نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

• مریم حسن بیگی ¹
• مریم مروتی ²
• پیمان کرمی ³
• مهدی الهی ⁴

¹ گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران

² گروه علوم و مهندسی محیط‌ زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، یزد، ایران پژوهشکده آب، انرژی و محیط

³ دانش آموخته دکتری محیط زیست، کرمانشاه، ایران

⁴ گروه علوم و مهندسی محیط زیست، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه اردکان، اردکان، ایران پژوهشکده آب، انرژی و محیط

چکیده

سابقه و هدف: استحصال عسل از کندوهای زنبوران عسل یکی از فعالیت های اقتصادی برای جوامع محلی محسوب می شود که در اشتغال مستقیم و غیر مستقیم روستاییان و در نتیجه توسعه پایدار این مناطق موثر است. از میان حشرات گرده افشان زنبوران نقش بسیار بارزتری دارند و معمولا محل استقرار کندوها می تواند تعیین کننده گستره بهره ور از این خدمت اکوسیستمی باشد. در میان زنبوران ایران هیبرید کارنیکا دارای جایگاه ویژه‌ای در استحصال عسل است. علیرغم مطالعات مختلف انجام گرفته بر روی این هیبرید تا کنون مطالعه به بررسی شرایط مناسب برای جانمایی کندوهای این گونه نپرداخته لذا این مطالعه به دنبال آن است که مناطق مناسب برای استقرار کندوها و همچنین کاربری/پوشش های که از این خدمات استفاده می کنند را شناسایی کنند. آگاهی به مناطقی که مستعد جانمایی کندو می‌تواند یکی از اولویت‌های برنامه‌ریزان حوزه کشاورزی و دامپروری استان مرکزی باشد.
مواد و روش ها: در این مطالعه به منظور مدلسازی مناطقی که مستعد گرده افشانی هستند، متغیرهای محیطی که به نحوی بر روی کیفیت و کمیت گرده افشانی مؤثر هستند شناسایی شدند، در این راستا از متغیرهایی مانند تراکم چشمه، ارتفاع، رطوبت توپوگرافی، سایه روشن، میانگین اندازه لکه، کاربری/پوشش، تنوع سیمای سرزمین، تراکم حاشیه، فاصله از زمین های کشاورزی، میانگین سرعت باد تا ارتفاع 10 متر، زبری پوشش‌گیاهی و تراکم پوشش‌گیاهی استفاده شد. و پس از جمع‌آوری نقاط کندوها و پیش‌پردازش آن‌ها برای ورود به مدلسازی آماده شدند. از آنجایی که در فرآیند مدلسازی دسترسی به تمام مناطقی که برای استقرار کندوها مناسب نیستند مشکل است لذا از روش‌های جایگزین مانند روش‌های شبه عدم‌حضور استفاده شد اما شناسایی مناطق مناسب برای ثبت نقاط شبه عدم حضور نیز می تواند تحلیل را با خطا موجه کند لذا ابتدا با استفاده از خروجی مدل های فقط حضور، مطلوبیت گرده‌افشانی محاسبه گردید. سپس با کسر مناطق مطلوب از کل سیمای سرزمین در مناطق باقی مانده، نقاط شبه عدم حضور به صورت تصادفی ایجاد شد. پس از آماده شدن این دسته از نقاط مدل‌های حضور/ شبه عدم حضور آماده اجرا شدند. به منظور ارزیابی مدل‌های توزیع از متغیرهای TPR و شاخص کاپا استفاده شد. TPR که از آن به عنوان حساسیت نیز نامبرده می‌شود مقدار عددی است که درصد نقاط حضوری که مجددا بعد از اعمال حدآستانه نقطه حضور شناسایی شده اند را شناسایی می‌کنند. همچنین برای محاسبه تأثیرپذیری این مجموعه داده از تغییرات محیطی از مدل جنگل تصادفی استفاده شد.
نتایج و بحث: مدل های فقط حضور در این مطالعه با قدرت مناسبی اجرا شدند. مقدار AUC به ترتیب برای مدل های Bioclim، Domian و ماشین بردار پشتیبان تک کلاسه به ترتیب برابر 89/0، 90/0 و 76/0 محاسبه گردید. نتایج حاصل از ارزیابی مدل-های مورد استفاده نشان داد تمام مدل‌ها به خوبی نقاط حضور کندو را از مناطق شبه عدم‌حضور کندوها پیش‌بینی کرده‌اند و شاخص کاپا برای این دسته از مدل‌ها حداقل برابر 83/0 محاسبه شده است. از طرفی بر اساس معیار TPRبخش زیادی از نقاط کندو مجددا بعد از اعمال حد آستانه کندو، شناسایی شده‌اند که این مقدار می‌تواند نشان دهنده سطح خوب پیش بینی مدل های مورد استفاده باشد. همچنین یافته ها نشان داد که تنوع در سیمای سرزمین به نسبت نزدیکی به زمین های کشاورزی در کیفیت گرده افشانی تأثیر بیشتری دارد و ارتفاع تا 1813 متر از سطح دریا و همچنین سرعت باد 47/3 متر بر ثانیه بهترین شرایط برای حضور کندوها است. از میان شهرستان های مختلف اراک، فراهان، خنداب، شازند و خمین بالاترین مقدار مطلوبیت را برای گرده افشانی دارند.
نتیجه گیری: برنامه ریزی برای حفاظت از عرصه های طبیعی و همچنین مناطق مستعد برای استقرار کندوها می تواند با تاکید بر موقعیت شهرستان های اراک، فراهان، خنداب، شازند و خمین باشد. یافته های این مطالعه نشان می دهد که استفاده از مدل های توزیع گونه می تواند برای شناسایی مناطق مناسب جهت استقرار کندو و فعالیت گرده افشانی مؤثر باشد. از طرفی تلفیق یافته های این دسته مطالعات با سایر داده های فضایی که الگوی های سیمای سرزمین را مشخص می کنند می تواند دید روشنی برای در خصوص تاثیرپذیری سیمای سرزمین در اختیار قرار دهد.

کلیدواژه‌ها

• زنبور عسل
• توزیع گونه
• خدمات اکوسیستم
• اراضی کشاورزی

عنوان مقاله [English]

Quantitative study of the impact of natural areas of the Markazi province on pollination based on a distribution modeling approach

نویسندگان [English]

• maryam hasanbigi ¹
• Maryam Morovati ²
• peyman karami ³
• mehdi elahi ⁴

¹ Department of Environmental Sciences & Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources,Ardakan University, P.O.Box184,Ardakan, Iran

² Department of Environmental Science and Enginnering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ardakan University, Ardakan, Iran 2Water, Energy and Environment Research Institute,Ardakan University, P.O.Box184,Ardakan, Iran

³ Ph D Graduated of environmental science, Kermanshah, Iran

⁴ Department of Environmental Sciences & Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Resources,Ardakan University, P.O.Box184,Ardakan, Iran

چکیده [English]

Introduction: Extracting honey from beehives is one of the economic activities for local communities, which is effective in the direct and indirect employment of villagers and as a result, the sustainable development of these areas. Among the pollinating insects, bees play a much more prominent role, and usually the location of the hives can determine the extent of benefit from this ecosystem service. Among the bees of Iran, Carnica hybrid(Apis mellifera meda) has a special place in honey production. Despite the various studies conducted on this hybrid, so far the study has not investigated the suitable conditions for the placement of beehives of this species, so this study seeks to identify the suitable areas for the establishment of beehives as well as the uses/covers that use these services. Awareness of the areas that are prone to beehive placement can be one of the priorities of the planners in the field of agriculture and animal husbandry in Markazi Province.
Materials and methods: In this study, in order to model the areas that are susceptible to pollination, among the environmental variables that are somehow effective on the quality and quantity of pollination, In this regard, variables such as spring density, height, topographic humidity, light shade, average spot size, land use/cover, variety of landscape, edge density, distance from agricultural land, average wind speed up to a height of 10 meters, roughness of vegetation and Vegetation density was used. This means that after collecting the points of the hives and pre-processing them, they are ready to do the modeling. Since it is difficult to access all the areas that are not suitable for the establishment of hives in the modeling process, alternative methods such as pseudo-absence methods are used. But identifying suitable areas for recording pseudo-absence points can also justify the analysis with errors. Therefore, first, using the output of presence-only models, pollination desirability was calculated. Then, by subtracting the desirable areas from the entire surface of the land, pseudo-absence points were randomly created in the remaining areas. After the preparation of this group of points, the presence/pseudo-absence models were ready to be implemented. In order to evaluate distribution models, TPR variables and the Kappa index were used. TPR, which is also referred to as sensitivity, is a numerical value that identifies the percentage of presence points that are detected again after applying the presence point threshold. Also, a random forest model was used to calculate the impact of this data set on environmental changes.
Results and discussion: The presence-only models in this study were implemented with adequate power. The value of AUC was calculated as 0.89, 0.90 and 0.76 respectively for Bioclim, Domian and single class support vector machine models. The results of the evaluation of the used models showed that all the models have well predicted the presence of beehives in the areas of pseudo-absence of beehives. And the Kappa index for this category of models has been calculated to be at least equal to 0.83. On the other hand, based on the TPR criterion, many of the hive points have been detected again after applying the hive threshold limit, which can indicate the good level of prediction of the used models. Also, the findings showed that the diversity of the landscape has a greater impact on the quality of pollination than the proximity to agricultural lands. And the height of up to 1813 meters above sea level, as well as the wind speed of 3.47 meters per second, are the best conditions for the presence of beehives. Among the different cities of Arak, Farahan, Khandab, Shazand and Khomein have the highest value for pollination.
Conclusion: Planning for the protection of natural areas as well as areas prone to the establishment of beehives can be done by emphasizing the location of Arak, Farahan, Khandab, Shazand and Khomein cities. The findings of this study show that the use of species distribution models can be effective for identifying suitable areas for beehive establishment and pollination activity. On the other hand, combining the findings of this group of studies with other spatial data that determine the patterns of the landscape can provide a clear view of the influence of the landscape.

کلیدواژه‌ها [English]

• Honey Bee
• Species Distribution
• Ecosystem Services
• Agricultural Lands