دوره 18، شماره 1 - ( 5-1403 )
جلد 18 شماره 1 صفحات 56-42 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Molaei M, Ghorbani A, Moameri M, Motamedi J, Hazbavi Z. Modeling Artemisia austriaca Habitat in Ardabil Province Rangelands. مرتع 2024; 18 (1) :42-56
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1218-fa.html
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1218-fa.html
مولایی مریم، قربانی اردوان، معمری مهدی، معتمدی جواد، حزباوی زینب. مدلسازی رویشگاه درمنه نقره‌ای (Artemisia austriaca) در مراتع استان اردبیل. مرتع. 1403; 18 (1) :42-56
گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
چکیده: (187 مشاهده)
سابقه و هدف: با توجه به لزوم تعیین تناسب رویشگاه در ارائه پیشنهادات اصلاحی در برنامه‌های بیولوژیک، پیش‌بینی رویشگاه مطلوب گونه‌های گیاهی با اهمیت و ارزشمند در دانش بومی و آکادمیک به‌عنوان یکی از موارد مهم در اصلاح و توسعه مراتع مطرح است. امروزه روش‌های مختلف مدلسازی در این ارتباط مورد توجه قرار گرفته است. این امر می‌تواند علاوه بر یافتن عوامل مهم تأثیرگذار در استقرار و پراکنش گونه، گرایش ترجیحی آن را نسبت به عوامل محیطی مشخص نماید. بنابراین، این مطالعه با هدف تهیه نقشه پیش‌بینی رویشگاه گونه درمنه نقره‌ای (Artemisia austriaca) از جمله گونه‌های مرتعی و دارویی مهم در سطح مراتع استان اردبیل با روش‌های یادگیری ماشین انجام شد.
مواد و روش: در سطح مراتع استان اردبیل 675 سایت نمونه‌برداری از مناطق حضور و عدم‌حضور گونه مورد مطالعه طی سال‌های 1397 تا 1400 مورد توجه قرار گرفت. دو دسته عوامل محیطی شامل متغیرهای زیست اقلیمی و متغیرهای توپوگرافیکی شامل شاخص‌های اولیه و ثانویه توپوگرافیکی در ارتباط با حضور گونه مورد بررسی قرار گرفتند. نقشه‌های تمامی عوامل محیطی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی با 70 درصد داده‌ها تهیه و همپوشان شدند. پیش‌بینی حضور گونه A. austriaca با چهار روش؛ مدل خطی تعمیم یافته (Generalized Linear Model/ GLM)، مدل جمعی تعمیم‌یافته (Generalized Additive Model/GAM)، مدل جنگل تصادفی (Random Forest/RF) و مدل رگرسیون تقویت شده تعمیم‌یافته (Generalized Boosted Model/GBM) در محیط نرم‌افزار R انجام شد. آنالیز اهمیت متغیرهای محیطی برای مدل‌ها در بسته Biomode2 انجام شد. برای ارزیابی مدل‌ها از 30 درصد داده‌های گونه و سه آماره سطح زیر منحنی (Area Under Curve/AUC)، کاپا (Kappa) و آماره مهارت واقعی (True Skill Statistics/TSS) استفاده شد.
نتایج: نتایج مدلسازی‌ها نشان داد که متغیر بارش در سردترین فصل (Bio19) در هر چهار روش مورد مطالعه، مؤثرترین متغیر در انتشار گونه A. austriaca بود. در روش GLM، متغیرهای دمای فصلی (Bio4) و شاخص موقعیت توپوگرافیکی (TPI) نیز به‌عنوان عامل مؤثر بر حضور گونه درمنه نقره‌ای به‌دست آمد. در مدل RF به‌ترتیب Bio19 و بارش فصلی (Bio15) و در مدل GBM نیز متغیرهای Bio19، بارش مرطوب‌ترین ماه (Bio13) و Bio15 مهم‌ترین متغیرها در حضور گونه معرفی شدند. همچنین در مدل GAM نتایج بیانگر این مطلب است که به‌ترتیب متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، Bio19، Bio15 و دمای فصلی (Bio4) بیشترین اهمیت را در پراکنش گونه درمنه نقره‌ای دارند. مقایسه عملکرد مدل‌ها نشان داد که مدل GBM با AUC 97/0، شاخص کاپای 8/0 و TSS 886/0 بهترین مدل در بین مدل‌های مورد مطالعه است و پس از آن، مدل جنگل تصادفی با شاخص زیر منحنی 96/0، کاپای 79/0 و TSS برابر 86/0 مدل دوم مورد تأیید در این ارتباط است.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که مدل‌های مورد مطالعه به‌ویژه مدل GBM و RF قادرند رویشگاه مطلوب درمنه نقره‌ای را در سطح مراتع استان اردبیل با صحت قابل قبولی پیش‌بینی نمایند. براساس نتایج حاصل از مدل‌های مذکور، عوامل اقلیمی تأثیر بیشتری بر حضور A. austriaca در سطح استان اردبیل دارد. استفاده از نتایج این تحقیق و تحقیقات مشابه، اهمیت زیادی در تهیه شناسنامه رویشگاهی هر گونه گیاهی و پیشنهاد گونه‌های بومی مناسب جهت اصلاح مراتع دارد و در نهایت می‌توان با استفاده از عوامل محیطی هر منطقه، احتمال موفقیت یا شکست استقرار گونه‌های گیاهی را پیش‌بینی نمود. چرا که یکی از شرایط اصلی در موفقیت یا عدم موفقیت این گونه عملیات، انطباق آن‌ها با نیازهای گونه پیشنهادی برای هر منطقه است.
مواد و روش: در سطح مراتع استان اردبیل 675 سایت نمونه‌برداری از مناطق حضور و عدم‌حضور گونه مورد مطالعه طی سال‌های 1397 تا 1400 مورد توجه قرار گرفت. دو دسته عوامل محیطی شامل متغیرهای زیست اقلیمی و متغیرهای توپوگرافیکی شامل شاخص‌های اولیه و ثانویه توپوگرافیکی در ارتباط با حضور گونه مورد بررسی قرار گرفتند. نقشه‌های تمامی عوامل محیطی در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی با 70 درصد داده‌ها تهیه و همپوشان شدند. پیش‌بینی حضور گونه A. austriaca با چهار روش؛ مدل خطی تعمیم یافته (Generalized Linear Model/ GLM)، مدل جمعی تعمیم‌یافته (Generalized Additive Model/GAM)، مدل جنگل تصادفی (Random Forest/RF) و مدل رگرسیون تقویت شده تعمیم‌یافته (Generalized Boosted Model/GBM) در محیط نرم‌افزار R انجام شد. آنالیز اهمیت متغیرهای محیطی برای مدل‌ها در بسته Biomode2 انجام شد. برای ارزیابی مدل‌ها از 30 درصد داده‌های گونه و سه آماره سطح زیر منحنی (Area Under Curve/AUC)، کاپا (Kappa) و آماره مهارت واقعی (True Skill Statistics/TSS) استفاده شد.
نتایج: نتایج مدلسازی‌ها نشان داد که متغیر بارش در سردترین فصل (Bio19) در هر چهار روش مورد مطالعه، مؤثرترین متغیر در انتشار گونه A. austriaca بود. در روش GLM، متغیرهای دمای فصلی (Bio4) و شاخص موقعیت توپوگرافیکی (TPI) نیز به‌عنوان عامل مؤثر بر حضور گونه درمنه نقره‌ای به‌دست آمد. در مدل RF به‌ترتیب Bio19 و بارش فصلی (Bio15) و در مدل GBM نیز متغیرهای Bio19، بارش مرطوب‌ترین ماه (Bio13) و Bio15 مهم‌ترین متغیرها در حضور گونه معرفی شدند. همچنین در مدل GAM نتایج بیانگر این مطلب است که به‌ترتیب متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، Bio19، Bio15 و دمای فصلی (Bio4) بیشترین اهمیت را در پراکنش گونه درمنه نقره‌ای دارند. مقایسه عملکرد مدل‌ها نشان داد که مدل GBM با AUC 97/0، شاخص کاپای 8/0 و TSS 886/0 بهترین مدل در بین مدل‌های مورد مطالعه است و پس از آن، مدل جنگل تصادفی با شاخص زیر منحنی 96/0، کاپای 79/0 و TSS برابر 86/0 مدل دوم مورد تأیید در این ارتباط است.
نتیجه‌گیری: نتایج این تحقیق نشان داد که مدل‌های مورد مطالعه به‌ویژه مدل GBM و RF قادرند رویشگاه مطلوب درمنه نقره‌ای را در سطح مراتع استان اردبیل با صحت قابل قبولی پیش‌بینی نمایند. براساس نتایج حاصل از مدل‌های مذکور، عوامل اقلیمی تأثیر بیشتری بر حضور A. austriaca در سطح استان اردبیل دارد. استفاده از نتایج این تحقیق و تحقیقات مشابه، اهمیت زیادی در تهیه شناسنامه رویشگاهی هر گونه گیاهی و پیشنهاد گونه‌های بومی مناسب جهت اصلاح مراتع دارد و در نهایت می‌توان با استفاده از عوامل محیطی هر منطقه، احتمال موفقیت یا شکست استقرار گونه‌های گیاهی را پیش‌بینی نمود. چرا که یکی از شرایط اصلی در موفقیت یا عدم موفقیت این گونه عملیات، انطباق آن‌ها با نیازهای گونه پیشنهادی برای هر منطقه است.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
