پیش‌بینی رویشگاه‌های اقلیمی گونه چوبک بیابانی (Acanthophyllum crassifolium Boiss) در استان چهارمحال و بختیاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 گروه مهندسی صنایع چوب و مبلمان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

4 گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: تغییر اقلیم از مهم‌ترین چالش‌های زیست‌محیطی قرن حاضر است که تأثیرات گسترده‌ای بر منابع طبیعی، به‌ویژه آب‌وخاک دارد و منجر به تغییر در الگوهای زمانی و مکانی آن‌ها می‌شود. یکی از پیامدهای مهم این پدیده، تغییر در پراکنش گونه‌های گیاهی و اکوسیستم‌های مرتعی است که بقای گونه‌های بومی را تهدید می‌کند. گونه‌ چوبک بیابانی (Acanthophyllum crassifolium Boiss) از جمله گونه‌های بومی ایران است که در مناطق خشک و نیمه‌خشک رشد می‌کند و نقش مؤثری در پایداری خاک و پوشش گیاهی مناطق کوهستانی ایفا می‌کند. این پژوهش با هدف شناسایی رویشگاه‌های اقلیمی مناسب برای این گونه در استان چهارمحال و بختیاری در شرایط فعلی و آینده، جهت برنامه‌ریزی برای حفاظت از آن انجام شده است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش از 34 نقطه حضور گونه چوبک بیابانی به همراه 500 نقطه عدم حضور این گونه استفاده شد. داده‌های 19 متغیر زیست‌اقلیمی برای سه بازه زمانی (حال حاضر، سال‌های 2050 و 2080) از پایگاه CHELSA از دو مدل گردش عمومی (GFDL-ESM4 و MRI-ESM2-0) تحت سه سناریوی انتشار مختلف (SSP126، SSP370 و SSP585) با دقت مکانی بالا استخراج شدند. افزون بر این، داده‌های فیزیوگرافی شامل ارتفاع، شیب و جهت شیب به کار گرفته شدند. با استفاده از آزمون همبستگی پیرسون، متغیرهای با هم‌خطی بالا حذف و درنهایت 7 متغیر (5 زیست‌اقلیمی و 2 فیزیوگرافی) به عنوان عوامل پیش‌بینی کننده همراه با 9 الگوریتم وارد مدل شدند. الگوریتم‌‌ها به‌صورت اجماعی برای افزایش دقت پیش‌بینی ترکیب شدند. درنهایت، نقشه‌ شاخص فشار انسانی با نقشه رویشگاه‌های عالی و خوب گونه‌ چوبک بیابانی ادغام ‌شد.
نتایج و بحث: شاخص‌های ارزیابی، عملکرد عالی مدل اجماعی را در پیش‌بینی پراکنش گونه چوبک بیابانی نشان دادند. با تحلیل پراکنش مکانی رویشگاه‌های این گونه، بخش عمده رویشگاه‌های عالی و خوب در شمال شرقی، شرق و اندکی جنوب شرقی استان چهارمحال و بختیاری قرار دارند. سه عامل محیطی میانگین بارندگی ماهانه سردترین فصل، فصلی بودن دما و میانگین بارندگی ماهانه مرطوب‌ترین فصل بیشترین سهم در پراکنش گونه چوبک بیابانی به خود اختصاص دادند. بررسی تغییرات پراکنش جغرافیایی گونه‌ چوبک بیابانی تحت تأثیر دو مدل گردش عمومی و سه سناریوی اقلیمی در بازه‌های زمانی 2050 و 2080 نشان داد که وسعت رویشگاه‌های مناسب این گونه‌ به ترتیب بین 80/63 تا 54/99 درصد کاهش می‌یابد. این کاهش بیانگر تأثیر قابل‌توجه تغییرات اقلیمی بر رویشگاه‌های طبیعی این گونه‌ است. علاوه بر این، مناطق جدید مستعد حضور این گونه‌ 29/16 تا 52/104 درصد ایجاد خواهند شد. بااین‌وجود، نرخ خالص تغییرات وسعت رویشگاه‌های این گونه‌ نسبت به شرایط فعلی بین 38/15 تا 33/68- برآورد شده است. همچنین اکثر مناطقی که در سناریوهای اقلیمی حال برای این گونه مناسب باشند، در حال حاضر در حد کم تحت تأثیر فشارهای انسانی و سایر عوامل اجتماعی-اقتصادی قرار دارند.
 نتیجه‌گیری: توزیع ردپای انسان و مدل‌های پراکنش گونه‌ای در رابطه با گونه چوبک بیابانی، نشان‌دهنده زنگ هشداری برای حفاظت و احیای این گونه ارزشمند است. ازاین‌رو، رویشگاه‌های این گونه باید به‌عنوان اولویت‌های حفاظتی شناخته شوند و لازم است در برنامه‌ریزی‌های مدیریتی و راهبردهای حفاظتی، به‌طور خاص مورد توجه قرار گیرند تا اثرات منفی فشارهای انسانی کاهش یافته و شرایط مطلوب برای بقای این گونه ارزشمند فراهم آید.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Prediction of Climatic Habitats of Acanthophyllum crassifolium Boiss in Chaharmahal va Bakhtiari Province

نویسندگان [English]

  • Elham Ghehsareh Ardestani 1
  • Reyhane Asadi 1
  • Mahdi Pajouhesh 1
  • Nasrin Gharahi 2
  • Mohsen Bahmani 3
  • Seyedeh Samira Soleimanipour 4
1 Department of Natural Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
2 Department of Environmental Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
3 Department of Wood and Furniture Industry Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
4 Department of Forestry, Faculty of Agricultural and Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad, Iran
چکیده [English]

Introduction: Climate change is one of the most significant environmental challenges of the current century, with wide-ranging impacts on natural resources, particularly water and soil, leading to shifts in their temporal and spatial patterns. A key consequence of this phenomenon is the alteration of the distribution of plant species and rangeland ecosystems, which threatens the persistence of native species. Acanthophyllum crassifolium Boiss, a native species of Iran, grows in arid and semi-arid regions and plays a significant role in soil stabilization and vegetation cover in mountainous areas. This study aims to identify current and future climatic habitats suitable for this species in Chaharmahal va Bakhtiari Province, to support conservation planning.
Material and methods: We used presence data for A. crassifolium from 34 sites, along with 500 absence points. For bioclimatic variables, 19 variables were extracted for three time periods (present, 2050, and 2080) from the CHELSA database using two general circulation models (GFDL-ESM4 and MRI-ESM2-0) under three Representative Concentration Pathways (SSP126, SSP370, and SSP585) with high spatial resolution. Topographic variables (elevation, slope, and aspect) were also used. Pearson correlation test was employed to remove highly collinear variables, resulting in seven predictors (5 bioclimatic and 2 topographic) being entered into the model as predictive factors along with nine algorithms The algorithms were ensemble-merged to improve predictive accuracy. Finally, we integrated a Human Pressure index with the suitability maps (high and good suitability for A. crassifolium) to obtain the final potential distribution under current and future conditions.
Results and discussion: The evaluation indices showed excellent erformance of the ensemble model in predicting the distribution of A. crassifolium. Spatial analysis of the habitats of this species revealed that most of the highly and moderately suitable habitats for the species are located in the northeastern, eastern, and southeastern parts of Chaharmahal and Bakhtiari Province. The three environmental variables contributing most to the species distribution were: mean monthly precipitation amount of the coldest quarter, temperature seasonality, and mean monthly precipitation amount of the wettest quarter. Under two GCMs (GFDL-ESM4 and MRI-ESM2-0) and three SSP scenarios (SSP1-26, SSP3-7-0, SSP5-8-5), the spatial extent of suitable habitats is projected to decline substantially, by approximately 63–99% across the study area. This decline reflects the significant impact of climate change on the natural habitats of this species. Newly suitable areas are projected to emerge, comprising about 16–105% of the province. The net change in habitat extent relative to the current baseline is estimated to range from 15% to −68%. Furthermore, most areas predicted to be suitable under future climate scenarios are currently under relatively low human pressure and other socio-economic stresses.
Conclusion: The distribution pattern of human Pressure and species distribution models in relation to A. crassifolium indicates a warning signal for the conservation and restoration of this valuable species. The habitats of this species should be recognized as conservation priorities and must be explicitly addressed in management planning and conservation strategies to reduce the negative impacts of human pressures and to create favorable conditions for the survival of this valuable species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Habitat
  • Ensemble modeling
  • Human pressure