کربن بهینه کنند (Yang et al., 2025, p. 2). با وجود اهمیت ترسیب کربن به‌ویژه در اکوسیستم‌های خشک، مطالعات قبلی در ایران و به‌ویژه در اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک غرب استان کرمان، کمتر به تحلیل پویایی فضایی - زمانی ذخیره و ترسیب کربن پرداخته‌اند؛ بیشتر تحقیقات به بررسی‌های ایستا محدود بوده‌اند و از مدل‌های مکانی ‌پیشرفته برای تحلیل روندهای زمانی استفاده نشده است (Zafar et al., 2024, p. 2).

پژوهش‌های داخلی در دو دهه‌ی اخیر، با عبور از رویکردهای توصیفی به سمت کمی‌سازی و ارزش‌گذاری اقتصادیِ ترسیب کربن، به‌ویژه در اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک، گام‌های مهمی برداشته‌اند. مطالعات اولیه‌ در مراتع ملارد، با تمرکز بر تفاوت‌های گونه‌ای، سهم چشمگیر خاک و بیوماس زیرزمینی را در ذخیره‌سازی کربن آشکار ساخت. با پیشرفت ابزارهای سنجش‌ازدور، موج جدیدی از مطالعات با بهره‌گیری از مدل InVEST شکل گرفت (نصری و همکاران، 1395، ص. 44). پژوهشی در تهران، نشان‌دادن گسترش کاربری‌های انسان‌ساخت لزوماً به کاهش ترسیب منجر نمی‌شود و حتی رشد زمین‌های کشاورزیِ آبی می‌تواند روند ذخیره‌سازی را مثبت کند (محقق و همکاران، 1399، ص. 1). در منطقه ابرکوه (استان یزد) مطالعه دیگری به بررسی اثر تبدیل خاک‌های بیابانی به کاربری‌های کشاورزی (گندم و پسته) بر ذخیره کربن آلی و کربن آلی ذره‌ای خاک پرداخت. این مطالعه نشان دادند تبدیل خاک‌های بیابانی به کشاورزی در منطقه ابرکوه، کربن آلی خاک را تا ۸/۵ برابر افزایش می‌دهد و بیشترین ذخیره کربن در باغ‌های پسته مشاهده شد (فلاح‌زاده و همکاران، 1403، ص. 1). در سطح بین‌المللی نیز پژوهش‌های اخیر با بهره‌گیری از مدل‌های تلفیقی مانند InVEST، PLUS  و CA - MC، گام‌های چشمگیری در تحلیل پویایی مکانی - زمانی ترسیب کربن برداشته‌اند (Babbar et al., 2021, p. 1; Imran & Din, 2021, p. 1; Kumara et al., 2023, p. 1; Rahim Abadi et al., 2025, p. 1; Weitzman, 2019, p. 194). مطالعه‌ای در کنیا نشان داد که تبدیل جنگل به زراعی، ذخیره‌ی کربن خاک را تا دو سوم کاهش می‌دهد (Omwoyo et al., 2025, p. 2 ). همچنین مطالعه‌ای در پاکستان، تمرکز شدید ظرفیت ترسیب را در لکه‌های خاص جنگلی شناسایی کردند (Imran & Din, 2021, p. 2 ). در چین، مطالعات مختلف همگی بر نقش کلیدی سیاست‌های حفاظتی در معکوس‌سازی روند کاهش کربن تأکید کرده‌اند (Peng et al., 2025, p.1; Jiang et al., 2025, p. 1; Bai et al., 2025, p. 1). در کنار این چالش‌های مکانی، مقوله‌ی ارزش‌گذاری اقتصادی به‌عنوان پل ارتباطی اکولوژی و سیاست‌گذاری، در هر دو سطح داخلی و بین‌المللی به‌بلوغ چشمگیری رسیده است. در ایران، مطالعه‌ای در زاگرس باارزش‌گذاری سالانه‌ی ۱۸۰ میلیارد ریالی ذخیره‌ی کربن (جعفرزاده و همکاران، 1399، ص. 137) و در جنگل‌های هیرکانی با برآورد ارزش ۶۷ میلیارد دلاری ثابت کردند که سیاست‌های حفاظتی می‌توانند از انتشار ده‌ها میلیون تن  CO₂e جلوگیری کنند (Rahim Abadi et al., 2025, p. 1). در سطح جهانی نیز در یک پژوهش ارزش اقتصادی کربن ازدست‌رفته بین سال‌های 2000 تا 2018 حدود 57/214 میلیون دلار و بین 2018 تا 2035 حدود 19/17 میلیون دلار برآورد شد (Babbar et al., 2021, p. 1). مطالعه‌ای دیگر در جنگل‌های کوهستانی پاکستان ارزش اقتصادی کربن ذخیره‌شده را حدود 2 میلیون دلار برای 62/27 هکتار محاسبه کرد (Imran & Din, 2021, p.2 ).

با وجود این پیشرفت‌ها، یک شکاف تحقیقاتی اساسی در اکوسیستم‌های خشک و فراخشک ایران، به‌ویژه در منطقه غرب استان کرمان (شهرستان‌های بافت، سیرجان و بردسیر)، به‌چشم می‌خورد. این منطقه که میزبان مناطق حفاظت‌شده ارزشمندی نظیر پارک ملی خبر، پناهگاه حیات‌وحش روچون و مناطق بیدوئیه و بخشی از پناهگاه بهرام‌گور است، باوجود حساسیت بالای اکولوژیکی و فشارهای روزافزون ناشی از تغییرات اقلیمی و فعالیت‌های انسانی، نیازمند بررسی دقیق‌تری در زمینه‌ی پویایی انتشار و ترسیب کربن است تا بتوان راهکارهای مدیریتی مؤثری برای حفاظت از آن ارائه داد.

ازاین‌رو، پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پویایی مکانی - زمانی خدمت اکوسیستمی انتشار و ترسیب کربن در سیمای سرزمین اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک غرب استان کرمان طراحی شده است. این تحقیق با بهره‌گیری از داده‌های سنجش‌ازدور، مدل InVEST و رویکردهای ارزش‌گذاری اقتصادی، درصدد است تا ضمن تحلیل روند تغییرات ذخایر کربن در دوره زمانی معین، اثر تغییرات کاربری زمین و فشارهای انسانی را بر این ظرفیت ارزیابی کرده و درنهایت، با شناسایی مناطق کلیدی دارای پتانسیل بالای ترسیب، راهکارهای مدیریتی مؤثری برای ارتقای پایداری اکوسیستم‌ها و مقابله با پیامدهای تغییرات اقلیمی ارائه دهد. یافته‌های این پژوهش می‌تواند به‌عنوان ابزاری قدرتمند در اختیار برنامه‌ریزان و مدیران محیط‌زیست قرار گیرد و به تدوین سیاست‌های بهینه کاربری اراضی و توسعه پایدار در این مناطق شکننده کمک شایانی کند.

مواد و روش‌ها

منطقه مورد مطالعه

منطقه مورد مطالعه شامل شهرستان‌های بافت، سیرجان و بردسیر در استان کرمان است که به دلیل تنوع بالای سیمای سرزمین، تفاوت‌های اکولوژیکی چشمگیر و وجود سه منطقه مهم تحت حفاظت، انتخاب شده است (شکل 1). این منطقه ازنظر جغرافیایی در محدوده ۵۵°۳۰' تا ۵۷°۱۰' طول شرقی و ۲۷°۵۰' تا ۳۰°۱۰' عرض شمالی قرار دارد و زیستگاه‌های متنوعی از کوهستان‌های مرتفع، دشت‌های نیمه‌خشک تا بیابانی و پوشش‌های جنگلی و مرتعی را در برمی‌گیرد. وجود پارک ملی خبر و پناهگاه حیات‌وحش روچون، منطقه حفاظت‌شده بیدوئیه و بخشی از منطقه حفاظت‌شده بهرام گور در این محدوده، ارزش حفاظتی و تنوع زیستی آن را دوچندان کرده است. این ترکیب کم‌نظیر از کاربری‌های اراضی و زیستگاه‌ها، بستری مناسب برای تحلیل فرآیندهای اکوسیستمی به‌ویژه ارزیابی مکانی - زمانی خدمات انتشار و ترسیب کربن فراهم می‌آورد و می‌تواند الگوی مناسبی برای مدیریت پایدار سرزمین در مناطق مشابه فراهم کند.

شکل 1. موقعیت محدوده مورد مطالعه در ایران (منبع: نویسندگان، 1405).

Fig. 1. Location of the study area in Iran (Source: Authors, 2026)

داده‌ها و روش کار

در این مطالعه به‌منظور استخراج نقشه‌های LULC، از تصاویر ماهواره‌ای با وضوح مکانی مناسب و قابلیت تصحیح اتمسفری استفاده شد. برای این کار، تصاویر ماهواره‌ای لندست^[2] به‌عنوان منابع اصلی داده برای سال‌های مختلف (2000 و 2025) انتخاب شده‌اند که به دلیل وضوح بالا، امکان تصحیح جوی و به‌روزرسانی سریع، بسیار مناسب تحلیل‌های بلندمدت و مکانی - زمانی هستند. این تصاویر به‌گونه‌ای انتخاب شدند که میزان ابری‌بودن کمتر از ۱۰ درصد باشد تا کیفیت و دقت داده‌ها افزایش یابد. علاوه بر داده‌های ماهواره‌ای، نقشه‌های توپوگرافی نیز برای استخراج اطلاعات ارتفاعی و تحلیل‌های مکانی استفاده شد.

مدل‌سازی ذخیره‌سازی کربن با استفاده از مدلInVEST  انجام شد که قادر است ذخیره کربن در بخش‌های مختلف اکوسیستم را با دقت مناسب برآورد کند. به‌طورکلی مطالعه حاضر در سه‌گام اصلی انجام شد:

تهیه نقشه LULC و استخراج سنجه‌‌های سیمای سرزمین

مدل‌سازی ذخیره‌سازی کربن

پایش تغییرات کاربری زمین و ذخیره کربن

مراحل فوق در نمودار جریانی شکل (2) به‌صورت خلاصه و گام‌به‌گام نمایش داده‌شده است.

شکل 2. نمودار جریانی روش کار(منبع: نویسندگان، 1405).

Fig 2. Flowchart of the working method (Source: Authors, 2026)

تهیه نقشه LULC و استخراج سنجه‌های سیمای سرزمین

نقشه‌های LULC برای دو دوره زمانی 2000 و ۲۰۲۵ با استفاده از تصاویر ماهواره‌ایLandsat  با وضوح مکانی ۳۰ متر استفاده تهیه شد. این تصاویر با میزان ابری بودن کمتر از 10 درصد انتخاب شدند تا کیفیت و دقت تحلیل افزایش یابد. به‌منظور افزایش دقت و تفکیک‌پذیری نقشه‌های LULC، با توجه به تفاوت ویژگی‌های طیفی و مکانی کلاس‌های مختلف و محدودیت هر یک از روش‌های طبقه‌بندی در تفکیک برخی کلاس‌ها، از یک رویکرد تلفیقی استفاده شد. در مرحله نخست، طبقه‌بندی نظارت‌شده با استفاده از نمونه‌های آموزشی حاصل از داده‌های میدانی، تصاویر Google Earth و سایر منابع معتبر انجام شد. همچنین، طبقه‌بندی نظارت‌نشده به‌منظور شناسایی الگوهای طیفی و تفکیک اولیه سطوح و کلاس‌های موجود به کار گرفته شد. علاوه بر این، شاخص‌های طیفی ازجمله NDVI و NDWI برای استخراج اطلاعات مکمل مربوط به پوشش گیاهی و پهنه‌های آبی محاسبه شدند. در مرحله نهایی، نتایج حاصل از طبقه‌بندی نظارت‌شده، نظارت‌نشده و شاخص‌های طیفی به‌صورت جداگانه بررسی و قابلیت هر یک از آن‌ها در تفکیک کلاس‌های مختلف ارزیابی شد. سپس، با استفاده از قواعد تصمیم‌گیری تعریف‌شده در چارچوب Decision Tree، برای هر کلاس LULC مناسب‌ترین نتیجه از میان خروجی‌های حاصل از روش‌های مختلف انتخاب شد. به بیان دیگر، روش‌های مذکور به‌صورت یک ensemble یا رأی‌گیری مستقیم با یکدیگر ترکیب نشدند؛ بلکه بسته به قابلیت هر روش در شناسایی و تفکیک یک کلاس خاص، بهترین خروجی انتخاب و در نقشه نهایی LULC استفاده شد. به ‌این ‌ترتیب، نقشه نهایی حاصل از ادغام هدفمند بهترین نتایج روش‌های مختلف بود و امکان افزایش دقت تفکیک کلاس‌هایی فراهم شد که با استفاده از یک روش منفرد، با اطمینان کافی قابل شناسایی نبودند.

درنهایت، نقشه‌های LULC در قالب ۶ کلاس اصلی به شرح زیر تهیه شد:

کشاورزی: زمین‌های کشاورزی آبی و دیم،

باغ: باغ، جنگل، درخت‌کاری شده، پوشش گیاهی انبوه،      

مرتع: مراتع انبوه و تنک، بوته‌زار،

بایر: زمین‌های بدون پوشش یا رهاشده،   

انسان‌ساخت: مناطق مسکونی شهری و روستایی، سطوح انسان‌ساخت

برای ارزیابی دقت طبقه‌بندی، از صحت کلی و ضریب کاپا^[3] استفاده شد. ضریب کاپا، دقت طبقه‌بندی را نسبت به حالت کاملاً تصادفی محاسبه می‌کند؛ مقدار صفر نشان‌دهنده‌ی طبقه‌بندی تصادفی و مقدار یک بیانگر تطابق کامل با واقعیت زمینی است (Parvar et al., 2024a, p. 3). این سنجه‌ها از ماتریس خطا (ابهام^[4]) استخراج می‌شوند که حاصل مقایسۀ پیکسل به پیکسل داده‌های مرجع با نتایج طبقه‌بندی است.

محاسبۀ شاخص‌های سیمای سرزمین^[5]

پس از تهیه نقشه‌های LULC شاخص‌های سیمای سرزمین به‌منظور تحلیل تغییرات ساختار فضایی و پویایی اکوسیستم محاسبه شدند. این شاخص‌ها با استفاده از نرم‌افزار FRAGSTATS استخراج شد و تحلیل نتایج در نرم‌افزار Microsoft Excel انجام گرفت (McGarigal, 2015, p. 1).

این نرم‌افزار به‌عنوان ابزاری استاندارد در بوم‌شناسی سیمای سرزمین، امکان محاسبه سنجه‌های هندسی، فیزیکی و مکانی را فراهم می‌کند. در این پژوهش، به‌منظور بررسی ترکیب و پیکربندی فضایی لکه‌ها، شاخص‌های منتخب شامل مساحت طبقه (CA) و درصد سیمای سرزمین (PLAND) برای ارزیابی ترکیب، تعداد لکه‌ها (NP)، تراکم لکه (PD) و متوسط اندازه لکه (AREA - MN)  برای سنجش تکه‌تکه‌شدگی، تراکم حاشیه (ED) برای بررسی پیچیدگی مرزها، شاخص تجمع (AI) برای سنجش پیوستگی فضایی و شاخص تنوع شانون (SHDI) برای ارزیابی غنا و ناهمگنی کل منظر، استخراج و تحلیل شد.

 نقشه‌های طبقه‌بندی‌شده پس از آماده‌سازی، به نرم‌افزار FRAGSTATS وارد شدند. در این مرحله، شاخص‌های سیمای سرزمین برای هر کلاس کاربری محاسبه شد. داده‌های حاصل از این محاسبات به نرم‌افزار Excel منتقل شدند و تغییرات شاخص‌ها در بازه‌های زمانی مورد مطالعه (2000 و ۲۰۲۵) تحلیل شد تا پویایی و تغییرات مکانی - زمانی سیمای سرزمین شناسایی شود. استفاده از این شاخص‌ها امکان بررسی الگوهای پراکندگی، یکپارچگی و گسستگی کلاس‌های LULC را فراهم کرد و به‌عنوان مبنایی علمی برای توسعه راهبردهای مدیریت پایدار اکوسیستم‌ها استفاده شد (Turner & Gardner, 2001, p.1).

مدل‌سازی ذخیره‌سازی کربن

برای برآورد میزان ذخیره و تغییرات کربن در زیست‌توده زنده، زیست‌توده مرده، خاک و مواد آلی سطحی از مدل ^[6]InVEST  استفاده شد. ورودی اصلی مدل نقشه کاربری زمین با رزولوشن 30 متر است که از تحلیل تصاویر لندست برای سال‌های 2000 و 2025 تهیه شد. برای برآورد میزان ذخیره و ترسیب کربن، استخرهای کربنی براساس میانگین مقادیر ذخیره‌سازی کربن متناسب با هر طبقه کاربری زمین تنظیم می‌شوند. در صورت عدم دسترسی به داده‌های میدانی، از داده‌های IPCC (2006) و نتایج مطالعات مشابه در مناطق هم اقلیم استفاده می‌شود (IPCC, 2006, p. 1.7).

در پژوهش حاضر، مقادیر کربن چهار مخزن کربن شامل کربن روزمینی، زیرزمینی، کربن آلی خاک و لاش برگ مرتبط با هر کلاس کاربری از ترکیب داده‌های علمی معتبر، مطالعات محلی در استان کرمان، داده‌های جهانی و پژوهش‌های مشابه در مناطق هم اقلیم استخراج شد (عسکری ملک‌آبادی و همکاران، 1404، ص. 125). مقادیر ذخیره کربن هر طبقه کاربری در جدول (1) ارائه‌شده است:

جدول 1. ذخایر کربن به تفکیک طبقات کاربری زمین (Mg/ha)

Table 1. Carbon stocks by land use class (Mg/ha)

خروجی‌های مدل شامل نقشه‌های ذخیره کربن برای دوره‌های زمانی مختلف هستند که با نام‌های tot_c_cur و tot_c_fut، میزان کربن ذخیره‌شده در هر پیکسل، برحسب مگاگرم کربن در هکتار (Mg/ha) را برای سناریوهای فعلی و آینده نشان می‌دهند.

مقادیر مثبت، نشان‌دهنده ترسیب کربن و مقادیر منفی، بیانگر از دست رفتن کربن در منطقه مورد مطالعه هستند (Zafar et al., 2024, p. 3). به‌منظور پایش تغییرات LULC و ذخیره کربن، تغییرات در دوره‌های زمانی منتخب به‌صورت جامع شناسایی و تحلیل شدند تا روندهای مکانی - زمانی انتشار و ترسیب کربن در منطقه مشخص شود. تغییرات ذخیره کربن براساس خروجی‌های مدل InVEST تحلیل شد. نقشه‌های تفکیکی ذخیره کربن برای هر کلاس کاربری و کل ذخیره کربن در سطح پیکسل تهیه شد. همچنین، مقادیر کلی ذخیره یا از دست رفتن کربن برای هر شهرستان (بافت، سیرجان و بردسیر) و کل منطقه، محاسبه و نقاط بحرانی و مناطق با تغییرات چشمگیر شناسایی شدند (Adelisardou et al., 2022, p. 5929).

ارزش‌گذاری اقتصادی ترسیب کربن

ارزش‌گذاری اقتصادی میزان ترسیب کربن با استفاده از تابع ارزش‌گذاری مدل InVEST انجام شد. قیمت پایه کربن معادل ۵۱ دلار به‌ازای هر تن کربن در نظر گرفته شد. نرخ تنزیل سالانه ۵ درصد و نرخ رشد سالانه قیمت کربن نیز ۳ درصد فرض گردید. در این پژوهش، ارزش اقتصادی صرفاً برای ترسیب خالص کربن ناشی از تغییرات ذخیره کربن بین سال‌های ۲۰۰۰ و ۲۰۲۵ برآورد شد و از ارزش‌گذاری جداگانه ذخیره کربن اجتناب شد تا از برآورد مضاعف ارزش خدمت اکوسیستمی جلوگیری شود. بر این اساس، ارزش سایه‌ای کربن به‌عنوان مبنای ارزش‌گذاری ترسیب کربن استفاده شد. با توجه به مطالعات و برآوردهای موجود، مقدار ۵۱ دلار به ازای هر تن کربن به‌عنوان قیمت پایه کربن در نظر گرفته شد.

یافته‌ها

تغییرات کاربری و پوشش زمین LULC

نقشه‌های LULC در منطقه مورد مطالعه از سال‌های 2000 و 2025 در بازه زمانی 25 ساله در شکل (3) ارائه شده است.

شکل 3. نقشه‌های LULC سال‌های 2000 و 2025

Fig 3. LULC maps for 2000 and 2025

نتایج ارزیابی صحت نشان داد که ضریب کاپا برای سال‌های مورد بررسی در سطح مطلوبی قرار دارد؛ به‌طوری‌که برای سال 2000 مقدار آن 2/87 درصد و برای سال 2025 مقدار 2/93 درصد به ‌دست آمد. همچنین درستی کل طبقه‌بندی برای این دو سال به‌ترتیب 3/89 و 3/94 درصد محاسبه شد. این نتایج بیانگر آن است که نقشه‌های طبقه‌بندی‌شده از دقت پذیرفتنی برخوردار است.

جدول (2) تغییرات کاربری در بازه 25 ساله را نشان می‌دهد:

جدول 2. مساحت کاربری‌ها (هکتار)

Table 2. Land use area (hectares)

براساس نتایج به‌دست‌آمده، درحالی‌که مساحت کاربری انسان‌ساخت در منطقه موردمطالعه از ۲۱۱۸۸ هکتار در سال 2000 به ۲۵۳۰۱ هکتار در سال 2025 افزایش یافته است که نشان‌دهنده رشد تقریبی 4/19% است. در همین دوره، مساحت کاربری کشاورزی نیز از ۱۹۳۴۶۶ هکتار به ۲۰۱۵۰۶ هکتار افزایش یافته است.اربری باغ نیز افزایش جزئی را تجربه کرده و از ۱۹۴۰۱ به ۱۹۹۰۶ هکتار رسیده است. در مقابل، مساحت کاربری بایر طی این سال‌ها کاهش یافته و از ۱۷۳۶۹۰۵ هکتار به ۱۷۲۱۱۷۴ هکتار رسیده است (کاهش حدود 15731 هکتار). کاربری مرتع نیز تغییرات اندکی را نشان می‌دهد و از ۱۱۱۴۳۶۳ هکتار به ۱۱۱۷۲۲۳ هکتار افزایش یافته است. همچنین، مساحت کاربری آب از ۱۰۴ هکتار به ۳۱۵ هکتار افزایش یافته که هرچند در مقیاس مطلق کم است، درصد رشد چشمگیری را نشان می‌دهد.

افزایش مساحت کاربری‌های انسان‌ساخت و کشاورزی، در کنار کاهش مساحت کاربری بایر، نشان‌دهنده تأثیر فعالیت‌های انسانی، ازجمله توسعه شهری و کشاورزی، بر تحولات پوشش و کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه است.

الگوهای مکانی تغییرات LULC

نتایج حاصل از سنجه‌های سیمای سرزمین در جدول (3) نشان داده‌ شده است.

جدول 3. نتایج حاصل از کمی سازی طبقات LULC با سنجه‌های سیمای سرزمین

Table 3. Results of quantifying LULC classes with landscape metrics

نتایج کمی‌سازی LULC در دو مقطع زمانی 2000 و 2025 نشان می‌دهد که ساختار سیمای سرزمین طی این دوره دستخوش تغییرات چشمگیری شده است. براساس سنجه مساحت طبقه (CA) و درصد سیمای سرزمین (PLAND)، کاربری بایر همچنان بیشترین سهم را از کل منطقه مورد مطالعه به خود اختصاص داده است؛ به‌طوری‌که مقدار آن از ۱۷۳۶۹۰۵ در سال 2000 به ۱۷۲۱۱۷۴ در سال 2025 کاهش یافته است؛ اما همچنان با 8/55 درصد در سال 2025 غالب‌ترین کاربری منطقه محسوب می‌شود. پس ‌از آن، مرتع با سهمی حدود 36 درصد در هر دو سال، دومین کاربری غالب بوده و تغییرات آن بسیار محدود بوده است. در مقابل، کاربری‌های کشاورزی و انسان‌ساخت طی دوره مورد بررسی روند افزایشی داشته‌اند؛ این روند بیانگر توسعه تدریجی کاربری‌های انسانی و فشار بر اراضی طبیعی و نیمه‌طبیعی است. همچنین مساحت کاربری آب اگرچه در مقیاس مطلق بسیار اندک است، افزایش یافته است که می‌تواند ناشی از تغییرات موضعی در پهنه‌های آبی یا دقت طبقه‌بندی باشد.

ازنظر تعداد لکه‌ها (NP) و تراکم لکه (PD)، هر شش طبقه در سال 2025 نسبت به 2000 با افزایش تعداد لکه‌ها مواجه بوده‌اند که نشان‌دهنده افزایش تکه‌تکه‌شدگی و ریزدانه‌تر شدن الگوی کاربری‌هاست؛ به‌ویژه کاربری بایر با افزایش تعداد لکه از 132647 به 142656 و کاربری انسان‌ساخت از 50931 به 61808، بیشترین رشد را نشان داده‌اند. در مقابل، کاربری کشاورزی نیز با افزایش چشمگیر تعداد لکه از 52094 به 75581، بیانگر پراکنش بیشتر و تفکیک فضایی شدیدتر این کاربری است. این الگو با افزایش تراکم لکه‌ها برای کشاورزی از 7/1 به 4/2 و برای انسان‌ساخت از 7/1 به 2 همراه بوده که نشان‌دهنده تشدید ناهمگنی فضایی در سیمای سرزمین است. افزایش تعداد لکه‌ها و تراکم لکه‌ها معمولاً به معنای کاهش پیوستگی فضایی و افزایش اختلال در ساختار سرزمین است.

سنجه میانگین مساحت لکه (AREA_MN) نشان می‌دهد که اندازه متوسط لکه‌ها در برخی طبقات کاهش و در برخی دیگر افزایش یافته است. برای کاربری کشاورزی این سنجه از 7/3 به 7/2 کاهش یافته که نشان‌دهنده خردشدگی بیشتر اراضی کشاورزی است. در مقابل، کاربری بایر از 1/13 به 1/12 کاهش یافته و کاربری انسان‌ساخت ثابت مانده، هرچند افزایش تعداد لکه‌ها در این دوطبقه نشان می‌دهد که گسترش آنها بیشتر به‌صورت پراکنده و در قالب لکه‌های کوچک‌تر رخ داده است. در کاربری مرتع نیز کاهش نسبی میانگین اندازه لکه از 2/9 به 6/8 مشاهده می‌شود که می‌تواند حاکی از افت تدریجی انسجام فضایی این طبقه باشد. به‌طورکلی، کاهش AREA_MN در طبقات طبیعی و افزایش NP در طبقات انسانی، نشانه‌ای از تشدید تکه‌تکه‌شدگی و تغییر در سازمان فضایی منطقه است.

سنجه طول حاشیه (ED) نیز بیانگر افزایش مرزهای بین‌طبقه‌ای در اغلب کاربری‌هاست. کاربری کشاورزی از 12.4 به 5/15، بایر از 3/45 به 8/47 و انسان‌ساخت از 6/4 به 2/5 افزایش داشته‌اند. این موضوع نشان می‌دهد که لبه‌ها و تماس بین لکه‌ها و کاربری‌ها بیشتر شده و ساختار سیمای سرزمین پیچیده‌تر و ناهمگون‌تر شده است. افزایش ED معمولاً با افزایش تکه‌تکه‌شدگی و اختلاط کاربری‌ها همراه است و می‌تواند اثرات اکولوژیکی مهمی مانند افزایش حساسیت به اختلالات محیطی را در پی داشته باشد.

از سوی دیگر، شاخص تجمع (AI) در کاربری کشاورزی از 2/85 به 2/82 کاهش یافته که بیانگر کاهش هم‌جواری و پیوستگی لکه‌های کشاورزی است؛ با این حال، این شاخص برای کاربری بایر تقریباً ثابت و حتی اندکی کاهش یافته است (93.9 به 93.6)؛ درحالی‌که برای انسان‌ساخت از 4/49 به 5/52 افزایش نشان می‌دهد. این افزایش در طبقه انسان‌ساخت می‌تواند به معنی تمرکز بیشتر توسعه‌های انسانی در لکه‌های مجاور و شکل‌گیری هسته‌های پیوسته‌تر باشد. در مقابل، کاهش AI در کشاورزی نشان‌دهنده افت انسجام فضایی و احتمال تبدیل بخشی از اراضی کشاورزی به سایر کاربری‌ها یا تقسیم شدن آنها به قطعات کوچک‌تر است.

درنهایت، مقدار شاخص تنوع شانون (SHDI) برای کل منظر از 93/0 در سال 2000 به 94/0 در سال 2025 افزایش اندکی یافته است. این افزایش هرچند محدود است، نشان می‌دهد که تنوع و ناهمگنی کاربری‌ها در طول زمان اندکی بیشتر شده است. با توجه به افزایش مساحت و تعداد لکه‌های کاربری‌های انسان‌ساخت و کشاورزی، و در عین حال کاهش نسبی انسجام برخی طبقات طبیعی، می‌توان نتیجه گرفت که سیمای سرزمین منطقه مورد مطالعه به سمت افزایش پراکنش فضایی، تکه‌تکه‌شدگی و پیچیدگی ساختاری حرکت کرده است.

جمع‌بندی کلی این سنجه‌ها نشان می‌دهد که سیمای سرزمین منطقه به سمت افزایش تکه‌تکه‌شدگی، رشد لکه‌های انسان‌ساخت، و کاهش پیوستگی کاربری‌های طبیعی و کشاورزی حرکت کرده است. برای مسئولان و برنامه‌ریزان، این روند یک هشدار روشن است که توسعه فضایی بدون کنترل می‌تواند به افت کارکردهای اکولوژیکی، کاهش انسجام اراضی کشاورزی و افزایش فشار بر منابع سرزمین منجر شود؛ بنابراین، تحولات مشاهده‌شده در سه شهرستان بردسیر، بافت و سیرجان را نمی‌توان کاملاً مثبت ارزیابی کرد؛ این تغییرات بیشتر نشانه‌ای از فشار انسانی بالا و حرکت تدریجی به‌سوی تخریب و ناپایداری سیمای سرزمین هستند تا یک توسعه متوازن و پایدار.

خدمات بوم‌سازگانی ترسیب کربن

در شکل (4)، میزان ذخیره کربن برحسب تن در پیکسل کربن برای سال‌های 2000 و 2025 که در دامنه صفر تا 12 تن کربن متغیر است مشاهده می‌‌شود. رنگ آبی تیره در شکل، نقاط داغ^[7] خدمت اکوسیستمی ذخیره کربن را نشان می‌دهد که بیشتر منطبق بر کاربری‌های باغ و کشاورزی است. اصطلاح نقاط داغ در اینجا برای اشاره به مناطقی است که نسبت زیادی از خدمت ترسیب کربن را ارائه می‌دهند.

شکل 4. نقاط داغ ذخیره کربن (رنگ آبی تیره) سال‌های 2000 و 2025

Fig 4. Carbon storage hotspots (dark blue) 2000 and 2025

براساس خروجی مدل، ذخیره کل کربن در سال ۲۰۰۰ معادل (۳۲,۳۷۱,۰۴۹) ۳۲ میلیون و ۳۷۱ هزار و ۴۹ مگاگرم و در سال ۲۰۲۵ معادل (۳۲,۷۲۵,۴۲۴) ۳۲ میلیون و ۷۲۵ هزار و ۴۲۴ مگاگرم برآورد شد.

 تفاوت کربن ذخیره شده بین چشم‌انداز آینده و فعلی برحسب مگاگرم کربن در هر پیکسل در شکل (5) نمایش داده‌ شده است.

شکل 5. تغییرات کربن در منطقه مورد مطالعه

Fig 5. Carbon changes in the study area

در این نقشه، مقادیر منفی با رنگ زرد نشان‌دهنده کربن از دست رفته و مقادیر مثبت با رنگ آبی نشان‌دهنده کربن ترسیب شده است. تغییر خالص کربن طی بازه زمانی ۲۵ ساله معادل (۳۵۴,۳۷۵) ۳۵۴ هزار و ۳۷۵ مگاگرم بوده که نشان‌دهنده ترسیب مثبت کربن در منطقه مورد مطالعه است.

ارزش اقتصادی ترسیب کربن

شکل (6) ارزش اقتصادی ترسیب کربن را نشان می‌دهد. مقدار ارزش اقتصادی دلار در واحد سلول است؛ به‌گونه‌ای که مناطق با ترسیب مثبت دارای ارزش اقتصادی مثبت و مناطق با ترسیب منفی نیز دارای کاهش ارزش اقتصادی خواهد بود.

شکل 6. ارزش اقتصادی کربن (دلار در هر پیکسل)

Fig 6. Economic value of carbon (dollars per pixel)

ارزش‌گذاری اقتصادی میزان ترسیب کربن با استفاده از تابع ارزش‌گذاری مدل اینوست انجام شد. قیمت پایه کربن معادل ۵۱ دلار به‌ازای هر تن کربن در نظر گرفته شد. نرخ تنزیل سالانه بازار ۵ درصد و نرخ رشد سالانه قیمت کربن نیز ۳ درصد فرض شد (Sharp et al., 2014, p. 1). با اعمال این مفروضات و با فرض توزیع خطی ترسیب کربن در طول دوره ۲۵ ساله، ارزش فعلی خالص ترسیب کربن ناشی از تغییرات کاربری اراضی از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۵ حدود (۱۷,۹۰۰,۸۰۰) ۱۷ میلیون و ۹۰۰ هزار و ۸۰۱ دلار محاسبه شد.

به‌منظور بررسی حساسیت ارزش اقتصادی نسبت به قیمت کربن، در یک سناریوی جایگزین قیمت ۱۰۰ دلار به‌ازای هر تن کربن نیز در نظر گرفته شد. در این حالت، با ثابت نگه‌داشتن سایر مفروضات، ارزش فعلی خالص ترسیب کربن به حدود ۳۵.۱ میلیون دلار افزایش می‌یابد. این اختلاف نشان می‌دهد که نتایج ارزش‌گذاری اقتصادی نسبت به قیمت پایه کربن حساس است و انتخاب قیمت کربن می‌تواند دامنه چشمگیری از ارزش اقتصادی خدمت ترسیب کربن را ایجاد کند.

مقدار مثبت ارزش فعلی خالص نشان می‌دهد که الگوی کاربری اراضی در سال ۲۰۲۵ نسبت به سال پایه از منظر اقتصادی سودآور بوده و منطقه مورد مطالعه موفق به ارائه خدمت اکوسیستمی ترسیب کربن باارزش خالص چشمگیری شده است. با فرض نرخ ارز دولتی ۱۳۰ هزار تومان (سال 1405) به ازای هر دلار، ارزش فعلی خالص ترسیب کربن در منطقه مورد مطالعه معادل حدود (۲۳۲۷ میلیارد تومان) دو هزار و سیصد و بیست‌وهفت میلیارد تومان برآورد می‌شود.

بحث

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پویایی مکانی - زمانی خدمت اکوسیستمی ترسیب کربن در سیمای سرزمین اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک غرب استان کرمان و با تلفیق مدل InVEST، داده‌های سنجش‌ازدور و رویکردهای ارزش‌گذاری اقتصادی طراحی شده است. برخلاف اغلب مطالعات پیشین که عمدتاً به بررسی کاهش ترسیب کربن در اثر تغییرات کاربری پرداخته‌اند، این مطالعه با شناسایی هم‌زمانی افزایش ترسیب کربن با وجود تشدید تکه‌تکه‌شدگی سیمای سرزمین رویکرد متفاوتی ارائه می‌دهد.

یافته‌ها نشان‌دهنده تغییرات چشمگیری در الگوی کاربری زمین طی ۲۵ سال است. افزایش مساحت کاربری انسان‌ساخت (۴۱۱۳ هکتار، رشد ۱۹/۴ درصد) و کشاورزی (۸۰۴۰ هکتار) در کنار کاهش ۱۵۷۳۱ هکتاری اراضی بایر، بیانگر دگرگونی عمیق در ساختار سرزمین و فشار فزاینده بر منابع طبیعی منطقه است. این روند را می‌توان به توسعه فعالیت‌های کشاورزی (به‌ویژه کشت آبی در اراضی حاشیه‌ای)، رشد جمعیت و توسعه شهری، و سیاست‌های حمایتی دولت در زمینه احیای اراضی بایر نسبت داد. الگوی مشاهده‌شده با پژوهش‌ انجام شده در مناطق خشک مرکزی ایران (منطقه حفاظت‌شده جهان‌نما) هم‌خوانی دارد. افزایش اندک مساحت مراتع (۲۸۶۰ هکتار) اگرچه در نگاه اول مثبت به نظر می‌رسد، با توجه به افزایش تکه‌تکه‌شدگی و کاهش پیوستگی (که در سنجه‌های سیمای سرزمین نمایان می‌شود)، نمی‌تواند نشان‌دهنده بهبود کیفیت مراتع باشد (فدایی و همکاران، 1399، ص. 154).

 نتایج نشان داد مناطق ذخیره‌سازی کربن باارزش بسیار زیاد در مناطق با پوشش درختی متمرکز شده‌اند که ظرفیت جذب کربن قوی دارند و بزرگ‌ترین مخزن کربن در اکوسیستم‌ها هستند. به همین ترتیب در این مناطق نیز بالاترین کیفیت زیستگاه مشاهده شد و در مکان‌هایی که پوشش گیاهی تکه‌تکه شده و محیط اطراف آن با منابع تهدید انسانی اشغال‌شده است، کیفیت زیستگاه کاهش یافته است. ازنظر توزیع فضایی، ذخیره کربن و کیفیت زیستگاه الگوی توزیع فضایی کم‌ ـ بالا ـ متوسط از شمال به جنوب را نشان دادند. نقشه‌های خدمات اکوسیستمی ایجادشده در این مطالعه می‌تواند در شناسایی مناطق بالقوه عرضه ذخیره‌سازی کربن و کیفیت زیستگاه مفید باشد و مبنای علمی را برای بحث بیشتر توسط سیاست‌گذاران درباره برنامه‌ریزی کاربری زمین در آینده از منظر به حداقل رساندن تغییرات اقلیمی و افزایش تنوع زیستی فراهم کند.

نتایج سنجه‌های سیمای سرزمین نشان‌دهنده تحولات ساختاری قابل ‌توجه در چشم‌انداز، فراتر از تغییرات صرفاً سطحی در مساحت طبقات LULC است. افزایش تکه‌تکه‌شدگی یکی از بارزترین پیامدهای این تغییرات بود؛ به‌طوری‌که تعداد لکه‌های کشاورزی ۴۵ درصد (از ۵۲۰۹۴ به ۷۵۵۸۱) و لکه‌های انسان‌ساخت ۲۱ درصد (از ۵۰۹۳۱ به ۶۱۸۰۸) افزایش یافت که می‌تواند بیانگر افزایش پراکندگی اراضی کشاورزی و توسعه پراکنده مناطق انسان‌ساخت باشد. هم‌زمان، کاهش شاخص تجمع (AI) در اراضی کشاورزی از ۸۵/۲ به ۸۲/۲ نشان‌دهنده کاهش پیوستگی فضایی این کاربری است. کاهش پیوستگی لکه‌های کشاورزی و طبیعی می‌تواند از طریق افزایش فاصله میان لکه‌ها و کاهش اتصال فضایی، جابه‌جایی آب، مواد و موجودات زنده در سطح چشم‌انداز را محدود کند و کارایی برخی فرایندهای اکولوژیک را تحت تأثیر قرار دهد.

افزایش تراکم حاشیه (ED) در اراضی کشاورزی از ۱۲/۴ به ۱۵/۵ و در اراضی بایر از ۴۵/۳ به ۴۷/۸ نیز نشان‌دهنده افزایش پیچیدگی و طول نسبی مرز لکه‌ها و درنتیجه افزایش احتمال اثرات لبه‌ای است. در مناطق خشک و نیمه‌خشک، افزایش نسبت لبه به مساحت می‌تواند شرایط محیطی در حاشیه لکه‌ها را از طریق تغییر تابش، دما، تبخیر - تعرق و الگوی نگهداشت رطوبت تحت تأثیر قرار دهد. این تغییرات می‌توانند بر رطوبت قابل دسترس خاک و شرایط رشد پوشش گیاهی اثر گذاشته و درنهایت، از طریق تغییر در تولید زیست‌توده و فعالیت فتوسنتزی، بر ظرفیت ترسیب کربن اثرگذار باشند؛ بنابراین، افزایش ED را می‌توان نه صرفاً به‌عنوان یک تغییر هندسی در ساختار چشم‌انداز، بلکه به‌عنوان عاملی بالقوه مؤثر بر شرایط خرد محیطی و عملکرد اکوسیستم در نظر گرفت. کاهش AI نیز از منظر ترسیب کربن اهمیت دارد. در یک چشم‌انداز متراکم و پیوسته، لکه‌های پوشش گیاهی معمولاً از شرایط درونی باثبات‌تری نسبت به حاشیه‌ها برخوردارند؛ در مقابل، افزایش تکه‌تکه‌شدگی و کاهش تجمع می‌تواند سهم نواحی تحت تأثیر اثرات لبه‌ای را افزایش دهد. این امر در مراتع و باغات منطقه خشک کرمان، که عملکرد پوشش گیاهی به‌شدت به دسترسی محدود به آب وابسته است، می‌تواند اهمیت بیشتری داشته باشد. کاهش پیوستگی فضایی ممکن است با افزایش نوسانات دمایی و تبخیر سطحی و تغییر در نگهداشت رطوبت، شرایط رشد پوشش گیاهی را محدود کند و از این طریق بر تولید زیست‌توده و جذب کربن اثرگذار باشد؛ با این حال، این روابط باید به‌عنوان سازوکارهای احتمالی تفسیر شوند؛ زیرا سنجه‌های سیمای سرزمین به‌طور مستقیم روابط فیزیولوژیک یا شار کربن را اندازه‌گیری نمی‌کنند. کاهش میانگین مساحت لکه‌ها در مرتع (از ۹/۲ به ۸/۶) و اراضی بایر (از ۱۳/۱ به ۱۲/۱) نیز با افزایش تکه‌تکه‌شدگی و کاهش اندازه لکه‌ها سازگار است. دربارۀ مراتع، کاهش اندازه لکه‌های پیوسته می‌تواند ظرفیت حفظ شرایط درونی لکه و مقاومت پوشش گیاهی در برابر تنش‌های محیطی را کاهش دهد و در نتیجه، به‌صورت غیرمستقیم بر تولید زیست‌توده و ترسیب کربن اثرگذار باشد. این تفسیر با یافته‌های ژائو و همکاران در حوضه هیهه، که ارتباط میان افزایش طول حاشیه و کاهش ذخیره کربن را گزارش کردند، همسو است (Zhao et al., 2019, p. 29). در سطح چشم‌انداز، افزایش اندک شاخص تنوع شانون (SHDI) از 93/0 به 94/0 نشان‌دهنده افزایش جزئی تنوع و ناهمگنی طبقات کاربری است؛ با این حال، افزایش تنوع کاربری لزوماً به معنای بهبود عملکرد اکوسیستم یا افزایش ترسیب کربن نیست؛ زیرا اثر آن به نوع طبقات، میزان پیوستگی آنها و نحوه آرایش فضایی لکه‌ها نیز وابسته است؛ بنابراین، نتایج این مطالعه نشان می‌دهد که تغییرات سیمای سرزمین باید در کنار تغییرات مساحت کاربری‌ها و ذخایر کربن تفسیر شوند؛ زیرا تغییر در ساختار فضایی چشم‌انداز می‌تواند از طریق تغییر در شرایط خرد محیطی، دسترسی به رطوبت و عملکرد پوشش گیاهی، مسیرهای غیرمستقیمی را بر ظرفیت ترسیب کربن ایجاد کند.

اگرچه اراضی بایر به کاربری‌های باارزش اقتصادی بالاتر تبدیل شده‌اند، این تغییرات با افزایش تکه‌تکه‌شدگی و کاهش پیوستگی فضایی همراه است که کارایی اکولوژیک سرزمین را به خطر می‌اندازد. پژوهش انجام‌شده در اکوسیستم خشک کنیا نیز تأکید کرد مدیریت ناپایدار اراضی در مناطق خشک، با وجود افزایش موقت بهره‌وری اقتصادی، در بلندمدت به تخریب خاک و کاهش خدمات اکوسیستمی می‌انجامد (Omwoyo et al., 2025, p. 2)؛ بنابراین، تحولات سه شهرستان بردسیر، بافت و سیرجان را نمی‌توان کاملاً مثبت ارزیابی کرد؛ این تغییرات بیشتر نشانه‌ای از فشار انسانی فزاینده و حرکت به‌سوی ناپایداری سیمای سرزمین است تا یک توسعه متوازن. این یافته‌ها برای برنامه‌ریزان هشداری روشن است که توسعه بدون برنامه‌ریزی جامع می‌تواند به افت کارکردهای اکولوژیکی، کاهش انسجام اراضی کشاورزی و افزایش فشار بر منابع طبیعی منجر شود.

نتایج حاصل از مدل‌سازی ارزش اقتصادی ترسیب کربن نشان می‌دهد که برخلاف بسیاری از مناطق دیگر که معمولاً با تخریب منابع طبیعی و کاهش ذخایر کربن همراه هستند، در منطقه مورد مطالعه شامل شهرستان‌های بردسیر، بافت و سیرجان، ارزش اقتصادی ترسیب کربن روندی افزایشی داشته است. به‌عبارت‌دیگر، طی بازه زمانی ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۵، با وجود وقوع توسعه شهری و گسترش مناطق انسان‌ساخت که معمولاً با کاهش پوشش گیاهی و انتشار کربن همراه است، مجموع ذخایر کربن منطقه کاهش نیافته بلکه با افزایش مواجه شده است. دلیل اصلی این پدیده را می‌توان در تغییرات الگوی کاربری اراضی جستجو کرد. یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد که در طول سال‌های مورد بررسی، سطح باغات و مراتع در منطقه افزایش یافته است. این دوطبقه کاربری به دلیل دارابودن تراکم کربن نسبتاً بالا (به‌ویژه باغات با کربن روزمینی ۶۳ مگاگرم در هکتار) توانسته‌اند اثرات منفی ناشی از توسعه شهری را جبران و حتی ترسیب خالص مثبت ایجاد کنند. نکته ‌تأمل‌برانگیز دیگر، نقش مناطق حفاظت‌شده در این روند مثبت است. منطقه مورد مطالعه دربرگیرنده سه منطقه حفاظت‌شده مهم است: منطقه حفاظت‌شده بیدوئیه در بردسیر، منطقه حفاظت‌شده بهرام گور در سیرجان و منطقه حفاظت‌شده و پارک ملی خبر و روچون در بافت. حضور این مناطق تحت مدیریت حفاظتی، تا حد چشمگیری از تخریب پوشش گیاهی و تغییر کاربری‌های مخرب جلوگیری کرده است. به نظر می‌رسد که این حفاظت‌های رسمی، علاوه بر حفظ وضعیت موجود، بستر مناسبی برای احیای طبیعی و افزایش تراکم کربن در طول زمان فراهم نموده است؛ بنابراین می‌توان گفت موفقیت منطقه در ترسیب کربن و کسب ارزش اقتصادی مثبت، حاصل تعامل دو عامل اصلی یعنی افزایش سطح باغات و مراتع از یک‌سو و وجود مناطق تحت حفاظت مؤثر از سوی دیگر است. این یافته تأکید می‌کند که سیاست‌های حفاظتی و مدیریت پایدار سرزمین، حتی در مناطقی که با فشار توسعه شهری مواجه هستند، می‌تواند منجر به حفظ و حتی بهبود خدمات اکوسیستمی ازجمله ترسیب کربن شود.

یافته‌های مدل‌سازی با InVEST نشان داد که ذخیره کل کربن در منطقه طی بازه ۲۵ ساله افزایش یافته است و تغییر خالص مثبت ۳۵۴,۳۷۵ مگاگرم را نشان می‌دهد. این افزایش در شرایطی رخ داده که توسعه شهری و گسترش مناطق انسان‌ساخت معمولاً با کاهش پوشش گیاهی و انتشار کربن همراه است. ارزش فعلی خالص ترسیب کربن معادل ۱۷/۹ میلیون دلار (معادل ۲۳۲۷ میلیارد تومان) برآورد شد که نشان‌دهنده عملکرد مثبت اقتصادی منطقه در ارائه این خدمت اکوسیستمی است.

این یافته با مطالعات بین‌المللی هم‌خوانی دارد. در حوضه هیهه محققان نشان دادند که اجرای مهندسی اکولوژیکی از طریق افزایش پوشش‌های با ظرفیت بالای کربن، موجب افزایش ۱۰/۲۷ تراگرمی ذخیره کربن شده است (Zhao et al., 2019, p. 29).

همچنین، Bai و همکاران نشان دادند که تحت سناریوی حفاظت اکولوژیکی، ظرفیت ذخیره کربن قابل افزایش است (Bai et al., 2025)؛ با این حال، نتایج پژوهش حاضر با مطالعاتی که کاهش کربن را گزارش کرده‌اند، تفاوت اساسی دارد. Babbar و همکاران در منطقه حفاظت‌شده ساریسکا، کاهش ۱٫۳۵۱ تراگرم (معادل ۱٫۳۵۱ میلیون تن) را به دلیل قطع غیرقانونی چوب گزارش کردند (Babbar et al., 2021, p. 1). پژوهش یزد نیز نشان داده است که تبدیل اراضی بیابانی به کشاورزی می‌تواند منجر به افزایش ۴/۳ تا ۸/۵ برابری کربن آلی خاک شود. دوم، حضور سه منطقه حفاظت‌شده (بیدوئیه، بهرام‌گور و خبر - روچون) که از تخریب پوشش گیاهی جلوگیری کرده و بستر احیای طبیعی را فراهم کرده‌اند (فلاح‌زاده و همکاران، 1403، ص. 1). این یافته با پژوهش Peng و همکاران که نشان داد اجرای سیاست‌های حمایتی پوشش گیاهی می‌تواند ذخیره کربن را افزایش دهد، هم‌خوانی دارد (Peng et al., 2025 p.1).

با این حال، باید به این نکته مهم توجه کرد که افزایش ترسیب کربن نباید به‌عنوان یک موفقیت زیست‌محیطی مطلق تلقی شود. همان‌گونه که در بخش پیشین نشان داده شد، سنجه‌های سیمای سرزمین حکایت از تشدید تکه‌تکه‌شدگی، کاهش پیوستگی تکه‌تکه شدگی اراضی کشاورزی دارند. هرگونه دخالت در اکوسیستم‌های طبیعی می‌تواند اثرات منفی بر ذخایر کربن خاک داشته باشد؛ بنابراین افزایش ترسیب مشاهده‌شده را باید پیامدی موقت از تغییر کارکرد اراضی با پیامدهای اکولوژیکی بلندمدت در نظر گرفت.

موفقیت منطقه در ترسیب کربن و کسب ارزش اقتصادی مثبت، حاصل تعامل دو عامل افزایش سطح باغات و مراتع و وجود مناطق تحت حفاظت مؤثر است. این یافته تأکید می‌کند که سیاست‌های حفاظتی و مدیریت پایدار سرزمین، حتی در مناطقی که با فشار توسعه مواجه هستند، می‌تواند به حفظ و بهبود خدمات اکوسیستمی کمک کند؛ با این حال، تشدید تکه‌تکه‌شدگی هم‌زمان با افزایش کربن، یک دوگانگی اساسی است که نیازمند توجه ویژه برنامه‌ریزان است. پژوهش‌های آتی با شبیه‌سازی سناریوهای مختلف توسعه و حفاظت، می‌توانند مسیرهای بهینه مدیریت سرزمین را برای حفظ این خدمت ارزشمند در مناطق خشک شناسایی کنند.

نتیجه‌گیری

پژوهش حاضر با هدف ارزیابی پویایی مکانی - زمانی ترسیب کربن در پاسخ به تغییرات LULC در اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک غرب کرمان طی دوره ۲۵ ساله انجام شد. با وجود اهمیت روزافزون خدمات تنظیمی اکوسیستم‌ها در کاهش تغییرات اقلیمی، تاکنون مطالعه‌ای جامع با تلفیق مدل‌سازی مکانی - زمانی و ارزش‌گذاری اقتصادی در این مناطق حساس که میزبان مناطق حفاظت‌شده ارزشمندی هستند، انجام‌نشده بود. این تحقیق با بهره‌گیری از مدل InVEST و سنجه‌های سیمای سرزمین، ضمن تحلیل روند تغییرات ذخایر کربن، نقش تغییرات LULC را در پویایی این خدمت بررسی کرده و با ارزش‌گذاری اقتصادی، اهمیت آن را در تصمیم‌گیری‌های مدیریتی برجسته ساخته است. این پژوهش به‌عنوان یکی از نخستین تلاش‌ها در منطقه، تصویری شفاف از رابطه متقابل ساختار سیمای سرزمین و ترسیب کربن ارائه می‌دهد و سهم مهمی در پرکردن خلأ دانش موجود در اکوسیستم‌های فراخشک ایران ایفا می‌کند.

یافته‌های کلیدی این مطالعه در زیر بیان شده است:

• منطقه مورد مطالعه طی دوره ۲۵ ساله به‌عنوان مخزن کربن عمل کرده و ترسیب خالصی معادل ۳۵۴,۳۷۵ مگاگرم کربن ثبت شده است.
• افزایش مساحت باغات، مراتع و اراضی کشاورزی در کنار کاهش قابل ‌توجه اراضی بایر، با افزایش ذخایر کربن در منطقه همراه بوده است. باغات به دلیل برخورداری از پوشش گیاهی پایدارتر و زیست‌توده بیشتر، بالاترین ظرفیت ذخیره و ترسیب کربن را در میان طبقات کاربری داشته و سهم چشمگیری در افزایش ذخایر کربن ایفا کرده‌اند؛ با این حال، در اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک، افزایش ترسیب کربن ناشی از توسعه باغات و اراضی کشاورزی را نمی‌توان صرفاً به‌عنوان یک پیامد مثبت ‌محیط زیستی تلقی کرد؛ زیرا در صورت وابستگی این توسعه به برداشت بیش از ظرفیت تجدیدپذیر منابع آب زیرزمینی، افزایش پوشش گیاهی و ترسیب کربن ممکن است با هزینه‌های اکولوژیکی ناشی از افت سطح آب زیرزمینی همراه باشد؛ ازاین‌رو، پایداری این افزایش ترسیب کربن به نحوه تأمین آب، الگوی کشت و میزان برداشت از منابع آب زیرزمینی وابسته است.
• با وجود افزایش ۱۹.۴ درصدی مساحت کاربری‌های انسان‌ساخت، ذخیره خالص کربن منطقه طی دوره مورد بررسی افزایش یافته است. این افزایش را می‌توان در ارتباط با افزایش هم‌زمان مساحت باغات، مراتع و اراضی کشاورزی و ظرفیت بیشتر این کاربری‌ها برای ذخیره کربن تفسیر کرد؛ با این حال، افزایش مساحت مناطق انسان‌ساخت نشان‌دهنده تغییرات قابل ‌توجه در سیمای سرزمین است و تداوم گسترش این کاربری می‌تواند در بلندمدت با کاهش پوشش گیاهی و ظرفیت ذخیره کربن همراه باشد.
• ارزش فعلی خالص ترسیب کربن طی دوره مطالعه معادل ۱۷.۹ میلیون دلار (حدود ۲,۳۲۷ میلیارد تومان) برآورد شد که بیانگر اهمیت اقتصادی بالای خدمات تنظیمی اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک است

براساس یافته‌های این پژوهش، حفاظت از ظرفیت ترسیب کربن منطقه نیازمند مدیریت هم‌زمان تغییرات کاربری اراضی و ساختار فضایی سیمای سرزمین است. جلوگیری از تبدیل باغات و مراتع به اراضی بایر یا انسان‌ساخت و توسعه کشاورزی پایدار با هدف افزایش بهره‌وری بدون گسترش سطح زیرکشت، از مهم‌ترین اقدامات مدیریتی محسوب می‌شود. همچنین، با توجه به افزایش تکه‌تکه‌شدگی، ایجاد و حفظ کریدورهای اکولوژیک برای اتصال لکه‌های طبیعی و پوشش‌دار با کیفیت بالا می‌تواند به حفظ پیوستگی فضایی و کاهش اثرات منفی انزوای لکه‌ها کمک کند. در مناطق شهری نیز جلوگیری از گسترش خطی و پراکنده و هدایت توسعه به سمت الگوی رشد فشرده و هوشمند می‌تواند از تبدیل و انزوای بیشتر لکه‌های طبیعی و کشاورزی جلوگیری کند. مناطق حفاظت‌شده بیدوئیه، بهرام‌گور، خبر و روچون نیز به‌عنوان کانون‌های مهم حفظ پوشش گیاهی و ذخیره کربن، نیازمند توجه و حمایت حفاظتی بیشتری هستند.

درنهایت، با توجه به تغییرات اقلیمی آینده و افزایش فشار بر منابع آب، پایش مستمر ذخایر کربن و ارزیابی سناریوهای آینده‌نگر تغییرات LULC و اقلیم ضروری است. شبیه‌سازی سناریوهای مختلف توسعه و حفاظت تا افق ۲۰۵۰ می‌تواند مسیرهای محتمل آینده را مشخص کند و امکان اتخاذ اقدامات پیشگیرانه را فراهم سازد. همچنین، انجام مطالعات میدانی و نمونه‌برداری از خاک و زیست‌توده در نقاط کلیدی منطقه برای اعتبارسنجی و کالیبراسیون ضرایب کربن و افزایش دقت برآوردهای مدل InVEST توصیه می‌شود. در مجموع، رویکرد تلفیقی این پژوهش می‌تواند چارچوبی کاربردی برای ارزیابی و مدیریت خدمت ترسیب کربن در سایر اکوسیستم‌های خشک و نیمه‌خشک ایران فراهم کند و نشان دهد که حفظ این خدمت، مستلزم ایجاد توازن میان توسعه اقتصادی، حفاظت از منابع طبیعی و مدیریت پایدار سرزمین است.

[1] InVEST (Integrated Valuation of Ecosystem Services and Tradeoffs)

[2] Landsat

[3] Kappa Coefficient

[4] Confusion Matrix

[5] Landscape Metrics

[6] Carbon Storage and Sequestration

[7] hotspots