تحليل النقاط الساخنة لاستخدامات الأراضي وتغطيتها ورصد التغيرات في بيلاروسيا

ملاحظة: تم إنجاز هذا المشروع بدعم من برنامج التعاون البحثي المشترك لتحالف المنظمات العلمية الدولية (ANSO) في إطار مبادرة الحزام والطريق.

خلفية المشروع

تم إعداد البيانات ودمجها باستخدام Sentinel Hub وGoogle Earth Engine. وُصفت عينات التدريب باستخدام مجموعات بيانات متاحة للعموم، ومنشورات، وتفسير بصري. ثم استُخدمت طريقة التعلم الخاضع للإشراف OBIA-RF (الغابة العشوائية الموجهة للكائنات) لتصنيف واستخراج خصائص الغطاء الأرضي من مجموعات البيانات الزراعية والحرجية. وأخيرًا، أُجريت عمليات رسم الخرائط والتحليل الإحصائي. وقُيِّمَت الإمكانات البيئية للتربة من خلال دمج بيانات الأرصاد الجوية وبيانات التربة.

تتناول هذه المقالة بشكل أساسي استخدام الطريقة المذكورة في المقالة السابقة. تصنيف استخدام الأراضي في بيلاروسيا بناءً على الاستخراج الموجه نحو الكائناتيتم إجراء المزيد من تحليل النقاط الساخنة والكشف عن التغيرات في نتائج بيانات استخدام الأراضي وتغطيتها لتحديد النقاط الساخنة لتغير استخدام الأراضي وأنواع التغيرات.

△الشكل 1. مخطط انسيابي لتصنيف استخدامات الأراضي، وتحديد النقاط الساخنة، ورصد التغيرات

عملية المشروع الأساسية

بعد الحصول على بيانات استخدام الأراضي وتغطيتها للفترة من 2014 إلى 2023 باستخدام تصنيف استخدام الأراضي الموجه نحو الكائنات، تم حساب مساحة بيانات مضلعات استخدام الأراضي واستخراج نقاطها المركزية. استُخدمت المساحة كقيمة ترجيح، وطُبّق تحليل كثافة النواة المكانية على النقطة المركزية لكل مضلع لتقييم عدد ومساحة مضلعات توزيع استخدام الأراضي المختلفة ضمن مسافة بحث محددة، وتم الحصول على النقاط الساخنة لتوزيع الغابات والأراضي الزراعية على التوالي.

بعد ذلك، تم تحديد كمية وأنواع التغيرات في أنواع الغطاء الأرضي، وأُنشئ جدول تصنيفي كما هو موضح في الرسم البياني أعلاه. صُنفت هذه التغيرات إلى ستة أنواع: فقدان الغابات، وفقدان الأراضي الزراعية، ونمو الغابات، ونمو الأراضي الزراعية، وتحويل الغابات إلى أراضٍ زراعية، وتحويل الأراضي الزراعية إلى غابات. ثم أُنشئ جدول إعادة تصنيف بناءً على هذه الفئات، وجُمعت إحصاءات عن التغيرات على مدى كل عامين لإنتاج خريطة توزيع التغيرات.

نتائج المشروع

△ الشكل 2. توزيع المناطق الساخنة للأراضي الصالحة للزراعة في بيلاروسيا، 2014-2023

△ الشكل 3. خريطة توزيع المناطق الحرجية الساخنة في بيلاروسيا، 2014-2023

بمقارنة الشكلين 2 و3، يُلاحظ تجمّع مكاني واضح للأراضي الصالحة للزراعة، حيث تتركز بشكل رئيسي في جنوب غرب مينسك، وغرودنو، وغرب بريست، وموغيليف، وشرق غوميل. وتُعدّ الأراضي الصالحة للزراعة نادرة في غوميل وشمال وجنوب فيتيبسك. أما توزيع الغابات فهو متجانس نسبيًا مقارنةً بالأراضي الصالحة للزراعة، مع وجود عدد قليل من المناطق ذات الكثافة العالية، مما يدل على أن موارد الغابات موزعة على نطاق واسع في جميع أنحاء المنطقة، مع وجود بعض المناطق الحرجية الكبيرة والمتصلة.

تتركز الزراعة في بيلاروسيا بشكل أساسي في السهول الخصبة، لا سيما في المناطق الجنوبية والوسطى، التي تُعدّ أكثر ملاءمة للزراعة الآلية واسعة النطاق. ونتيجةً لذلك، تتميز الأراضي الزراعية في هذه المناطق عمومًا باستمرارية وتماسك كبيرين، حيث تكون المزارع البيلاروسية النموذجية (وخاصةً المزارع المملوكة للدولة) كبيرة جدًا، إذ تتراوح مساحتها غالبًا بين مئات وآلاف الهكتارات. ويتوافق هذا مع توزيع المناطق الغنية بالأراضي الصالحة للزراعة كما هو موضح في خريطة هذه المناطق.

بين عامي 2014 و2019، ظل توزيع المناطق الغنية بالأراضي الزراعية مستقرًا نسبيًا مع تباين طفيف بين السنوات. إلا أنه بين عامي 2020 و2023، شهدت هذه المناطق تحولات مكانية ملحوظة. وقد يُعزى ذلك إلى عدة عوامل، منها الزيادة الكبيرة في هطول الأمطار في بيلاروسيا خلال السنوات الأخيرة، مما أدى إلى انخفاض عدد الأيام الصافية على مدار العام، وهو ما أثر على جودة صور الأقمار الصناعية. علاوة على ذلك، أدت التغيرات في هطول الأمطار ودرجات الحرارة، وما نتج عنها من تغيرات في الفينولوجيا، إلى تقليل تجانس أنواع المحاصيل ومراحل نموها، مما تسبب في أخطاء في التصنيف، وبالتالي أثر على إحصاءات كثافة المحاصيل. على المدى الطويل، يبقى توزيع الموارد الزراعية في بيلاروسيا مستقرًا نسبيًا. أما التغيرات في الموارد الحرجية فهي أقل وضوحًا؛ إذ لم تشهد مساحة الغابات سوى تقلبات طفيفة خلال العقد الماضي، مع بقاء كل من المساحة الإجمالية وتوزيع المناطق الغنية بالأراضي الزراعية مستقرًا نسبيًا.

△ الشكل 4. خريطة توزيع تغيرات أنواع الغطاء الأرضي في بيلاروسيا من عام 2014 إلى عام 2023

يوضح الشكل أعلاه التغيرات في استخدامات الأراضي وأنواع الغطاء الأرضي كل عامين من 2014 إلى 2023. كانت التغيرات في الغابات والأراضي المزروعة طفيفة نسبيًا بين عامي 2014 و2016، واقتصرت بشكل رئيسي على انخفاض وزيادة مساحة الغابات في بعض المناطق، وتحويل مساحات صغيرة من الأراضي الزراعية إلى غابات في المناطق الحضرية. وشهدت الفترة من 2016 إلى 2018 تحويلًا واسع النطاق للأراضي الزراعية إلى غابات. قد يعود ذلك إلى انخفاض دقة تصنيف الشجيرات المنخفضة، ومناطق تناوب المحاصيل المعقدة، وبعض الغابات الاقتصادية، فضلًا عن تأثير توحيد البيانات عبر السنوات المختلفة، مما أدى إلى تشويش نتائج التصنيف وتغيرات في الغطاء الأرضي. ومع ذلك، فإنه يعكس بشكل عام المجالات الرئيسية لتغير أنواع الغطاء الأرضي والاتجاهات على مدى فترة طويلة. وبالاقتران مع إحصاءات المساحة السنوية، يمكن لهذا الشكل أن يعكس توزيعًا موضوعيًا نسبيًا لموارد الغابات والأراضي الزراعية، مما يوفر مرجعًا موضوعيًا وفعالًا لصياغة وتنفيذ السياسات الزراعية الكلية والإقليمية.