بررسی تغییرات پراکنش گونه گون گزی Astragalus adscendens - Boiss&Hausskn در استان اصفهان تحت اثر تغییر اقلیم

سابقه و هدف تغییرات اقلیمی به عنوان یکی از تهدیدات جدی برای تنوع زیستی در اکوسیستم های طبیعی شناخته می شود که تاثیرات عمده ای بر بقا، عملکرد و پراکنش گونه های گیاهی و جانوری دارد. این تغییرات می توانند باعث تغییر در نرخ های جمعیتی، انقراض گونه ها و تغییرات در پراکنش رویشگاه های گیاهی شوند. بنابراین، درک دقیق از جایگاه اقلیمی گونه ها و پیش بینی واکنش آن ها به تغییرات اقلیمی برای مدیریت منابع طبیعی ضروری است. مدل های پراکنش گونه ای (SDMs) ابزارهای مفیدی برای پیش بینی تغییرات رویشگاه ها و ارزیابی تاثیرات آینده تغییرات اقلیمی هستند. در این مطالعه، عملکرد سه مدل پراکنش گونه ای شامل: مدل حداکثر آنتروپی (Maxent)، تحلیل عاملی آشیان اکولوژیک (ENFA) و رگرسیون غیرپارامتریک مضربی (NPMR) مورد مقایسه قرار گرفته است و اثر تغییر اقلیم بر پراکنش رویشگاه گونه گون گزی طی سال های ۲۰۵۰ و ۲۱۰۰ تحت سناریوی HadGEM-RCP ۴.۵ با استفاده از بهترین مدل بررسی شده است. مواد و روش ها استان اصفهان با مساحتی بالغ بر ۱۰۷ هزار کیلومتر مربع به دلیل تنوع ارتفاعی گسترده (۷۰۷ متر تا حدود ۴۰۰۰ متر)، اقالیم رویشی مختلفی (نیمه بیابانی، استپی، نیمه استپی، جنگل های خشک و کوه های مرتفع) را در بر می گیرد. گونه گیاهی گون گزی (Astragalus adscendens)  به عنوان یک گونه بومی و مهم مراتع ایران شناخته می شود. به منظور مدل سازی این گونه، ۷۰ سایت حضور و ۷۰ سایت عدم حضور گونه با استفاده از روش تصادفی طبقه بندی شده از نقشه تیپ گیاهی استان اصفهان  استخراج شد. همچنین تعداد ۷۰ سایت جدید با استفاده از دستگاه موقعیت یاب جهانیGPS  از طریق بازدید میدانی در شهرستان های سمیرم و فریدونشهر به عنوان داده های ارزیابی مدل برداشت و استفاده گردید. تعداد ۲۲ لایه محیطی شامل سه متغیر فیزیوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع) و ۱۹ متغیر زیست اقلیمی در سه دوره زمانی حال حاضر و سال های۲۰۵۰ و ۲۱۰۰ تحت سناریوی اقلیمی ۵/۴RCP  و مدل گردش عمومی HadGEM۲ تهیه شدند، این متغیرها از سه پارامتر اصلی شامل بارش ماهانه، دمای حداقل و حاکثر ماهانه استخراج می گردند. تمامی لایه های محیطی با اندازه پیکسل یک کیلومتر مربع آماده سازی شدند. در نهایت سه روش مدل سازی شامل مدل حداکثر آنتروپی (Maxent)، تحلیل عاملی آشیان اکولوژیک (ENFA) و رگرسیون غیرپارامتریک مضربی (NPMR) برای پیش بینی پراکنش گونه گون گزی استفاده شد. نتایج هر سه مدل عملکرد مناسبی جهت پیش بینی رویشگاه گونه گون گزی ارائه کردند (۰.۸۵AUC>). کاهش سطح رویشگاه در هر سه مدل، تحت سناریوی تغییر اقلیم HadGEM-RCP ۴.۵ قابل مشاهده است. بارش سالانه به عنوان مهم ترین عامل محیطی  موثربر پراکنش گونه گیاهی گون گزی شناسایی شد. منحنی های پاسخ گونه نسبت به متغیرهای محیطی موثر مستخرج از مدل های Maxent  و NPMR  نشان می دهند که گونه گون گزی در بارش های بیش از ۳۵۰ میلی متر و ارتفاعات بالای ۲۵۰۰ متر حضور بیشتری دارد. شکل منحنی عکس العمل گونه گون گزی نسبت به شیب صعودی بوده و نشان می دهد که احتمال حضور گونه با افزایش شیب، بیشتر می شود. بر اساس ارزیابی مدل، عملکرد مدل Maxent نسبت به سایر مدل ها بهتر است و از شاخص AUC بالاتری برخودار است. نتیجه گیری تغییرات اقلیمی، به ویژه کاهش بارش و افزایش دما، تاثیرات منفی جدی بر پراکنش گونه گون گزی خواهند داشت بطوری که  تا سال ۲۱۰۰، حضور گونه گون گزی در استان اصفهان به ویژه در منطقه فریدونشهر (غرب استان) به شدت کاهش می یابد و تنها در ارتفاعات پادنا در منطقه سمیرم، به صورت لکه هایی در مناطق مرتفع قابل مشاهده خواهد بود. لازم به ذکر است مدل های پراکنش گونه ای استفاده شده در این تحقیق صرفا شرایط اقلیمی و توپوگرافی را در نظر گرفته است و سایر عوامل موثر همچون ویژگی های خاک، عوامل مدیریتی و برهم کنش های زیستی در آن لحاظ نشده اند. ازاین رو، نتایج ارائه شده می توانند برآوردی کلی از پراکنش بالقوه گونه تحت سناریو اقلیمی HadGEM-RCP ۴.۵ باشند ولی برای مدیریت دقیق تر رویشگاه، بررسی سایر عوامل محیطی و زیستی ضروری است.

کلیدواژه ها:

استان اصفهان ، تحلیل عاملی آشیان اکولوژیک ، تغییر اقلیم ، حداکثرآنتروپی ، رگرسیون غیرپارامتریک مضربی ، Astragalus adscenden