به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
فهرست مطالب نویسنده:

maryam haidarian aga khani

  • سیما طیموری اصل، علی اصغر نقی پور برج*، محمدرضا اشرف زاده، مریم حیدریان آقاخانی
    پیشینه و هدف

    اقلیم، ویژگی های خاک، توپوگرافی، کاربری سرزمین و مجموعه روابط زیستی مهم ترین عوامل موثر در پراکنش و آشیان بوم شناختی گونه ها در مقیاس های مختلف هستند. در این میان، اقلیم یکی از مهم ترین عوامل تعیین کننده پراکنش گیاهان محسوب می شود. بنابراین، تغییر اقلیم پیامدهای گسترده ای بر شرایط اکوسیستم های جهان و ازجمله پراکنش گونه ها داشته است. تغییر در پراکنش یک گونه در یک محدوده جغرافیایی معین به واسطه تغییر اقلیم می تواند منجر به جابجایی مناطق حضور آن گونه به ارتفاعات بالاتر شود که این روند ممکن است ایجاد محدودیت رویشی و یا حتی انقراض گونه را در پی داشته باشد. جابجایی یا تغییر پراکنش جغرافیایی گونه ها، یک استراتژی برای پایدار ماندن در برابر تغییر اقلیم است. بنابراین، تعیین رویشگاه های مناسب و شناسایی مهم ترین عوامل محیطی و انسانی موثر بر حضور گونه ها در شرایط فعلی و آینده به منظور حفاظت از گونه های مهم بوم شناختی و ارزشمند گیاهی ضروری است. جنس گون (Astragalus) از تیره نخود (Fabaceae) پراکنش به نسبت گسترده ای در مناطق معتدله جهان دارد. گون زرد (Astragalus verus Olivier) درختچه ای کوچک و باارزش است که دارای شاخه های بسیار زیاد است. این گونه علاوه بر نقش حفاظتی، دارای ارزش های دارویی و صنعتی است. در دهه های اخیر، گستره جغرافیایی گون زرد به واسطه عواملی مانند تخریب سرزمین و برداشت بیش ازحد به طور قابل توجهی کاهش یافته است. باوجود اهمیت جنس گون در کشور، تاکنون پژوهش های اندکی درزمینه پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش گونه های این جنس به انجام رسیده است. مطالعه حاضر به منظور دست یابی به اهداف زیر به انجام رسیده است: 1) شناسایی رویشگاه های مناسب و تعیین پراکنش جغرافیایی گون زرد در زاگرس مرکزی در شرایط حال حاضر؛ 2) پیش بینی پیامدهای تغییر اقلیم تا سال های 2050 و 2070 تحت سناریوهای مختلف بر پراکنش جغرافیایی گون زرد؛ 3) تعیین مهم ترین عوامل موثر بر پراکنش این گونه.

    مواد و روش ها

     مطالعه حاضر در استان چهارمحال و بختیاری با مساحتی حدود 1.65 میلیون هکتار که تقریبا تمام آن در منطقه زاگرس مرکزی قرارگرفته، انجام شد. تعداد 112 نقطه حضور گون زرد بر اساس بازدیدهای گسترده میدانی و با استفاده از سیستم موقعیت یاب جهانی (GPS) در سراسر استان چهارمحال و بختیاری جمع آوری شد. به منظور مدل سازی، 19 متغیر محیطی شامل متغیرهای زیست اقلیمی، فیزیوگرافی و پوشش/کاربری سرزمین مورداستفاده قرار گرفتند. پیش از اجرای مدل سازی، برای بررسی هم خطی بین متغیرهای محیطی مختلف از دو روش تجزیه وتحلیل همبستگی پیرسون و شاخص تورم واریانس (VIF) استفاده شد. متغیرهایی با ضریب همبستگی پیرسون (R2<0.8) و VIF انتخاب شدند. درنهایت و پس از حذف لایه های دارای همبستگی بالا، تعداد نه متغیر در مدل سازی استفاده شدند. به منظور پیش بینی پراکنش رویشگاه های مطلوب گون زرد از بسته نرم افزاری Biomod2 در محیط R (نسخه 3.1.2) استفاده شد. در مطالعه حاضر از مدل های آنتروپی بیشینه (Maxent)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، روش افزایشی تعمیم یافته (GBM)، مدل خطی تعمیم یافته (GLM)، تحلیل ممیزی انعطاف پذیر(FDA)، جنگل تصادفی (RF) و رگرسیون چند متغیره تطبیقی (MARS) برای برآورد رویشگاه های مطلوب استفاده شد. برای واسنجی مدل ها، 80 درصد نقاط حضور به عنوان داده های تعلیمی و 20 درصد باقیمانده برای ارزیابی پیش بینی مدل ها استفاده شدند. پیش بینی پراکنش جغرافیایی گون زرد در آینده (سال های 2050 و 2070) بر اساس چهار سناریوی افزایش گازهای گلخانه ایRCP2.6،RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 و تحت مدل گردش عمومی MRI-CGCM3 انجام شد. عملکرد مدل ها نیز با استفاده از ناحیه زیر منحنی (AUC) و آماره TSS ارزیابی شدند.

    نتایج و بحث

     نتایج نشان داد که موثرترین متغیرها در مطلوبیت رویشگاه گونه موردمطالعه، به ترتیب شاخص هم دمایی، میانگین دمای پربارش ترین فصل سال و تغییرات فصلی بارندگی بودند. بر اساس یافته ها، بیشترین احتمال حضور گون زرد در هم دمایی 36.8 تا 39.7 درجه سانتی گراد، میانگین دمای 2- تا 3.5 درجه سانتی گراد در پربارش ترین فصل سال، تغییرات فصلی بارندگی 100 تا 112 میلی متر، و مجموع بارندگی سالیانه 280 تا 490 میلی متر برآورد شد. به نظر می رسد بخش های شمال شرقی و شرق استان در مقایسه با سایر مناطق از اهمیت رویشگاهی بیشتری برای گون زرد برخوردار هستند. بر اساس نتایج، حدود 27.43 درصد از محدوده موردمطالعه به عنوان رویشگاه های مطلوب گون زرد شناسایی شد. پیش بینی پراکنش جغرافیایی گون زرد در آینده (سال های 2050 و 2070) بر اساس چهار سناریوی افزایش گازهای گلخانه ای (خطوط سیر غلظت های گازهای گلخانه ای RCPs)RCP2.6 ، RCP4.5،RCP6  وRCP8.5  در مدل گردش عمومی MRI-CGCM3 انجام شد. بر اساس یافته ها، تغییر اقلیم می تواند پیامدهای قابل توجهی بر رویشگاه های مطلوب گون زرد در استان وارد سازد. بر اساس سناریوهای مختلف، بین 45.70 درصد (RCP2.6، سال 2050) تا 89.88 درصد (RCP8.5، سال 2070) از رویشگاه های امروزی گون زرد تا سال های 2050 و 2070 به واسطه تغییر اقلیم نامطلوب خواهد شد. درحالی که در همین دوره زمانی در حدود 1.58 (RCP8.5، سال 2050) تا 13.19 درصد (RCP2.6، سال 2070) به رویشگاه های مطلوب این گونه در مناطق با ارتفاع بیشتر اضافه خواهد شد. بر اساس تمامی سناریوها، رویشگاه های مطلوب این گونه در اغلب گستره حضورش به ویژه در مناطق با ارتفاع کمتر کاهش خواهد یافت. پیامدهای تغییر اقلیم، به ویژه احتمال کاهش و جابجایی گستره جغرافیایی گونه های گیاهی در رویشگاه های مختلف کشور، ازجمله در زاگرس مرکزی و همچنین، در گستره ایران مرکزی پیش بینی شده است. ارزیابی ها نشان داد که مدل ها از درستی و دقت قابل قبولی برخوردار بودند و مدل جنگل تصادفی، قابل اعتمادترین مدل برای پیش بینی پراکنش گونه تعیین شد.

    نتیجه گیری

     این مطالعه نشان می دهد که مدل اجماعی می تواند پراکنش بالقوه گون زرد را با دقت بالا (0.92=AUC و 0.79=TSS) پیش بینی نماید. سناریوهای مورداستفاده در این پژوهش، احتمال جابجایی گستره جغرافیایی گونه موردمطالعه را تحت تغییر اقلیم تا سال های 2050 و 2070 پیش بینی می کند. بر اساس نتایج، به نظر می رسد که وسعت رویشگاه مطلوب گون زرد در محدوده موردمطالعه، کاهش یافته و به سمت ارتفاعات بالاتر جابجا خواهد شد. اگرچه تخریب سرزمین و برداشت بیش ازحد احتمالا به عنوان دو عامل مهم تخریب رویشگاه این گونه می توانند موردتوجه قرار گیرند، اما این مطالعه اهمیت پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش گون زرد را برجسته می سازد. امروزه، درنتیجه بهره برداری شدید و غیراصولی از گون زرد، گستره پراکنش و تراکم آن در برخی مناطق کاهش یافته است که این روند برشدت پدیده هایی نظیر فرسایش خاک افزوده است. این موضوع ضرورت توجه مدیران و کارشناسان منابع طبیعی به گون زرد و دیگرگونه های با عملکرد مشابه در اکوسیستم ها که ضمن توانایی حفاظت از خاک، ازنظر تولیدات اقتصادی نیز حایز اهمیت هستند را دوچندان می نماید.

    کلید واژگان: چهارمحال و بختیاری, مدل سازی پراکنش گونه ای, خطوط سیر غلظت های گازهای گلخانه ای, مدل سازی اجماعی
    Sima Teimoori Asl, Ali Asghar Naghipour *, MohammadReza Ashrafzadeh, Maryam Haidarian Aga Khani
    Background and Objective

    Climate, soil characteristics, topography, land use, and biological relationships at various scales are the most important influencing factors on distribution and ecological niches of species. The climate is one of the most important determinants of plant distribution. Therefore throughout the past ecological history, climate change has had profound consequences on the current conditions of the world's ecosystems, including the existing distribution of species. Changes in the distribution of one species in a given geographical area due to the climate change can lead to shifting the presence regions of that species toward higher elevation that leads up to vegetative restriction or even extinction of the species. Shifting, or changing the geographical distribution of species is a strategy to be resistant to the climate change. Therefore, in order to protect the key ecological and valuable plant species, it is necessary to determine suitable habitats via identifying the most important environmental and human factors affecting the species presence in the current and future conditions. Astragalus L. (Fabaceae) is a genus widely distributed throughout the temperate regions. The Astragalus verus Olivier is a small, valuable shrub with many branches. In addition to its protective role from the point of view of the soil, this species has medicinal and industrial values. In recent decades, the geographical range of the A. verus variety has been significantly declined due to factors such as land degradation and over utilization. Despite the national importance of the Astragalus genus, so far little research has been done on the consequences of the climate change on the distribution of species of this genus. The present study was conducted to accomplish the following objectives; 1) To identify suitable habitats and determin the geographical distribution of A. verus in Central Zagros in the current situation; 2) to predict of the consequences of climate change by 2050 and 2070 under different scenarios on geographical distribution of A. verus; 3) to determin the most important factors affecting the distribution of this species. distribution of A. verus; 3) to determin the most important factors affecting the distribution of this species.

    Materials and Methods

     This study was carried out in Chaharmahal and Bakhtiari province in an area about 1.65 million hectare thai is totally located in Central Zagros region. Extensive field studies were integrated to collect geographical coordinates of the presence point (112 points) of this species by using Global Positioning System (GPS) throughout Chaharmahal and Bakhtiari province. Bioclimatic (bio1–bio19), Physiographic variables (elevation, aspect, and slope) and land cover/land variables were used for modeling. Before modeling, two methods of Pearson correlation analysis and Variance Inflation Factor (VIF) were used to check out the correlation between the various environmental variables. In order to model, 19 environmental variables including bioclimatic variables, physiography and land cover / land use were applied to model the distribution based on correlation analysis. Variables with Pearson’s correlation coefficient, r2<±0.8, VIF<3) were selected. Finally and after the omission of the layers having high correlation, nine variables were used for modeling. In order to predict the distribution of the suitable habitats of the Astragalus verus Olivier, Biomad2 software package in R environment (3.1.2 version) was used. In this study, ensemble methods including Maximum Entropy (MaxEnt), Artificial Neural Network (ANN), Generalized Boosting Method (GBM), the Generalized Linear Model (GLM), Flexible Discriminant Analysis (FDA), Random Forest (RF) and Multivariate Adaptive Regression Splines (MARS) were used to estimate the suitable habitats. We used 80% of the occurrence points as training data for model calibration and 20% of the rest of the data set to evaluate the predition of the models. Prediction of the geographical distribution of the Astragalus verus Olivier in the future (years 2050 and 2070) was made based on four scenarios of the increase in the greenhouse gases (Representative Concentration Pathways; RCPs) RCP2.6, RCP4.5, RCP6, RCP8.5 in general circulation model MRI-CGCM3. Model performance was assessed by using the area under the receiver operating curve (AUC) and the true skill statistic (TSS).

    Results and Discussion

     Our results revealed that the most effective variables in desirability of the study species habitat were the isothermality, mean temperature of the wettest season of the year and seasonal precipitation variables respectively. In keeping with the findings, the Astragalus verus Olivier mostly exists in habitats with Isothermality (bio3) from + 36.8 to + 39.7 °C, Mean Temperature of the Wettest season of the year (bio8) from - 2 to + 3.5 °C, and seasonal precipitation variables (bio15) from 100 to 112 mm and the Annual Precipitation of 280 mm to 490 mm. Based on the results of modeling of current conditions, in comparison to the other regions, northeast and east of the province had the most habitat importance for the Astragalus verus Olivier. Our findings show that about 27.43% of the study area was identified as suitable habitats for the Astragalus verus Olivier. Prediction of the geographical distribution of the Astragalus verus Olivier in the future (years 2050 and 2070) was made based on four scenarios of the increase in the greenhouse gases (Representative Concentration Pathways; RCPs) RCP2.6, RCP4.5, RCP6, RCP8.5 in general circulation model MRI-CGCM3. Based on the future projections were made for the year 2050 and 2070 with four Representative Concentration Pathways (RCPs) scenario (2.6, 4.5, 6 and 8.5) and general circulation model MRI-CGCM3. In keeping with our findings, climate change can have significant consequences for the Astragalus verus Olivier suitable habitats in the study area. Based on various senarios, about 45.70 percent (year 2050, RCP2.6) to 89.88 percent (year 2070, RCP8.5) of the current habitats for the Astragalus verus Olivier will be unsuitable due to the climate change by 2050 and 2070. While in the same period of time, about 1.58 (RCP8.5, 2050) to 13.19 percent (RCP2.6, 2070) may be added to the suitable habitats of this species in areas with higher elevation. According to all scenarios, the suitable habitats of this species will decrease in all habitats, especially in areas with lower elevation. The climate change consequences especially the probability of decling and shifting the geographical range of the plant species in various habitats of Iran especially in the central Zagros and also in Central Iran range are predicted. Assessments showed that the models had acceptable accuracy and Random Forest model was determined as the most reliable model to predict the distribution of this species.

    Conclusion

     Generally, this study indicated that ensemble model might predict the potential distribution of the Astragalus verus Olivier with a relatively high accuracy (AUC= 0.92 and TSS= 0.79). The scenarios used in this study predict the probability of the shift of the geographical range of the studied species under climate change scenarios of 2050 and 2070. According to the results, it seems that the suitable habitat extent of the Astragalus verus Olivier in the study area has been decreased and will shit toward the higher elevation. Although land degradation and over utilization may be considered as two important factors in habitat degradation of this species but this study highlights the importance the effects of climate change on the distribution of the Astragalus verus Olivier. As a result of the severe and inappropriate harvest of the Astragalus verus Olivier, the range of its distribution and density has decreased in some areas, which has increased the intensity of phenomena such as soil erosion. This issue requires a double attention of the managers and experts of natural resources to the Astragalus verus Olivier and the other species with similar performance in ecosystems having importance from the view point of economic productivity as well as their ability to conserve the soil.

    Keywords: Chaharmahal va Bakhtiari province, Species distribution modeling, Representative concentration pathways (RCPs), Ensemble modeling
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال