تعداد نشریات | 418 |
تعداد شمارهها | 9,997 |
تعداد مقالات | 83,552 |
تعداد مشاهده مقاله | 77,494,384 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 54,526,676 |
مدلسازی مطلوبیت رویشگاه گونة Stipa barbata با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA) (مطالعه موردی: مراتع طالقان میانی) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اکوسیستم های طبیعی ایران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مقاله 1، دوره 7، شماره 4 - شماره پیاپی 26، اسفند 1395، صفحه 1-16 اصل مقاله (1.12 M) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نوع مقاله: پژوهشی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
نویسندگان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
محمدعلی زارع چاهوکی* ؛ محبوبه عباسی | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
دانشگاه تهران | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
چکیده | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
این پژوهش بهمنظور تعیین مطلوبیت رویشگاه گونة S. barbata با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی در مراتع طالقان میانی انجام شده است. گونة S. barbata از گندمیان مرغوب و با ارزش مرتعی است که اهمیت زیادی در حفاظت خاک و تولید علوفه دامها دارد. بهمنظور مدلسازی مطلوبیت رویشگاه این گونه، از نقاط حضور گونه و لایههای اطلاعاتی متغیرهای خاکی از جمله درصد سنگریزه، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد آهک، مادةآلی، نیتروژن، پتاسیم، فسفر، عمق خاک، درصد شن، رس و سیلت و نقشه متغیرهای توپوگرافی منطقه (شیب، جهت و ارتفاع) بهعنوان متغیرهای مؤثر بر حضور گونه استفاده شد. صحت مدل با استفاده از شاخص بویس مقدار 5/87% بهدست آمد که نشاندهنده دقت بالای نتایج مدل است و ضریب کاپای بهدست آمده از بررسی میزان تطابق نقشة پیشبینی با واقعیت زمینی نیز (64/0k=) بهدست آمد. نتایج حاصل از بررسیها نشان میدهد که در انتخاب رویشگاه گونه S. barbata در منطقه مورد مطالعه متغیرهای محیطی ارتفاع، جهت شمالی، هدایت الکتریکی و پتاسیم تأثیر منفی و متغیرهای عمق، آهک، مادهآلی و اسیدیته تأثیر مثبت داشتهاند و مهمترین عوامل در مطلوبیت رویشگاه این گونه بودهاند. با توجه به مقادیر حاشیهگرایی (64/1)، تخصص-گرایی (399/8) و تحملپذیری کل (119/0) بهدست آمده از مدل، میتوان نتیجه گرفت که گونه مورد مطالعه نسبت به شرایط خاصی از متغیرهای محیطی تخصص پیدا کرده است و دامنه خاصی از متغیرهای محیطی را در محدوده منطقه مورد مطالعه تحمل میکند. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
کلیدواژهها | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
تحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA)؛ Stipa barbata؛ مراتع طالقان | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
اصل مقاله | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مدلسازی مطلوبیت رویشگاه گونة Stipa barbata با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA) (مطالعه موردی: مراتع طالقان میانی) محمدعلی زارع چاهوکی[1]*، محبوبه عباسی[2] تاریخ دریافت: 17-2-95 تاریخ پذیرش 8-12-95 چکیده این پژوهش بهمنظور تعیین مطلوبیت رویشگاه گونةS. barbata با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی در مراتع طالقان میانی انجام شده است. گونةS. barbata از گندمیان مرغوب و با ارزش مرتعی است که اهمیت زیادی در حفاظت خاک و تولید علوفه دامها دارد. بهمنظور مدلسازی مطلوبیت رویشگاه این گونه، از نقاط حضور گونه و لایههای اطلاعاتی متغیرهای خاکی از جمله درصد سنگریزه، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد آهک، مادةآلی، نیتروژن، پتاسیم، فسفر، عمق خاک، درصد شن، رس و سیلت و نقشه متغیرهای توپوگرافی منطقه (شیب، جهت و ارتفاع) بهعنوان متغیرهای مؤثر بر حضور گونه استفاده شد. صحت مدل با استفاده از شاخص بویس مقدار 5/87% بهدست آمد که نشان دهنده دقت بالای نتایج مدل است و ضریب کاپای بهدست آمده از بررسی میزان تطابق نقشة پیشبینی با واقعیت زمینی نیز (64/0k=) بهدست آمد. نتایج حاصل از بررسیها نشان میدهد که در انتخاب رویشگاه گونه S. barbata در منطقه مورد مطالعه متغیرهای محیطی ارتفاع، جهت شمالی، هدایت الکتریکی و پتاسیم تأثیر منفی و متغیرهای عمق، آهک، مادهآلی و اسیدیته تأثیر مثبت داشتهاند و مهمترین عوامل در مطلوبیت رویشگاه این گونه بودهاند. با توجه به مقادیر حاشیهگرایی (64/1)، تخصصگرایی (399/8) و تحملپذیری کل (119/0) بهدست آمده از مدل، میتوان نتیجه گرفت که گونه مورد مطالعه نسبت به شرایط خاصی از متغیرهای محیطی تخصص پیدا کرده است و دامنه خاصی از متغیرهای محیطی را در محدوده منطقه مورد مطالعه تحمل میکند. کلمات کلیدی: تحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA)، Stipa barbata، مراتع طالقان.
مقدمه عمدهترین بخش از عرصههای گسترده کشور ایران را اکوسیستمهای مرتعی شامل میشوند. برای مدیریت صحیح این اکوسیستمها، داشتن شناخت و اطلاعات کافی از اجزاء تشکیلدهنده آن و چگونگی تعامل بین این اجزاء ضروری است. اصلیترین جزء در اکوسیستمهای مرتع را گونههای گیاهی شامل میشوند. بومشناسان گیاهی بر این باورند که عوامل محیطی در مطلوبیت رویشگاه گونههای گیاهی در مراتع تأثیر بهسزایی دارند، بدین معنی که تعیین کننده خصوصیات رویشگاهی هر گونه میباشند. تعیین مطلوبیت رویشگاه یکی از ارکان اصلی مدیریت و حفاظت گونههای گیاهی بهشمار میرود. رویشگاه مطلوب تأثیر بهسزایی در بقا و زادآوری گونهها دارد. در این میان مشکل بودجه و زمان برای بررسی رویشگاهها در مقیاس گسترده (برای مثال در مقیاس یک استان) اجرای بسیاری از بررسیها را دشوار و در مواردی غیر ممکن میکند. علاوه بر این، اطلاعات در دسترس، بیشتر دادههای مربوط به حضور گونهها بوده و دادههای عدم حضور به ندرت در دسترس هستند. حتی اگر این دادهها در دسترس باشند، مقادیر آنها با شک و تردید همراه است (2). لذا روشهای مدلسازی که فقط از دادههای حضور استفاده میکنند، ابزاری مناسب برای غلبه بر این مشکل میباشند (8). از روشهای مدلسازی که فقط از دادههای حضور استفاده میکنند میتوان به تجزیه و تحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA) اشاره کرد که توسط هیرزل از سال 1998 برای تهیة نقشه مطلوبیت رویشگاه ارائه شده است و در نرمافزار Biomapper اجرا میشود (10). پژوهشگران زیادی بهدلیل صرفهجویی در زمان و هزینه بررسیها، در تحقیقات خود این روش را مورد استفاده قرار دادهاند (7، 22، 23، 27، 28، 30، 32). در روش ENFA با استفاده از دادههای حضور گونه و عوامل رویشگاهی، مطلوبیت رویشگاه گونهها تعیین میشود. این روش از نظر ماهیت عملکرد مشابه آنالیز تجزیه به مؤلفههای اصلی (PCA) میباشد و متغیرهای محیطی که در پراکنش گونه تأثیرگذار هستند به تعداد کمی فاکتورهای متعامد و غیرهمبسته تبدیل میشوند. این روش علاوه بر محاسبه مطلوبیت رویشگاه، عوامل بومشناختی مهمی نظیر تخصصگرایی(Specialization) ، حاشیهگرایی (Marginality) و تحملپذیری (Tolerance) را نیز محاسبه میکند که هر کدام از نظر بومشناختی معانی ویژهای دارند (9، 11، 12). در پژوهشی که توسط استروب و ماتینز[3]، (2008) انجام شد به پیشبینی روند پراکنش گونه مهاجم Psittacula krameri در شمال بلژیک با رویکرد آشیان بومشناختی پرداخته شد نتایج حاصله نشان داد که این گونه تمایل بالایی به اشغال زیستگاههای نسبتاٌ نادر در سطح منطقه دارد و بسیاری از مناطق مطلوب برای گونههای بومی توسط این گونه اشغال شده و یا در آیندهای نزدیک اشغال خواهند شد. زارع چاهوکی و عباسی (2016) در پژوهشی در مراتع طالقان رویشگاه مطلوب گونه آویشن کوهی Thymus kotschyanus را با استفاده از این روش مدلسازی کردند. نتایج نشان داد که رویشگاه مطلوب این گونه در ارتفاع بیش از 2000 متر از سطح دریا و در دامنههای شمالی و شرقی قرار دارد(30). سونگلین[4] و همکاران (2007)، در مطالعهای از روش ENFA برای تهیه نقشة مطلوبیت رویشگاه شاه بلوط (Cryphonectria parasitica) استفاده کردند نتایج نشان داد که رویشگاه مطلوب گونه بهشدت تحت تأثیر شکل سازند زمینشناسی، شیب زیاد و ارتفاع قرار دارد(26). خلاصی اهوازی و همکاران (2012)، در پژوهشی با استفاده از روش ENFA رویشگاه بالقوه گونه گیاهیEurotia ceratoides (L.) C.A.M. را در مراتع شمال شرق سمنان مدلسازی کردند. نتایج نشان داد که گونه اروشیا در مناطقی با اسیدیته 8-8/7، هدایت الکتریکی 26/0-17/0 دسیزیمنس بر متر، بافت خاک سیلتی شنی و ارتفاع از سطح دریا 2200-1600 متر پراکنده شده است(17). سنگوئی و همکاران (2012)، رویشگاه بالقوه گونه گیاهی گون سفید gossypinus FischerAstragalusرا در منطقه غرب اصفهان با استفاده از روش ENFA مدلسازی کردند. نتایج نشان داد که متغیرهای درصد سنگریزه، مقدار پتاسیم، رطوبت اشباع، هدایت الکتریکی و بارندگی سالانه مهمترین عوامل در انتخاب رویشگاه گون سفید در منطقه مورد مطالعه بوده است(23). از گونههای گیاهی مراتع ایران گونه Stipa barbata میباشد که از نظر تغذیه دامهای مرتعی در مناطق خشک و نیمه خشک حائز اهمیت است. این گونه از گندمیان پرپشت، با ریشههای محکم، برگهای باریک و تا حدی خشن است و از آخرین گندمیانی است که در سطوح گسترده در مناطق استپی، نیمه استپی وکوهستانی وجود دارد (3). بهمنظور فراهم آوردن اطلاعات و شناخت در مورد خصوصیات رویشگاهی گونة Stipa barbata و چگونگی عمل و رفتار این گونه گیاهی در اکوسیستمهای مرتعی و مطابق با آن شناخت رویشگاههای دارای ویژگیهای بالقوه جهت استقرار و پراکنش این گونه در عملیات اصلاحی مراتع، مدل مطلوبیت رویشگاه این گونه با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی تهیه شد تا اطلاعات و نتایج حاصل از تحقیق در مراتع دارای شرایط بالقوه، جهت حفظ و بهرهبرداری اصولی دام از این گونه گیاهی بهکارگرفته شود. در عین حال، به بازگشت دوباره برخی مراتع تخریب یافته و در حال تخریب که زمینة پرورش گونة مذکور را دارند به شرایط کلیماکس کمک شود و بدین ترتیب بتوان در جهت مدیریت صحیح و استفاده علمی و اقتصادی رویشگاههای مرتعی مرتبط با آن گام برداشت. با توجه به مطالب بیان شده، این مطالعه با اهداف تهیه نقشه مطلوبیت رویشگاه گونهStipa barbata و عوامل مؤثر بر
مطلوبیت رویشگاه آن، تعیین جایگاه گونهStipa barbata در گستره آشیان بومشناختی مربوطه و بررسی امکان بکارگیری فن ENFA در امر مدیریت گونههای گیاهی ایران انجام شده است. مواد و روشها منطقه مورد مطالعه منطقه مورد بررسی در حوزه آبخیز طالقان (شمال غربی استان البرز) در بخش میانی حوزه با وسعت 12/37977 هکتار و با موقعیت جغرافیایی "43 '36 ˚50 تا "20 '53 ˚50 طول شرقی و "19 '5 ˚36 تا "19 '19 ˚36 عرض شمالی واقع شده است. حداکثر ارتفاع منطقه از سطح دریا 3000 متر و حداقل آن 1800متر است. متوسط بارندگی منطقه در حدود 500 میلیمتر و اقلیم منطقه بر اساس روش آمبرژه ارتفاعات سرد (نیمهمرطوب سرد و مرطوب سرد)، بر اساس روش دومارتن فراسرد ارتفاعی (مدیترانهای، نیمهمرطوب، مرطوب، خیلیمرطوب) و به روش گوسن سرد محاسبه شد. شکل (1) موقعیت منطقه را در ایران و استان البرز نشان میدهد.
شکل 1- موقعیت منطقه در ایران و استان البرز
روش تحقیق بهمنظور بررسی تأثیر عوامل خاکی و توپوگرافی بر ترجیح رویشگاه گونه استیپا ابتدا با استفاده از نقشه پوشش گیاهی منطقه تیپهای گیاهی منطقه مورد مطالعه مشخص شدند. در محدوده منطقه مطالعاتی پنج تیپ رویشی آگروپایرون، آویشن، گون، استیپا و تیپ آگروپایرون-گون Ag.in)، Th.ko، As.go ، St.ba و (Ag.in-As.goتشخیص داده شد. سپس در منطقه معرف هر تیپ گیاهی اقدام به نمونهبرداری از پوشش گیاهی شد. در مجموع پنج تیپ گیاهی و چهار رویشگاه در کل محدوده مورد مطالعه شناسایی و بررسی شد. با توجه به وضعیت پوشش گیاهی منطقه با استفاده از روش آماری در هر تیپ، 45 پلات یک متر مربعی در امتداد سه ترانسکت 150 متری در طول مهمترین گرادیان محیطی مستقر شد و در طول هر ترانسکت 15 پلات با فاصلة 10 متری از یکدیگر مستقر شد. در هر تیپ رویشی با توجه به تغییرات پوشش گیاهی و عوامل محیطی و بهصورتی که نمونهبرداری در کل منطقه همگن باشد، در 6 پلات از پلاتهای نمونهبرداری پروفیل حفر شده و نمونهبرداری از خاک در عمق حدود 30-0 سانتیمتر انجام شد. موقعیت جغرافیایی نقاط نمونهبرداری نیز بوسیله سیستم موقعیتیاب جهانی [5]ثبت شد. در مرحله بعد نمونههای خاک به آزمایشگاه منتقل شد و خصوصیات خاک شامل بافت خاک، اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد ماده آلی، آهک، فسفر قابل جذب و پتاسیم و ازت کل خاک اندازهگیری شد. برای تهیه نقشه مطلوبیت رویشگاه لازم است که نقشة هر یک از عوامل مذکور تهیه شود. نقشههای شیب، جهت و ارتفاع با استفاده از مدل رقومی ارتفاع[6] منطقه تهیه شد. برای توصیف تغییرات مکانی هر ویژگی خاک و تهیه نقشه هر متغیر خاک از روشهای زمینآمار استفاده شد. در این تحقیق برای بررسی و تشریح ارتباط و ساختار فضایی از تجزیه و تحلیل«تغییر نما یا واریوگرام» در نرمافزار +GS نسخه 9 استفاده شد. این روش به طور گسترده در آنالیز اکولوژیکی ناهمگنی خاک از طریق محاسبه نیمه واریانسها بکار میرود (29 و 31). در نهایت اقدام به تهیه نقشههای مربوط به فاکتورهای مختلف خاکشناسی با استفاده از روشهای میانیابی گردید. برای هریک از فاکتورهای فوق روش میانیابی که دارای بالاترین دقت و کمترین مقدار خطای محاسباتی بود، انتخاب گردید. سه معیار مجذور میانگین مربعات خطای تخمینRMSE) )، میانگین انحراف خطا (MBE)، میانگین قدر مطلق خطا (MAE) تعیین کننده صحت نقشههای تولید شده است. روشی دارای بالاترین میزان دقت است که مقدار MBE آن به مقدار ایدهآل صفر نزدیک باشد همچنین نقشه تهیه شده با روشی که کمترین میزان MAE و RMSE را دارد، دارای دقت بالاتری خواهد بود (14). بعد از تکمیل اطلاعات با توجه به هدف تحقیق برای مدلسازی پراکنش مکانی گونههای مورد بررسی از روش تحلیل عاملی آشیان بومشناختی در نرم افزار 4 Biomapper استفاده شد. لایههای وارد شونده به آنالیزتحلیل عاملی آشیان بومشناختی (ENFA) شامل لایههای مربوط به حضور گونه که به صورت یک نقشه بولی آماده شدند و لایههای مربوط به متغیرهای مستقل رویشگاهی بودهاند که تمامی لایههای ورودی به شکل لایههای رستری بودهاند. مراحل اجرای این مدل که در نرمافزار Biomapper به اجرا در آمد به ترتیب شامل، ماسک کردن لایههای اطلاعاتی[7]، بررسی وضعیت نرمال بودن لایهها، بررسی میزان همبستگی لایهها (در مدل ENFA متغیرهایی که همبستگی بالاتر از 85 درصد با هم دارند با یک وزن وارد مدل میشوند (19) به همین دلیل اگر بین دو متغیر همبستگی بیش از 85/0 باشد، یکی از دو متغیر باید از تجزیه و تحلیل حذف گردد (13). بررسی وضعیت لایههای اطلاعاتی، اجرای ماتریس کواریانس، اجرای آنالیز تحلیل عاملی آشیان بومشناختی و تهیه نقشة مطلوبیت رویشگاه بوده است. ارزیابی صحت مدل توسط آزمون اعتبار سنجی متقابل[8] و با استفاده از شاخص بویس پیوسته[9]انجام گرفت. لازم بهذکر است که متغیرهای بافت خاک (رس و شن و سیلت) و همچنین دو لایه از نقشههای بولی شده جهت با یکدیگر همبستگی بالای 8/0 داشتند (جهت جغرافیایی متغیر کیفی میباشد بنابراین ابتدا نقشه جهات جغرافیایی منطقه بصورت نقشههای بولینی-صفر و یک- آماده و سپس وارد مدل شدند) لذا قبل از آنالیز ENFA حذف شدند. به منظور تطبیق نقشة رویشگاه بالقوه گونة مورد بررسی با نقشه واقعی پوشش گیاهی و تعیین میزان دقت آن نیز از آماره کاپا در نرمافزار Idrisi نسخه 16 استفاده شد. نتایج جدول (1) اجزای مربوط به به تغییرنمای متغیرهای خاکی اندازهگیری شده در تحقیق را نشان میدهد. بدلیل اینکه منطقه مورد مطالعه کوهستانی بوده است، شرایط توپو گرافی منطقه باعث شده مقادیر مربوط به اجزای واریوگرام مثل دامنه تأثیر تا حدی متفاوت از حالت معمول بدست آمد. در جدول (2) نیز میزان دقت چهار روش میانیابی کریجینگ نقطهای، کریجینگ بلوکی، IDW[10] و NDW[11] برای تهیه نقشههای متغیرهای خاک ارائه شده است. در کریجینگ نقطهای یک نقطه مجهول براساس نقاط معلوم واقع در محدوده جستجو ارزیابی میشود. در کریجینگ بلوکی ابعاد ریز بلوکها در ارزیابی مورد توجه قرار میگیرد و در کیفیت تخمین تأثیر میگذارد. در شکل 2 بهعنوان نمونه مدل تغییرنمای خط برازش داده شده بر مدل تغییرنمای تجربی برای متغیر آهک و نقشه آهک خاک در منطقه نمونهبرداری آمده است. با توجه به جدول (2) مقادیر واقعی و مقادیر پیشبینی شده در ارزیابیهای صورت گرفته در مورد متغیرهای سیلت، شن، آهک و عمق خاک با استفاده از کریجینگ بلوکی، متغیرهای رس، فسفر، نیتروژن، پتاسیم و اسیدیته با استفاده از کریجینگ نقطهای و متغیر ماده آلی و سنگریزه با استفاده از روش میانگین متحرک وزندار نااریب تطابق بیشتری دارند. ماتریس امتیازات مربوط به گونه S. barbataدر جدول 3، ارائه شده است اولین ستون از این ماتریس فاکتور حاشیهگزینی است. سایر ستونها برابر با فاکتورهای تخصصگرایی است. ردیفها در این ماتریس شامل میزان اهمیت زیست محیطی در ساخت فاکتورها هستند.
جدول 1- اجزای مربوط به تغییر نمای متغیرهای خاکی اندازهگیری شده در تحقیق
شکل 2- مدل تغییرنمای خط برازش داده شده بر مدل تغییرنمای تجربی برای متغیر آهک و نقشه آهک خاک در منطقه نمونهبرداری
مقادیر مثبت در این ماتریس نشاندهنده این است که گونه مورد نظر رویشگاههایی را ترجیح میدهد که دارای مقادیر بیشتری از متغیر مربوطه نسبت به میانگین کل این متغیر در سطح منطقه است و بر عکس مقادیر منفی نشاندهنده این است که گونه مورد نظر مقادیر کمتری از متغیر مربوطه را نسبت به میانگین کل این متغیر در سطح منطقه ترجیح میدهد (12). آنالیز ENFAبا محاسبه 3 عامل اول 94/0 درصد واریانس منطقه را در مورد گونه S. barbataنشان داد.ستون اول این ماتریس 100% حاشیهگرایی و 78% تخصصگرایی و ستونهای بعدی به ترتیب 10%، 6% و 2% تخصصگرایی را نشان میدهند. جدول (4) پارامترهای آشیان بومشناختی و مقدار شاخص بویس الگوریتم مدلسازی ارائه شده است. در این مدل برای تهیه نقشه پیشبینی گونه امکان بهکارگیری الگوریتمهای متفاوتی فراهم شده است؛ الگوریتم میانه[12]: بیشترین احتمال توزیع در میانگین پراکنش گونه در هر فاکتور است و اینکه این پراکنشها متقارناند. الگوریتم میانگین هندسی[13]: هیچ پیشفرضی در مورد الگوی پراکنش گونه مورد مطالعه ندارد.ولی هر چه نقاط مشاهده گونه در محیط متراکمتر باشد، احتمال توزیع بالاتری خواهد داشت. الگوریتم میانگین هارمونیک[14]: این الگوریتم شبیه میانگین هندسی است با این تفاوت که وزن بالایی به هر مشاهده گونه میدهد و لذا ممکن است در زمانی که اندازه نمونه کوچک باشد، نتایج خوبی ارایه کند. الگوریتم حداقل فاصله[15]: این الگوریتم نیز شبیه الگوریتم میانگین هندسی است، ولی حداقل فاصله را در نظر میگیرد (27). مقدار شاخص بویس پیوسته بین 1 و 1- متغیر است. مقادیر مثبت نشاندهنده آن است که پیشبینیهای مدل همسو با توزیع داد های حضور است. مقادیر نزدیک به صفر نشاندهنده آن است که پیشبینیهای مدل متفاوت از یک مدل تصادفی نمیباشد و مقادیر منفی نشاندهنده مدل نامناسب میباشد. برای تعیین حد رویشگاه مطلوب و نامطلوب و همچنین طبقهبندی طبقات مطلوبیت رویشگاه، از نمودار Fi استفاده شد. با توجه به تغییرات شیب نمودار Fi حد رویشگاه مطلوب و نامطلوب تعیین شد. همچنین به منظور ارزیابی صحت مدل در کنار شاخص بویس پیوسته، نمودار Fi به دقت بررسی شد و برای بهبود شاخص بویس پیوسته موارد زیر در آن مورد توجه قرار گرفت. واریانس: میبایست در سر تاسر منحنی مقدار قابل پذیرشی باشد و در مقادیر بالای مدل افزایش چشمگیری را نشان ندهد. شکل صحیح نمودار Fi: روند کلی نمودار باید یک روند صعودی باشد، اندازه پنجره را برای Moving window میبایست تا حد ممکن کوچک انتخاب کرد تا نمودار بازه بیشتری از صفر تا 100 را در بر گیرد. ماکزیمم نمودار Fi: تا حد ممکن این مقدار بهتر است که بزرگ باشد اما این مقدار به عواملی از قبیل: عرض آشیان بومشناختی گونه، شرایط منطقه مورد مطالعه، مقیاس مطالعه و متغیرهای محیطی بستگی دارد (14).
جدول 3- ماتریس امتیازات آنالیز ENFA
جدول 4- پارامترهای آشیان بومشناختی و مقدار شاخص بویس الگوریتم مدلسازی
شکل 3- نمودار Fi در ارزیابی صحت مدل ENFA
میزان تطابق نقشة پیشبینی رویشگاه مورد بررسی با واقعیت زمینی با استفاده از ضریب کاپا 64/0 بهدست آمد که مطابق با طبقهبندی محققان (18) در سطح خوب میباشد. برای طبقهبندی نقشه مطلوبیت رویشگاه با توجه به نمودار Fi تعداد طبقهها و فراوانی آنها تعیین شد این طبقهبندی بر اساس شیب نمودار Fi انجام گرفت.
شکل4- نقشة مطلوبیت رویشگاه گونة S. barbata (بر روی نقشه واقعی پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه)
بحث و نتیجهگیری بر اساس نتایج، میزان تطابق نقشه پیشبینی تولید شده با نقشه واقعی رویشگاه گونة S. barbata مقدار 64/0 بهدست آمد بنابراین میتوان نتیجه گرفت که متغییرهای محیطی به کار رفته در این تحقیق توانایی لازم را در تعیین مطلوبیت رویشگاه گونه داشتهاند. همچنین شاخص بویس برای مدل اجرا شده در این مطالعه برابر 5/87% بهدست آمد که نشاندهنده دقت بالا و قابل قبول نتایج این مطالعه است. مهمترین خروجی تجزیه و تحلیل عاملی آشیان اکولوژیکی ماتریس امتیازات است ستون اول این ماتریس که منعکسکننده 100% حاشیهگرایی و 87% تخصصگرایی گونه مورد مطالعه است، نشان میدهد که متغیرهای محیطی ارتفاع، هدایت الکتریکی، پتاسیم، عمق، آهک، مادهآلی و اسیدیته مهمترین عوامل در انتخاب رویشگاه گونه S. barbata در منطقه مورد مطالعه میباشند. نمایه حاشیهگرایی به معنای فاصله بومشناختی بین میانگین پراکنش گونه S. barbata در هر متغیر محیطی تا میانگین همان متغیر در سطح کل منطقه مورد مطالعه است (13). مقادیر مثبت این نمایه نشان میدهد که گونه S. barbata مقادیر بیشتری از متغیر مربوطه را نسبت به میانگین کل آن متغیر در سطح منطقه ترجیح میدهد. این عامل برای گونه S. barbata در منطقه 64/1 محاسبه شد. از سوی دیگر عامل تخصصگرایی گونه مقدار تخصصی بودن گونه را در محدوده منابع مورد استفاده خود در محیط نشان میدهد؛ این مقدار عکس میزان تحملپذیری گونه است و مقدار زیاد آن نشان میدهد که گونه مورد مطالعه نسبت به شرایط خاصی از متغیرهای محیطی تخصص پیدا کرده است. این مقدار در مورد گونه S. barbata در منطقه مورد مطالعه برابر با 399/8 به دست آمد. با توجه به مقدار تحملپذیری کل که برای این گونه 119/0 به دست آمد. میتوان نتیجه گرفت که گونه S. barbata بردباری بومشناختی محدودی نسبت به شرایط منطقه مورد مطالعه را دارد و در این منطقه تخصصی عمل کرده است و دامنه خاصی از متغیرهای محیطی را در محدوده منطقه مورد مطالعه تحمل میکند. متوسط ارتفاع رویشگاه این گونه در این منطقه 2375 متر است. با توجه به نتایج عوامل ارتفاع و جهت شمالی در حضور این گونه تأثیر منفی داشتهاند؛ با افزایش ارتفاع از سطح دریا درجه حرارت کاهش مییابد، اقلیم منطقة طالقان بر اساس روش دومارتن فراسرد ارتفاعی است که این امر خود مزید برعلت است؛ در تحقیقاتی مشخص شد که گونه مورد نظر در هر منطقهای که قرار گرفته باشد برای اینکه مرحله رشد رویشی و سایر مراحل فنولوژی در آن اتفاق بیفتد و به پایان برسد باید به اندازه کافی انرژی گرمایی دریافت کند (1 و 5). در مطالعاتی مشخص شد که این گیاه اصولاٌ به بوتهزارهای استپی تعلق دارد و در ارتفاعات بالاتر از 2800 متر بهصورت پراکنده رویش دارد (6 و 21). در مورد جهت دامنه نیز از عوامل جغرافیایی تأثیرگذار بر میزان آب در دسترس گیاه، دمای خاک و میزان نور دریافتی توسط گیاه میباشد در نیمکرة شمالی زمین دامنههای جنوبی همواره گرمتر از دامنههای شمالی است زیرا دامنههای شمالی نور و بهتبع آن انرژی گرمایی کمتری از دامنههای جنوبی دریافت میکنند. محققان با مطالعه بر روی فنولوژی گونه S. barbataبیان کردند این گونه زمانی رشد رویشی خود را شروع می کند که شرایط آب و هوایی بهخصوص درجه حرارت هوا مناسب باشد (5) و در مراتعی با اقلیم خشک آنچنان رویش دارد که گونهای همچونAgropyron cristatum را بهدلیل شدت خشکی نمیپذیرد (6). سنکاری (1979) از این گیاه بهعنوان یکی از مهمترین گندمیان علوفهای مناسب جهت احیای مناطق خشک و مدیترانهای یاد کرده است. مطالعات خاکشناسی نشان داد بافت خاک در رویشگاه این گونه از نوع سبک تا متوسط، لوم رسی و شنی و دارای سنگریزه است(24). پژوهشگران بیان کردند این گیاه روی انواع خاکها بهاستثنای خاکهای شور و شنهای روان پراکنده است (3). همچنین میزان اسیدیته خاک بین 9/7-5/7، مادهآلی بین 8/1-84/0درصد و میزان هدایت الکتریکی از 2/0 دسیزیمنس بر متر تا 29/. دسی زیمنس بر متر متغیر است. تأثیر مثبت مادةآلی خاک میتواند در نقش اساسی که در تأمین کربن خاک و انرژی میکروارگانیسمهای هتروتروف دارد باشد (25). عامل هدایت الکتریکی تأثیر منفی بر مطلوبیت رویشگاه گونه S. barbata داشته است. این نتیجه همسو با نتایج بررسیهای جعفری و همکاران (2005) میباشد که نشان داد مهمترین عامل پراکنش گونه S. barbata بافت و هدایتالکتریکی خاک میباشد و حضور این گونه با کاهش درصد شن و هدایت الکتریکی رابطه مستقیم دارد(16). با توجه به ماتریس امتیازات این بررسی، افزایش عمق و آهک خاک تأثیر مثبت بر مطلوبیت رویشگاه گونه S. barbata داشته است؛ همچنین برخی محققان، بیان داشتند که بیشترین فعالیت ریشه گیاهان مرتعی در عمق 30-0 سانتیمتری است (4). فاکتور آهک در برخی موارد رابطه مستقیم و در برخی موارد رابطه معکوس با گیاهان دارد. علت آن این است که وجود مقادیر مناسب آهک باعث بوجود آمدن ساختمان مناسب و ایجاد تعدیل در اسیدیته خاک و به دنبال آن جذب مواد غذایی میشود. ولی اگر مقدار آن بیش از حد افزایش یابد با ایجاد سخت لایه، افزایش میزان اسیدیته و املاح در محدوده ریشه مشکلاتی را برای گیاهان بوجود میآورد. نتایج بررسیهای دیگری در مورد رویشگاه گونة Stipagrostis plumosaنشان داد حضور این گونه با کاهش هدایت الکتریکی و درصد شن و افزایش آهک خاک رابطه مستقیم دارد در عین حال رابطه آن با میزان آهک قویتر است (16). تشخیص متغیرهای اصلی تأثیرگذار و بررسی ارتباط آنها با گونهها ی گیاهی در طبیعت دارای پیچیدگی خاصی بوده و بهسادگی امکانپذیر نمیباشد. جمعبندی نتایج بدست آمده از این تحقیق که در اقلیم نیمهمرطوب انجام شده است نشان میدهد که روش ENFA یک روش مناسب در تهیه نقشه مطلوبیت رویشگاه گونههای گیاهی بوده و بهدلیل اینکه فقط از دادههای حضور برای مدلسازی استفاده میکند، بسیاری از پیچیدگیهای مربوط به روشهایی که از دادههای حضور و عدم حضور استفاده میکنند، را ندارد. مطابق با نتایج، مدل تحلیل عاملی آشیان بومشناختی عوامل محیطی نقش مهمی را در ترجیح رویشگاه گونة S. barbata ایفا میکند. بهطورکلی هر گونه گیاهی با توجه به خصوصیات منطقه رویش، نیازهای اکولوژیکی و دامنه بردباری با برخی از عاملهای محیطی رابطه دارد، بنابراین نتایج بهدست آمده در هر منطقه قابل تعمیم به مناطقی با شرایط مشابه است. نتایج حاصل از این روش اطلاعات کلیدی در مورد دامنه تحمل گونة S. barbata نسبت به متغیرهای محیطی تأثیرگذار فراهم آورد، که این موضوع میتواند در اتخاذ تصمیمات صحیح مدیریتی به کمک مدیران آمده و در انجام اقدامات اصلاحی مناسب و در نهایت حفظ و نگهداری منابع مفید باشد و شرایط را جهت بهرهبرداری پایدار از این منابع فراهم آورد.
References
[1] . استاد دانشکده منایع طبیعی دانشگاه تهران، نویسنده مسئول (Mazare@ut.ac.ir) [2] .دانش آموخته دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران [3] Strubbe & Matthysen [4] . Songlin [5] Global Positioning System [6] Digital elevation model [7] ماسک کردن به معنی دادن ارزش صفر به سلولهای فاقد اطلاعات (Background) در خارج از محدوده مورد مطالعه است. [8] Cross-validation [9] The continuous Boyce index [10] Inverse Distance Weighting [11] Normal Distance Weighting
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
مراجع | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 949 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 707 |