المحاكاة الزمانية المكانية لتغيرات استخدام الأرض وتغطية الأرض في تركيا من خلال إطار عمل CA–Markov

لماذا تهم التغيرات في المشهد الحياة اليومية

في جميع أنحاء العالم، تعيد الغابات والمزارع والمدن والخزانات تشكيل الأرض بشكل مستمر. قد تبدو هذه التحولات بعيدة، لكنها تؤثر في المياه التي تصل إلى صنابيرنا، والطعام على موائدنا، والهواء الذي نتنفسه، والحياة البرية حولنا. تركز هذه الدراسة على منطقة واحدة في غرب تركيا لتبيّن بالتفصيل كيف تُحوِّل القرارات البشرية والمشروعات البنية التحتية الكبيرة المناطق الريفية—وكيف يمكن لأجهزة الحاسوب أن تتنبأ بالاتجاه الذي ستسلكه هذه التغيرات لاحقًا.

خريطة حية للغابات والحقول والبلدات

تركز الأبحاث على قضاء ألوباي في منطقة بحر إيجة بتركيا، وهي منطقة من الأخاديد والسدود والقرى ومناخ متوسطي-قاري مختلط. باستخدام خرائط رقمية مفصّلة للغابات أعدتها الهيئة الوطنية للغابات، صنّف الباحث الأراضي إلى تسع فئات يسهل تصورها: غابات كثيفة من مخروطيات أو عریضة الأوراق، غابات مختلطة، غابات متفرقة أو متدهورة، مساحات خالية في الغابة، أراضٍ زراعية، مناطق سكنية، مسطحات مائية مثل السدود، وفئة شاملة للمناطق الصخرية أو المراعي. هذه الخرائط، المتاحة لعام 2001 و2013 و2025، قدمت لمحة غنية عن كيفية إعادة الناس والطبيعة تشكيل الأرض على مدى ما يقرب ربع قرن.

كيف يعيد الحاسوب تشغيل الماضي ليلحظ المستقبل

لتحويل الخرائط التاريخية إلى نافذة على المستقبل، استخدمت الدراسة نموذجًا مركبًا «الخلايا الآلية–ماركوف» (CA–Markov) داخل نظام معلومات جغرافية. ببساطة، يقسم النموذج المشهد إلى شبكة دقيقة من الخلايا ويتعلم كيف تميل كل فئة أرضية إلى التحول إلى فئة أخرى خلال خطوة زمنية محددة—على سبيل المثال، تحوّل الغابة المتدهورة إلى أرض زراعية أو سطح خزان. ثم يطبّق هذه احتمالات الانتقال إلى الأمام في الزمن، مع الأخذ بعين الاعتبار أيضًا كيف تؤثر الخلايا المجاورة في بعضها البعض، بحيث تنمو الغابات أو الحقول أو البلدات في تجمعات واقعية بدلاً من بكسلات عشوائية. من خلال التدريب على خرائط 2001 و2013، أنتج النموذج خريطة محاكاة لعام 2025، والتي يمكن التحقق منها مقابل خريطة الغابات الحقيقية لعام 2025 لقياس مدى نجاح الطريقة.

ما الذي تغيّر بالفعل على الأرض

يُظهر المقارنة بين 2001 و2013 و2025 قصة واضحة للضغط على الغابات. تقلّص إجمالي مساحة الغابات—بجمع الوقوف الكثيفة والمختلطة والمتدهورة—بحوالي 3290 هكتارًا، أو ما يقرب من 14 بالمئة. وكانت أكبر الخسائر في الغابات المتدهورة، التي انخفضت بنحو ثلث. تم ترقية بعض هذه الأراضي إلى غابات أكثر صحة وكثافة بعد عمليات الزراعة والترميم، لكن أجزاء كبيرة أُحيلت إلى زراعة أو أراضٍ مفتوحة أخرى، أو غمرتها مياه السدود الجديدة. اختفت الوقوف المختلطة من الصنوبر الأحمر والبلوط تقريبًا، إما غارقةً خلف السدود أو تبسّطت إلى غابات من نوع واحد من الصنوبر أو غطاء متفرّق عندما قطع السكان المحليون البلوط كوقود. في الوقت نفسه، نمت الأراضي الزراعية خارج الغابات بشكل متواضع، وتوسعت المناطق السكنية بنسبة 68 بالمئة، وزادت المسطحات المائية—لا سيما الخزانات خلف السدود الجديدة—أكثر من أربعة أضعاف.

نظرة إلى منتصف القرن

بعد التأكد من أن الخريطة المحاكاة لعام 2025 طابقت الحقيقية بنسبة تقارب 84 بالمئة وبدقة إحصائية عالية، استخدم الباحث نفس إعداد CA–Markov لتوقع استخدامات الأرض لعامي 2037 و2049. تشير التوقعات إلى استمرار الضغط على الغابات: بحلول 2037، من المتوقع أن تنخفض مساحة الغابات بنحو 11 بالمئة مقارنة بعام 2025، وبما يقرب من 21 بالمئة بحلول 2049. من المتوقع تقلص الغابات المتدهورة والمخروطية والعريضة الأوراق جميعها، بينما قد تتوسع الأراضي الزراعية بنسبة 7 إلى 12 بالمئة وقد تزداد المسطحات المائية بنحو 15 بالمئة تقريبًا. التغير في المناطق السكنية أقل دراماتيكية من حيث النسبة المئوية لكنه لا يزال يعكس دفعًا تدريجيًا للنشاط البشري إلى داخل المناظر الطبيعية التي كانت مغطاة بالغابات سابقًا.

ماذا تعني هذه التغيرات للناس والطبيعة

بالنسبة لغير المختصين، الخلاصة واضحة: في ألوباي، تتراجع الغابات تدريجيًا أمام المزارع والسدود والمناطق المبنية، حتى مع وجود بعض جهود الاستعادة التي تحسّن رقعًا من الغطاء الشجري. لهذا المقايضة نتائج على المياه النقية، والمناخ المحلي، والحياة البرية، وقدرة الأرض على تخزين الكربون. ومن خلال إظهار أن التغيرات الماضية يمكن محاكاتها بدقة معقولة، تبيّن الدراسة أن مثل هذه النماذج يمكن أن تعمل كـ«توقع» للتخطيط، مساعدًة الجهات المعنية على اختبار كيف قد تعيد سياسات مختلفة—حول السدود والتعدين والزراعة أو إعادة التحريج—تشكيل الأراضي خلال عقود قادمة. وبدورهم، يمكن أن يوجه هذا الوعي اتخاذ قرارات توفّق بشكل أفضل بين احتياجات الطاقة والغذاء والسكن والصحة طويلة الأمد للغابات والنظم الإيكولوجية التي تدعمها.

الاستشهاد: Bozali, N. Spatiotemporal simulation of land use and land cover changes in Türkiye through a CA–Markov framework. Sci Rep 16, 5320 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-35807-9

الكلمات المفتاحية: تغير استخدام الأرض, فقدان الغابات, تركيا, الاستشعار عن بُعد, نمذجة CA-Markov