پیش بینی پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش جغرافیایی گون زرد (Astragalus verus Olivier) در زاگرس مرکزی

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 مدل­سازی، 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 حائز اهمیت هستند را دوچندان می نماید.

Keywords:

چهارمحال و بختیاری , مدل سازی پراکنش گونه ای , خطوط سیر غلظت های گازهای گلخانه ای , مدل سازی اجماعی