ارزیابی اثرات تغییر اقلیم بر پراکنش گونۀ در معرض خطر انقراض کرفس کوهی با استفاده از مدل افزایشی تعمیم یافته

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموختۀ کارشناسی ارشد مرتعداری، دانشکدۀ منابع‌طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان

2 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع‌طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان

3 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

امروزه تغییرات اقلیمی باعث تغییرات زیادی در شرایط رویشگاهی گونه­های گیاهی شده است. در مطالعۀ حاضر چگونگی تغییرات پراکنش گونۀ کرفس کوهی (Kelussia odoratissima Mozaff) به­عنوان گونه­ای دارویی و اقتصادی در مقاطع زمانی حال و آینده (2030 و 2080 میلادی، مدل Hadcm3 تحت سناریو A2) بررسی شده­است. بدین منظور داده­های 50 سایت حضور و عدم حضور گونۀ مورد مطالعه با استفاده از روش تصادفی طبقه­بندی شده در شهرستان فریدونشهر جمع­آوری گردید و ارتباط آن با عوامل محیطی شامل فیزیوگرافی (شیب، جهت، ارتفاع) و 19متغیر اقلیمی (میانگین درجۀ حرارت روزانه، بارندگی سالیانه و...) با استفاده از مدل رگرسیون افزایشی تعمیم یافته (GAM) مشخص و با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS) نقشۀ پراکنش بالقوۀ گونۀ کرفس کوهی تولید گردید. مهمترین عوامل محیطی تأثیرگذار بر پراکنش این گونه، میانگین درجۀ حرارت سالیانه، بارندگی سالیانه، ارتفاع و شیب تعیین شد. ارزیابی مدل با استفاده از ضرایب آماری کاپا و سطح زیر منحنی پلات­های ROC به ترتیب 97/0 و 98/0 تعیین شد که نشان دهندۀ تطابق بسیار بالای مدل با واقعیت زمینی است. نتایج حاصل از پیش‎بینی پراکنش گونه­ای تحت سناریو A2 طی سال­های 2030 و 2080 میلادی بیانگر کاهش رخداد گونۀ کرفس کوهی و جابجایی این گونه به سمت مناطق مرتفع است. این جابجایی به دلیل کاهش بارندگی سالیانه و افزایش میانگین دما تحت این سناریو است. نتایج این پژوهش برای مقاصد مدیریتی در توسعۀ پایدار اکوسیستم های مرتعی، مخصوصاً حفاظت و احیای رویشگاه گونۀ کرفس کوهی کاربرد دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Assessing impacts of climate change on endangered Kelossia odoratissima Mozaff species distribution using Generalized Additive Model

نویسندگان [English]

  • seyed mohammad reza abolmaali 1
  • mostafa torkesh esfahani 2
  • hossein boshri 3
1 Graduated of master, Isfahan industrial university
2 12
3 123
چکیده [English]

Climate change can potentially alter some aspects of habitat characteristics of vegetation around the world. This study aimed to evaluate the impacts of climate change on Kelossia odoratissima Mozaff distribution for two time steps (2030 and 2080) using Hadcm3 model A2 scenario in west part of Isfahan. stratified random sampling method was used to collect the presence and absence data of the species form 50 sites. The species occurrence relationships with environmental factors including three physiographic parameters (slope, aspect and elevation) and 19 bioclimatic parameters (average daily temperature, annual precipitation, etc.) were explored using Generalized Additive Model (GAM), and the potential species distribution map was produced using Geographic Information System (GIS). According to the results, the average annual temperature, annual precipitation, elevation and slope were identified as the most important environmental factors influencing the species distribution. The produced model had an acceptable accuracy as its Kappa coefficient and Area Under Curve (AUC) index were 0/97 and 0/98 respectively. Comparing the current distribution of the species with the projected distribution maps of the species under A2 scenarios for the both two time steps indicated that the species distribution will shift to the higher elevation range and its occurrence will be more limited. The shifts in the species distribution are mainly due to the decreasing annual precipitation and increasing the annual average temperature based on the A2 scenario prediction. The findings of this study can be used for conserving and restoring the degraded habitats of this endangered, valuable and medicinal plant species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Potential habitat
  • climate change
  • conservation
  • Geographic Information System
  • Fereidoonshahr
Ahmadi, F., Kadivar, M., Shahedi, M., 2007. Antioxidant activity of Kelussia odoratissima Mozaff. in model and food system. Food Chemistry 105, 57-64.

Attorre, F., Francesconi, F., Taleb, N., Scholte, P., Saed, A., Alfo, M., & Bruno, F. 2007. Will dragonblood survive the next period of climate change? Current and future potential distribution of Dracaena cinnabari (Socotra, Yemen). Biological Conservation, 138(3), 430-439.

Austin, M. P. 2002. Spatial prediction of species distribution: an interface between ecological theory and statistical modelling. Ecological modelling, 157(2), 101-118.

Berry, P. M., Dawson, T. P., Harrison, P. A., & Pearson, R. G. 2002. Modelling potential impacts of climate change on the bioclimatic envelope of species in Britain and Ireland. Global Ecology and Biogeography, 11(6), 453-462.

Guisan, A., Edwards Jr, T. C., & Hastie, T. 2002. Generalized linear and generalized additive models in studies of species distributions: setting the scene. Ecological modelling, 157(2), 89-100.

Henderson, D. 2005. SRES, IPCC and the treatment of economic issues: what has emerged? Energy & Environment, 16(3), 549-578.

Hastie, T., & Tibshirani, R. 1990. Generalized additive models. John Wiley & Sons, Inc.

Hijmans, R. J., & Graham, C. H. 2006. The ability of climate envelope models to predict the effect of climate change on species distributions. Global change biology, 12(12), 2272-2281.

Isaaks, E. H., & Srivastava, R. M. 1989. An introduction to applied geostatistics. Technometrics, 33(4), 483-485.

Iverson, L. R., & Prasad, A. M. 1998. Predicting abundance of 80 tree species following climate change in the eastern United States. Ecological Monographs, 68(4), 465-485.

Jongman, R. H., Ter Braak, C. J., & Van Tongeren, O. F. (Eds.). 1995. Data analysis in community and landscape ecology. Cambridge university press.

Landis, J. R., & Koch, G. G. 1977. The measurement of observer agreement for categorical data. Biometric,33,159-174.

Salimi, M. Ebrahimi, A. Shojaee Asadieh, Z & Saei Dehkordi, SS. 2009. Essential oil copmposition of Kelussia odoratissima Mozaff. Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants, 26(2), 147-156.

Solomon, S. (Ed.). 2007. Climate change 2007-the physical science basis: Working group I contribution to the fourth assessment report of the IPCC (Vol. 4). Cambridge University Press.

Sweets, J. A. 1988. Measuring the accuracy of Diagnostic system. Science 240, 1285-1293.

Tanaka, N., Nakao, K., Tsuyama, I., Higa, M., Nakazono, E., & Matsui, T. 2012. Predicting the impact of climate change on potential habitats of fir (Abies) species in Japan and on the East Asian continent. Procedia Environmental Sciences, 13, 455-466.

Tarkesh, M., & Jetschke, G. 2012. Comparison of six correlative models in predictive vegetation mapping on a local scale. Environmental and Ecological Statistics, 19(3), 437-457.