پیش بینی پراکنش بالقوه گونه بلوط دارمازو (Quercus infectoria Oliv.) در جنگل های زاگرس تحت سناریوهای تغییر اقلیم

مقدمه و هدف: جنگل های زاگرس به­عنوان یکی از حیاتی ترین بوم­سازگان­های ایران، نقش بی بدیلی در حفظ تنوع زیستی و پایداری محیطی دارند. با این حال، این جنگل ها که بیشتر از گونه های بلوط تشکیل شده اند، در دهه های اخیر تحت تاثیر تغییرات اقلیمی، خشکسالی های مکرر، فعالیت های انسانی مخرب و پدیده زوال بلوط روبرو شده اند. در این میان، بلوط دارمازو (Quercus infectoria Oliv.) به­دلیل ارزش بوم­شناسی و اقتصادی بالا (به ویژه در تولید "مازو" برای صنایع دارویی و آرایشی) از اهمیت ویژه ای برخوردار است. آینده این گونه کلیدی با تغییرات اقلیمی و تغییر کاربری اراضی تهدید مورد تهدید قرار گرفته است. با توجه به نبود پژوهشی جامع برای پیش بینی پراکنش این گونه با استفاده از الگوریتم های نوین، این بررسی با دو هدف اصلی طراحی شد: ۱) پیش بینی تغییرات پراکنش بالقوه بلوط دارمازو تحت سناریوهای اقلیمی برای سال های ۲۰۵۰ و ۲۰۷۰ با استفاده از مدل های حداکثر آنتروپی (MaxEnt) و جنگل تصادفی (RF) و ۲) مقایسه عملکرد مدل ها و شناسایی متغیرهای محیطی کلیدی برای ارائه مبنایی علمی برای تدوین استراتژی های حفاظتی.مواد و روش ها: منطقه مورد بررسی، ناحیه رویشی زاگرس شمالی (شامل بخش هایی از ایران، عراق و ترکیه) بود. برای مدلسازی، از ۲۴۶ نقطه حضور گونه (جمع آوری شده از پیمایش های میدانی و پایگاه های داده) و ۲۹ متغیر محیطی (اقلیمی، توپوگرافی، خاک شناسی و پوشش اراضی) استفاده شد. داده های حضور با حداقل فاصله یک کیلومتر تنک شدند و ۱۰۰۰ نقطه شبه عدم حضور نیز تولید شد. داده های اقلیمی آینده از مدل گردش عمومی جو (GCM) MIROC۶ برای دو افق زمانی ۲۰۵۰ و ۲۰۷۰، تحت دو سناریوی SSP۲-۴.۵ (میانی) و SSP۵-۸.۵ (بدبینانه) استخراج شد. پس از حذف متغیرهای دارای هم خطی بالا (VIF>۱۰) با استفاده از آزمون عامل تورم واریانس، ۱۷ متغیر برای مدلسازی نهایی انتخاب شدند. مدلسازی با الگوریتم های MaxEnt و RF در محیط نرم افزار R و با بسته biomod۲ انجام شد. برای ارزیابی پایداری مدل ها، از روش اعتبارسنجی متقاطع با ۱۰ تکرار (تقسیم داده ها به ۸۰ درصد آموزشی و ۲۰ درصد ارزیابی) استفاده شد. عملکرد مدل ها با شاخص های آماری ROC, TSS و Kappa ارزیابی شدند.یافته ها: نتایج ارزیابی نشان داد که هر دو الگوریتم دقت بسیار بالایی دارند. مدل جنگل تصادفی (RF) با میانگین ۹۶۵/۰=ROC و ۸۶۰/۰=TSS، عملکردی بی نقص داشت. مدل حداکثر آنتروپی (MaxEnt) نیز با میانگین ۸۸۵/۰=ROC و ۷۱۸/۰=TSS، عملکردی عالی ثبت کرد. در تحلیل اهمیت متغیرها، برای مدل MaxEnt، فصلی بودن بارش (Bio۱۵) و بارش سالانه (Bio۱۲) بیشترین تاثیر را داشتند. در مدل RF، توزیع اهمیت متعادل تر بود و بارش سالانه (Bio۱۲)، کربن آلی خاک و فصلی بودن بارش (Bio۱۵) مهم ترین عوامل بودند. پیش بینی ها برای آینده نتایج نگران کننده ای را نشان دادند. تحت سناریوی بدبینانه SSP۵-۸.۵ تا سال ۲۰۷۰، مدل RF کاهش ۴/۸۸ درصدی و مدل MaxEnt کاهش ۰/۷۳ درصدی مساحت زیستگاه مناسب را پیش بینی کردند. همچنین مشخص شد که مساحت رویشگاه جدید ایجاد شده در آینده، در مقایسه با مساحت از­دست­رفته، بسیار ناچیز است. تحلیل مکانی نشان داد که زیستگاه های باقی مانده به لکه های کوچک و ایزوله در ارتفاعات بالاتر محدود خواهند شد. محدوده ارتفاعی بهینه گونه نیز از ۱۱۰۰-۱۸۰۰ متر فعلی به ۱۵۰۰-۲۵۰۰ متر در آینده جابجا خواهد شد که به معنای یک جابجایی اجباری به میزان ۴۰۰ تا ۷۰۰ متر به سمت ارتفاعات بالاتر است.نتیجه گیری: یافته های این پژوهش نشان می دهد که گونه بلوط دارمازو با تهدیدی جدی ناشی از تغییرات اقلیمی روبرو است. کاهش شدید مساحت زیستگاه و جابجایی اجباری به ارتفاعات بالاتر، همراه با تکه تکه- شدن توده ها، بقای بلندمدت این گونه را در معرض خطر جدی قرار داده است. این نتایج بر ضرورت اتخاذ فوری راهبردهای مدیریتی و حفاظتی یکپارچه تاکید دارد. پیشنهادهای کلیدی شامل موارد زیر است: ۱) حفاظت از پناهگاه های اقلیمی: شناسایی و حفاظت ویژه از مناطق مرتفعی که در آینده زیستگاه مناسب تر این گونه هستند. ۲) احیای تطبیقی: اجرای برنامه های جنگلکاری در مناطقی که مدل ها به­عنوان زیستگاه های مناسب آینده پیش بینی کرده اند. ۳) کنترل فشارهای انسانی: کاهش فعالیت های مخرب مانند چرای بی رویه برای افزایش تاب آوری بوم­سازگان. ۴) ایجاد بانک ژن: حفظ ذخایر ژنتیکی جمعیت های در معرض خطر از طریق ایجاد بانک ژن و بذر. این پژوهش مبنایی علمی برای تدوین راهبردهای حفاظتی موثر و مدیریت پایدار بوم­سازگان جنگلی زاگرس فراهم می کند.

کلیدواژه ها:

تغییر اقلیم ، مدلسازی ، جنگل تصادفی ، پراکنش گونه ای ، متغیرهای محیطی