دانشگاه محقق اردبیلی
چکیده: (1232 مشاهده)
سابقه و هدف: داده‌های سنجش از دوری با ماهیت فراگیر و قابل دسترس داده‌های بزرگ و بروز بودن داده‌های مکانی، شناخت تعاملات گیاه و محیط را تسهیل می‌کند. ادغام چنین اطلاعاتی در مدل‌های پراکنش گونه‌ها می‌تواند منجر به تولید نقشه جهانی از پراکنش گونه شده و در حفظ و احیا گونه مؤثر باشد. هدف از این پژوهش تعیین پیش‌بینی کننده‌های سنجش از دور شامل شاخص‌های اقلیمی، شاخص‌های اولیه و ثانویه توپوگرافی و شاخص‌های سنجش از دوری برای پیش‌بینی پراکنش گونه ارس (J. excelsa) در سطح شهرستان‌های خلخال اردبیل و بخش شمالی استان زنجان است.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه شامل شهرستان خلخال در جنوب استان اردبیل و بخش شمالی استان زنجان (شامل سه شهرستان زنجان، طارم و بخش شمال شرقی شهرستان ماهنشان) با مساحت حدود 1036742 هکتار است. در ابتدا با استفاده از نقشه کاربری اراضی و طی چندین مرحله بازدیدهای میدانی اولیه از منطقه مورد مطالعه محل‌های دارای راه دسترسی مناسب برای ثبت نمونه انتخاب شد سپس با پیمایش عرصه‌ای مختصات طول و عرض جغرافیایی نقاط حضور و عدم حضور گونه ارس (J. excelsa) با استفاده از (GPS) ثبت شد. جمعاً تعداد 1577 (نقطه حضور و نقطه غیاب) برای گونه به ثبت رسید. در هنگام ثبت نقاط حضور برای اجتناب از اریب ناشی از نمونه‌برداری سعی شد مناطقی به‌عنوان محل حضور در نظر گرفته شوند که علاوه بر غالیبت گونه حداقل یک لکه به مساحت یک کیلومترمربع را تحت پوشش قرار داده باشد، همچنین نمونه‌برداری از یکدیگر حداقل یک کیلومتر فاصله داشتند. به‌منظور کاهش خودهمبستگی و اریب داده‌های حضور از جعبه ابزار SDM و روش چند فاصله در نرم‌افزار ArcGIS استفاده شد. ایجاد نقاط شبه غیاب نیز به‌صورت تصادفی با استفاده از ابزار Random Selection در نرم‌افزار ArcGIS با فواصل تقریبی 1 کیلومتری انجام شد. بازبینی موقعیت نقاط غیاب ثبت شده به جهت حصول اطمینان از غیاب گونه، با بازدید میدانی انجام شد. با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی 1:25000 نقشه مدل نقشه رقومی ارتفاع با استفاده از ابزار Spatial Analyst در نرم‌افزار ArcGIS و سپس نقشه شیب و جهت جغرافیایی تهیه شد. جهت تهیه لایه بارش و دما از اطلاعات برگرفته از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک زمانی بالا (فواصل تصویربرداری کوتاه) استفاده شد. با استفاده از نرم‌افزار ENVI، چهار شاخص سنجش از دوری (شاخص جهانی پایش محیطی (GEMI)، شاخص سطح برگی (LAI)، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی (MNDWI) و شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده (VARI)) محاسبه و لایه رستری آن تهیه شد. پس از تهیه لایه‌های متغیرهای مورد بررسی مدلسازی رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین و مدل خطی تعمیم‌یافته در نرم‌افزار (SAHM) انجام شد.
نتایج: سطح زیر منحنی در مدل خطی تعمیم یافته (967/0) و در رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین (984/0) بود که برای هر دو مدل در سطح عالی طبقه‌بندی می‌شود. مهمترین متغیرهای مؤثر در روش مدل خطی تعمیم یافته به ترتیب شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده، شیب، دما، مدل رقومی ارتفاع، شاخص سطح برگی، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی، بارندگی سالانه و شاخص پایش جهانی محیط‌زیست است. مهمترین متغیرهای مؤثر در روش رگرسیون تطبیقی به ترتیب شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده، بارندگی سالانه، مدل رقومی ارتفاع، شیب، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی، دما، شاخص سطح برگی، شاخص پایش جهانی محیط‌زیست و جهت است. زیستگاه مطلوب برای حضور گونه در روش خطی تعمیم یافته 349569 هکتار (7/33 درصد از کل منطقه) و در روش رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین 340610 هکتار (8/32 درصد از کل منطقه) برآورد گردید. حداقل ارتفاع زیستگاه گونه 450 متر و حداکثر ارتفاع آن 2800 متر است. با افزایش درصد شیب احتمال حضور گونه افزایش و سپس روند ثابتی دارد. احتمال حضور گونه در بازه بارندگی 300 تا 800 میلی‌متر و در بازه دمایی 6 تا 18 درجه سانتی‌گراد وجود دارد. براساس شاخص جهانی پایش محیط‌زیست بیشترین حضور گونه در مقدار 18/0 و کمترین در 24/0 است. بیشترین احتمال حضور در شاخص سطح برگی صفر و کمترین در 05/0 تا 15/0 مشاهده شد. شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی از 5/0- تا 1/0- روند ثابت و پس از آن احتمال حضور کاهش می‌یابد. احتمال پراکنش گونه با افزایش شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده از 18/0- افزایش و در بازه 18/0- تا 3/0 روند تقریباً ثابتی دارد.
نتیجه‌گیری: مدل‌های مختلف به دلیل برخورداری از الگوریتم‌های متفاوت نتایج متفاوتی به دست می‌دهند. بنابراین استفاده از چند روش پیش‌بینی به جای استفاده از یک روش قابل اعتمادتر است. مدل‌های ارائه شده در این مطالعه فقط در محدوده شرایط رویشگاهی منطقه مورد مطالعه صادق است و برای مناطق دیگر باید آنها را در چند منطقه با گونه گیاهی مشابه آزمون کرد تا میزان تبعیت مدل را سنجید.
مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه شامل شهرستان خلخال در جنوب استان اردبیل و بخش شمالی استان زنجان (شامل سه شهرستان زنجان، طارم و بخش شمال شرقی شهرستان ماهنشان) با مساحت حدود 1036742 هکتار است. در ابتدا با استفاده از نقشه کاربری اراضی و طی چندین مرحله بازدیدهای میدانی اولیه از منطقه مورد مطالعه محل‌های دارای راه دسترسی مناسب برای ثبت نمونه انتخاب شد سپس با پیمایش عرصه‌ای مختصات طول و عرض جغرافیایی نقاط حضور و عدم حضور گونه ارس (J. excelsa) با استفاده از (GPS) ثبت شد. جمعاً تعداد 1577 (نقطه حضور و نقطه غیاب) برای گونه به ثبت رسید. در هنگام ثبت نقاط حضور برای اجتناب از اریب ناشی از نمونه‌برداری سعی شد مناطقی به‌عنوان محل حضور در نظر گرفته شوند که علاوه بر غالیبت گونه حداقل یک لکه به مساحت یک کیلومترمربع را تحت پوشش قرار داده باشد، همچنین نمونه‌برداری از یکدیگر حداقل یک کیلومتر فاصله داشتند. به‌منظور کاهش خودهمبستگی و اریب داده‌های حضور از جعبه ابزار SDM و روش چند فاصله در نرم‌افزار ArcGIS استفاده شد. ایجاد نقاط شبه غیاب نیز به‌صورت تصادفی با استفاده از ابزار Random Selection در نرم‌افزار ArcGIS با فواصل تقریبی 1 کیلومتری انجام شد. بازبینی موقعیت نقاط غیاب ثبت شده به جهت حصول اطمینان از غیاب گونه، با بازدید میدانی انجام شد. با استفاده از نقشه‌های توپوگرافی 1:25000 نقشه مدل نقشه رقومی ارتفاع با استفاده از ابزار Spatial Analyst در نرم‌افزار ArcGIS و سپس نقشه شیب و جهت جغرافیایی تهیه شد. جهت تهیه لایه بارش و دما از اطلاعات برگرفته از تصاویر ماهواره‌ای با قدرت تفکیک زمانی بالا (فواصل تصویربرداری کوتاه) استفاده شد. با استفاده از نرم‌افزار ENVI، چهار شاخص سنجش از دوری (شاخص جهانی پایش محیطی (GEMI)، شاخص سطح برگی (LAI)، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی (MNDWI) و شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده (VARI)) محاسبه و لایه رستری آن تهیه شد. پس از تهیه لایه‌های متغیرهای مورد بررسی مدلسازی رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین و مدل خطی تعمیم‌یافته در نرم‌افزار (SAHM) انجام شد.
نتایج: سطح زیر منحنی در مدل خطی تعمیم یافته (967/0) و در رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین (984/0) بود که برای هر دو مدل در سطح عالی طبقه‌بندی می‌شود. مهمترین متغیرهای مؤثر در روش مدل خطی تعمیم یافته به ترتیب شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده، شیب، دما، مدل رقومی ارتفاع، شاخص سطح برگی، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی، بارندگی سالانه و شاخص پایش جهانی محیط‌زیست است. مهمترین متغیرهای مؤثر در روش رگرسیون تطبیقی به ترتیب شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده، بارندگی سالانه، مدل رقومی ارتفاع، شیب، شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی، دما، شاخص سطح برگی، شاخص پایش جهانی محیط‌زیست و جهت است. زیستگاه مطلوب برای حضور گونه در روش خطی تعمیم یافته 349569 هکتار (7/33 درصد از کل منطقه) و در روش رگرسیون تطبیقی چند متغیره اسپیلاین 340610 هکتار (8/32 درصد از کل منطقه) برآورد گردید. حداقل ارتفاع زیستگاه گونه 450 متر و حداکثر ارتفاع آن 2800 متر است. با افزایش درصد شیب احتمال حضور گونه افزایش و سپس روند ثابتی دارد. احتمال حضور گونه در بازه بارندگی 300 تا 800 میلی‌متر و در بازه دمایی 6 تا 18 درجه سانتی‌گراد وجود دارد. براساس شاخص جهانی پایش محیط‌زیست بیشترین حضور گونه در مقدار 18/0 و کمترین در 24/0 است. بیشترین احتمال حضور در شاخص سطح برگی صفر و کمترین در 05/0 تا 15/0 مشاهده شد. شاخص آب اختلاف نرمال شده اصلاحی از 5/0- تا 1/0- روند ثابت و پس از آن احتمال حضور کاهش می‌یابد. احتمال پراکنش گونه با افزایش شاخص مقاومت اتمسفری قابل مشاهده از 18/0- افزایش و در بازه 18/0- تا 3/0 روند تقریباً ثابتی دارد.
نتیجه‌گیری: مدل‌های مختلف به دلیل برخورداری از الگوریتم‌های متفاوت نتایج متفاوتی به دست می‌دهند. بنابراین استفاده از چند روش پیش‌بینی به جای استفاده از یک روش قابل اعتمادتر است. مدل‌های ارائه شده در این مطالعه فقط در محدوده شرایط رویشگاهی منطقه مورد مطالعه صادق است و برای مناطق دیگر باید آنها را در چند منطقه با گونه گیاهی مشابه آزمون کرد تا میزان تبعیت مدل را سنجید.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
