Journal of Rangeland

fa پیش‌بینی و بهینه‌سازی میزان برگشت‌پذیری گونه‌های گیاهی پس از چرای شدید با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) (مطالعه موردی: مراتع منطقه قوشچی ارومیه) Predicting and optimizing the reversibility of plant species after intensive grazing using response surface methodology (RSM) (Case study: rangelands of Ghoshchi region of Urmia) تخصصي Special كاربردي Applicable سابقه و هدف: ارزیابی برگشتپذیری جمعیتهای گیاهی پس از چرای دام، اطلاعات مهمی را درباره ظرفیت مراتع برای بازیابی ساختار و کارکردهای خود پس از گذراندن دوره تنش ارائه میکند. در مطالعه حاضر، پژوهشی 4 ساله در مراتع منطقه قوشچی ارومیه به منظور پیش‌بینی و بهینه‌سازی میزان برگشت‌پذیری گونه‌های گیاهی غالب در هر کلاس خوشخوراکی، برای یک دوره زمانی 4 ساله پس از چرای شدید با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM) اجرا شد.    مواد و روش: سایت 2 هکتاری واقع در منطقه قوشچی ارومیه با استفاده از حصارکشی میانی به دو سایت 1 هکتاری تحت قرق و چرا تقسیم و به مدت 4 سال (1403-1400) تحت بررسی قرار گرفت. در سایت 1 هکتاری تحت چرا، چرای شدید توسط دامگذاری عمدی 80 رأس گوسفند به مدت 2 هفته در ابتدای بهار سال 1400 اعمال و میزان برگشت‌پذیری گونه‌های گیاهی غالب چرا شده در کلاس‌های خوشخوراکی I، II و III به‌ترتیب گونه جارو (Kochia prostrata)، گونه درمنه دشتی (Artemisia sieberi) و گونه استپی ریش‌دار (Stipa barbata) در بهار و تابستان هر سال از بهار سال 1400 تا تابستان سال 1403 و مجموعاً 8 نوبت توسط روش ترانسکت کوادرات و پلات‌گذاری در نقاط یکسان با قبل از چرا و در مقایسه با منطقه قرق مشخص و اثر گونه، سال و فصل بر برگشت‌پذیری گونه‌ها بررسی شد. سپس اقدام به ایجاد معادلات رگرسیون خطی و روش سطح پاسخ (RSM) شده و دقت آنها در پیشبینی میزان برگشت‌پذیری گونه‌ها با یکدیگر مقایسه گشته و روش دقیقتر مشخص شد. برای ارزیابی دقت مدلهای رگرسیونی و روش سطح پاسخ از ضریب تعیین (R2) استفاده شد. به علاوه، بهینه‌سازی نیز در روش سطح پاسخ انجام و نتایج ارائه شد. نتایج: نتایج نشان داد که اثر گونه، سال‌ و فصل همچنین اثرات متقابل دوتایی و سه تایی آن‌ها بر میزان برگشت‌پذیری گونه‌های تحت بررسی معنی‌دار است. کمترین و بیشترین میزان برگشت‌پذیری گونه جارو (Kochia prostrata) به‌ترتیب در بهار سال 1400 (67/3 درصد) و تابستان سال 1403 (105 درصد)، کمترین و بیشترین میزان برگشت‌پذیری گونه درمنه دشتی (Artemisia Sieberi) به‌ترتیب در بهار سال 1400 (6 درصد) و تابستان سال 1403 (33/124 درصد) و کمترین و بیشترین میزان برگشت‌پذیری گونه استپی ریش‌دار (Stipa barbata) به‌ترتیب در بهار سال 1400 (9 درصد) و تابستان سال 1403 (67/132 درصد) بود. مقایسه میانگین اثرات معنی‌دار نشان داد که در میان گونه‌های تحت بررسی، استپی ریشدار (Stipa barbata)، در فصل تابستان و در سال 1403 به طور معنی‌داری بیشترین میزان برگشت‌پذیری را داشت. مدل رگرسیون خطی با ضریب تعیین 8486/0 با دقت بسیار خوبی توانست میزان برگشت‌پذیری گونه‌های تحت بررسی را پیش‌بینی نماید. مدل روش سطح پاسخ با ضریب تعیین 7782/0 و دقت کمتر در مقایسه با رگرسیون خطی توانست میزان برگشت‌پذیری گونه‌ها را پیش‌بینی نماید. با فرض ایده‌آل بودن بیشترین برگشت‌پذیری، گونه Stipa barbata، سال 1403 و فصل تابستان، بهینهترین بوده و میزان برگشت‌پذیری در این حالت 97/122 درصد بود. در طرف مقابل، با فرض ایده‌آل بودن کمترین برگشت‌پذیری، گونه Artemisia sieberi، سال 1400 و فصل بهار، بهینهترین بوده و مقدار برگشت‌پذیری در این حالت 60/29 درصد است.    نتیجه گیری: <a name="_Hlk201164665">اثر گونه، سال و فصل و اثرات متقابل آن‌ها بر میزان برگشت‌پذیری گونه‌ها معنی‌دار بودند. </a>مدل رگرسیون خطی با دقت بالاتر نسبت به مدل روش سطح پاسخ توانست میزان برگشت‌پذیری گونه‌ها را پیش‌بینی نماید. در نتیجه، روش سطح پاسخ در صورت وجود ورودی‌های غیرکمی، دقت بالایی در پیش‌بینی خروجی ندارد. روش سطح پاسخ دو مدل بهینه با فرض ایده‌آل بودن بیشترین و کمترین میزان برگشت‌پذیری هردو با میزان رضایتمندی بیشینه که به‌ترتیب گونه استپی ریش‌دار، سال 1403 و فصل تابستان و گونه درمنه دشتی، سال 1400 و فصل بهار بودند را حاصل نمود. پس از وقوع چرای شدید باید به مرتع فرصت بازیابی داد تا گونه‌های گیاهی غالب به همراه سایر گونه‌های هر کلاس خوشخوراکی به عرصه بازگردند و در نهایت مرتع به حالت و کارکرد طبیعی خود بازگردد.        Introduction and Objective: Evaluating the reversibility of plant populations following livestock grazing and stress periods provides critical insights into the capacity of rangelands to restore their structure and function. In this study, a four-year investigation was conducted in the rangelands of the Ghoshchi region, Urmia, to predict and optimize the reversibility of dominant plant species in different palatability classes after intensive grazing, using the Response Surface Method (RSM). Methodology: A 2-hectare site in the Ghoshchi area was divided into two 1-hectare plots -one grazed and one ungrazed (exclosure)- separated by intermediate fencing. The experiment was carried out over four years (2021–2024; corresponding to 1400–1403 in the Iranian calendar). In the grazed plot, intensive grazing was applied by deliberately introducing 80 sheep for two weeks at the beginning of spring 1400. The reversibility of dominant species in palatability classes I, II, and III -Kochia prostrata, Artemisia sieberi, and Stipa barbata, respectively- was monitored in spring and summer each year from 1400 to 1403, totaling eight sampling events. Data were collected using the quadrat-transect method at fixed points, and comparisons were made with the exclosure plot. The effects of species, year, and season on reversibility were analyzed. Linear regression models and RSM were developed, and their predictive accuracy was compared using the coefficient of determination (R²). Optimization was also performed within the RSM framework. Results: The effects of species, year, season, and their two- and three-way interactions on reversibility were statistically significant. The lowest and highest reversibility values were observed as follows: Kochia prostrata: 3.67% (spring 2021) and 105% (summer 1403); Artemisia sieberi: 6% (spring 2021) and 124.33% (summer 2024); Stipa barbata: 9% (spring 2021) and 132.67% (summer 2024). Mean comparisons indicated that among species, Stipa barbata had the highest reversibility; among years, 2024 showed the greatest recovery; and among seasons, summer exhibited the highest reversibility. The linear regression model achieved a coefficient of determination of 0.8486, outperforming RSM (R² = 0.7782). Under the assumption of maximum reversibility, the optimal condition was Stipa barbata in summer 2024, with a reversibility rate of 122.97%. Conversely, under the assumption of minimum reversibility, the optimal condition was Artemisia sieberi in spring 2021, with a reversibility rate of 29.60%. Conclusion: Species, year, season, and their interactions significantly influenced reversibility. The linear regression model provided more accurate predictions than RSM, which was less reliable when non-quantitative inputs were present. Optimization using RSM identified two ideal scenarios: maximum reversibility with Stipa barbata in summer 2024, and minimum reversibility with Artemisia sieberi in spring 2021. These findings highlight the importance of allowing rangelands sufficient recovery time after heavy grazing so that dominant species, along with others in each palatability class, can reestablish and restore the ecosystem to its natural state and function.   مرتع, برگشت‌پذیری, مدل‌سازی, رگرسیون خطی, متخصص طراحی pasture, reversibility, modeling, linear regression, Design expert 263 282 http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-132-3&slc_lang=fa&sid=1 Zhila Ghorbani ژیلا قربانی engzhghorbani@gmail.com 100319475328460018990 100319475328460018990 Yes Department of Range Management, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari گروه مرتع، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری Zeinab Jafarian زینب جعفریان jafarian79@yahoo.com 100319475328460018991 100319475328460018991 No Department of Range Management, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari گروه مرتع، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری Jamshid Ghorbani جمشید قربانی jamshid549@yahoo.com 100319475328460018992 100319475328460018992 No Department of Range Management, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari گروه مرتع، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری