ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر رویشگاه گونه های مهم مرتعی استان البرز بر پایه مدل پیش بینی اقلیم

چکیده مقدمه    اکوسیستم های مرتعی دارای اهمیت به سزایی بوده و نسبت به تغییرات عوامل محیطی حساس هستند. تغییرات اندک دما و رژیم بارندگی و یا سایر وقایع اقلیمی می تواند به طور اساسی ترکیب، توزیع و پراکنش گونه های گیاهی و هم چنین تولید آن ها را کاهش دهد. برای درک بهتر از تغییرات اقلیم آینده، ضروری است که توزیع کنونی و آینده گونه ها مشخص شود. مدل سازی توزیع گونه ها در حال حاضر تنها وسیله ای است که می توان به کمک آن ارزیابی مقدار تغییرات توزیع گونه های متعدد را در پاسخ به تغییرات آب و هوایی انجام داد. بنابراین این پژوهش با توجه به اهمیت اقلیم در پراکنش گونه های گیاهی به بررسی پراکنش گونه های گیاهی در آینده با در نظر گرفتن ارتباط بین گونه های مهم مرتعی موجود در استان البرز و عامل اقلیم می پردازد. مواد و روش ها در این پژوهش، چهار گونه گیاهی شامل Stipa arabica، Ferula ovina، Bromus tomentellus، Artemisia aucheri در محدوده استان البرز مورد بررسی قرار گرفتند. جهت تعیین میزان بارش و دما از داده های ایستگاه‎های سینوپتیک که توسط روش من- کندال تحلیل روند شدند، استفاده شد. با استفاده از نقشه های طرح شناخت مناطق اکولوژیک موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور و ArcGIS نقشه پوشش گیاهی استان و پراکنش فعلی گونه ها، ترسیم و ثبت نقاط حضور و غیاب گونه ها انجام شد. به منظور تهیه لایه اطلاعات محیطی ۱۹ بایو اقلیمی برای حال حاضر، محاسبه و برای سال ۲۰۵۰ از سایت WorldClim.org با دقت ۳۰ ثانیه دانلود شدند. این داده ها برای دو سناریو RCP۴.۵ و RCP۸.۵ برای دوره آتی به دست آمد. سپس، مقادیر متغیرهای محیطی به عنوان متغیرهای مستقل و اطلاعات حضور و غیاب گونه به عنوان متغیر وابسته در نرم افزار SPSS وارد شدند و مدل آماری رگرسیون لجستیک از حضور گونه های منتخب حاصل شد. این مدل آماری در محیط نرم افزار ArcGIS تعریف و نقشه بالقوه گونه ها تهیه شد. برای اعتبارسنجی مدل نقشه های رویشگاه بالقوه حاصل با استفاده از ۲۲ متغیر مستقل و با کمک ماتریس خطا، از ضریب آماری کاپا استفاده شد. نتایج نتایج بیانگر روندهای صعودی دمایی در تمامی ایستگاه ها بوده که ۷۶/۶۵ درصد روندها معنی دار بود. در ارتفاعات شمالی و شرقی استان البرز نیز افزایش میانگین دما خصوصا در اوایل فصول بهار، اواخر پاییز و زمستان سبب ذوب زودهنگام برف در منطقه شده و با توجه به کاهش بارش در مناطق کوهستانی موجب ایجاد مشکلات زیادی در ذخیره آب خواهد شد. بر اساس پیش بینی های مدل رگرسیون لجستیک گونه Stipa arabica، ۶۸۶۲۶ هکتار معادل۱۳ درصد استان، Bromus tomentellus،۲۹۸۸۴۲ هکتار معادل۵۸ درصد استان، Ferula ovina، ۱۹۵۴۶۵هکتار معادل ۳۸ درصد استان و Artemisia aucheri، ۲۳۲۵۳۹هکتار معادل ۴۵ درصد از استان دارای احتمال رخداد طبقه ۱۰۰-۷۵ درصد جهت حضور این گونه ها می باشد. ارزیابی مدل رگرسیون با استفاده از ضریب کاپا به ترتیب برای گونه های Stipa arabica، Bromus tomentellus، Ferula ovina  و Artemisia aucheri برابر با ۸۶، ۸۵، ۸۲ و ۷۹ بود که طبق طبقه بندی کخ و اسمیت، مدل هایی با دقت خوب هستند. نقشه ۱۹ بایو اقلیمی تحت دو سناریو ۵/۴ و ۵/۸ برای سال ۲۰۵۰ میلادی تهیه گردید. شرایط حاضر مشابه با سناریو ۵/۴ می باشد ولی در هر دو مدل شاهد کاهش احتمال رخداد طبقه ۱۰۰-۷۵ درصد در سال ۲۰۵۰ خواهیم بود. هم چنین میانگین تمام پارامترهای دمایی در ایستگاه کرج تا سال ۲۰۵۰ در حدود ۹/۱ درجه سانتی گراد افزایش و مقدار بارش، ۳۳/۱ میلی متر کاهش خواهد داشت.بحث و نتیجه گیری    محققین گزارش نمودند اگر چه تغییرات معنی داری در بارش در طول ۵۰ سال گذشته رخ نداده است اما کاهش بارش در ماه آوریل و افزایش بارش در ماه دسامبر و ژوئیه می تواند تغییر اقلیم احتمالی را در این مناطق در آینده مشخص نماید و اقلیم در ایران به ویژه در بهار در حال گرم شدن است که نتایج مطالعه حاضر را تایید می کند. حداقل و حداکثر ارتفاعی که گونه Stipa Arabica در آن ها حضور دارد به ترتیب ۱۴۰۰ و ۲۴۰۰ متر است که نتایج مدل سازی در سال ۲۰۵۰ این حداقل و حداکثر ارتفاع را به ترتیب در سناریو ۵/۴، ۲۴۰۰-۲۱۰۰ متر و در سناریو ۵/۸، ۲۹۰۰ متر نشان می دهد. حداقل و حداکثر ارتفاعی که گونه Ferula ovina در آن ها حضور دارد به ترتیب ۱۸۵۰ و ۲۶۰۰ متر است. درصورتی که نتایج مدل سازی در سال ۲۰۵۰ این حداقل و حداکثر ارتفاع را به ترتیب در سناریو ۵/۴ بدون تغییر و در سناریو ۵/۸، ۳۰۰۰-۲۸۰۰ متر نشان می دهد. گونه Bromus tomentellus در حال حاضر در ارتفاع ۲۷۰۰-۱۶۰۰ متر قرار گرفته است، در حالی که در سناریو ۵/۴ (شرایط متعادل) و سناریو ۵/۸ (سناریو بدبینانه) در ارتفاع بالاتر از ۲۵۰۰ متر می باشد که نشان می دهد این گونه از نظر ارتفاعی تفاوت چندانی نداشته است. حداقل و حداکثر ارتفاعی که گونه Artemisia aucheri در آن ها حضور دارد به ترتیب ۱۶۰۰ و ۲۸۰۰ متر است. شیب و دما دو پارامتر اصلی موثر بر پراکنش این گونه بوده و به طوری که شیب بر روی عمق خاک تاثیر گذاشته و در نتیجه بر استقرار ریشه موثر است. این گونه به دلیل جبران گرما در شرایط بدبینانه به سمت ارتفاعات بالاتر یعنی در حدود ۳۰۰۰ متری جابه جا شده است که نتایج سایر محققین را تایید می نماید. با افزایش دما در اثر تغییر اقلیم، وسعت رویشگاه گونه های تحت بررسی کاهش خواهد یافت و به سمت مناطقی که مرتفع تر و در نتیجه دارای دمای کمتری باشند، جابه جا خواهند شد.

کلیدواژه ها:

تغییر اقلیم ، روند ، رگرسیون لجستیک ، سناریو اقلیمی ، مدل پراکنش گونه ای