تاثیر تغییر اقلیم بر رویشگاههای مطلوب زرین گیاه (Dracocephalum kotschyi) در ایران مرکزی | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 12، دوره 23، شماره 2، 1404 اصل مقاله (1.65 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1422 | ||
| نویسندگان | ||
| الهام قهساره اردستانی* 1؛ حجت یادگاری1؛ اسماعیل اسدی1؛ محسن بهمنی2 | ||
| 1گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
| 2گروه مهندسی صنایع مبلمان و چوب، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف : برنامههای حفاظتی و مدیریتی نقش حیاتی در مدیریت بومسازگانهای تخریب شده ایفا میکنند. با این حال موفقیت در طرحهای حفاظتی و مدیریتی با توجه به تغییر اقلیم تا حد زیادی به تعیین رویشگاههای مطلوب برای رشد و بقای گونههای هدف بستگی دارد. زرین گیاه (Dracocephalum kotschyi) متعلق به خانواده نعناعیان (Lamiaceae) معروف به بادرنجبویه دنایی از گونههای دارویی، چندساله و انحصاری کشور است که در ارتفاعات بخشهای مرکز، شمال و غرب کشور حضور دارد. این گونه دارای خاصیتهای ضد سرطان، ضد ویروس، ضد تومور و باکتریکش است. در پژوهش حاضر، پراکنش زرین گیاه در شرایط فعلی و آینده در سالهای 2050 و 2080 بر اساس دو مدل گردش عمومی 4GFDL-ESM و 2-0MRI-ESM تحت سه سناریوی افزایش گازهای گلخانهای 126SSP، 370SSP و 585SSP در استان اصفهان برای حفاظت و مدیریت این گونه گیاهی با ارزش پیشبینی شد. مواد و روشها: به منظور پیشبینی رویشگاههای مطلوب گونهی زرین گیاه از 31 نقطه حضور این گونه در سطح استان به همراه متغیرهای زیستاقلیمی (19 متغیر زیستاقلیمی در شرایط فعلی و آینده در سالهای 2050 و 2080) از پایگاه داده CHELSA و متغیرهای فیزیوگرافی (ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت، از یک مدل رقومی ارتفاع، DEM از پایگاه داده Worldclim) استفاده شد. از 22 متغیر فوق با استفاده از آزمون پیرسون، یک متغیر فیزیوگرافی و 9 متغیر زیست اقلیمی در مدل بکار گرفته شدند. برای روند مدلسازی از الگوریتمهایی که برازش مناسبی برای مدلسازی داشتند در اجرای مدل استفاده شد. نتایج و بحث: در مدلهای پیشبینی پراکنش گونهی زرین گیاه میانگین سه شاخص AUC (061/0 ± 922/0)، TSS (111/0 ± 821/0) و KAPPA (111/0 ± 821/0) عملکرد خوب تا عالی را برای مدلها نشان داد. یافتهها نشان دادند که گونهی زرین گیاه عمدتاً در جهتهای شمال غربی، غرب و جنوب منطقه مورد مطالعه حضور دارد. به طور کلی مدل 20/9 درصد از منطقه مورد مطالعه را به عنوان "مطلوبیت رویشگاه عالی"، 48/1 درصد به عنوان "مطلوبیت رویشگاه متوسط" و 32/89 درصد به عنوان "مطلوبیت رویشگاههای متوسط و پایین" و "رویشگاه نامناسب" شناسایی کرد. متغیرهای میانگین حداکثر دمای گرمترین ماه سال، ارتفاع از سطح دریا و بارندگی سالانه بیشترین تأثیر را در تعیین توزیع جغرافیایی این گیاه دارویی داشتند و در حدود 33/60 درصد از تغییرات پیشبینی پراکنش گونهی را توجیه نمودند. حداکثر احتمال حضور گونهی مذکور (8/0 <P) در میانگین حداکثر دمای گرمترین ماه سال از 27 تا 32 درجه سانتیگراد، ارتفاع از سطح دریا بین 2000 تا 3500 متر و بارندگی سالیانه از 200 تا 1400 رخ خواهد داد. با مقایسه توزیع فعلی و آینده توزیع جغرافیایی گونهی زرین گیاه، سطح مطلوبیت رویشگاههای عالی و خوب این گونهی دارویی بین 3/13- درصد تا 98/99- درصد به طور چشمگیری کاهش مییابد. قسمت اعظم از رویشگاههای مطلوب عالی این گونه دارویی در منطقه مورد مطالعه از دست خواهد رفت. در حالی که پیشبینی میشود که مناطق مستعد حضور گونه در آینده از رویشگاههای نامطلوب رخ نخواهد داد. تغییرات اقلیمی میتواند باعث انتقال گونهی زرین گیاه از ارتفاعات پایینتر به ارتفاعات بالاتر در منطقه مورد مطالعه شود. نتیجهگیری: به طور کلی میانگین دمای سالانه مناطق مختلف کشور تا سال 2050 بین 5/3 تا 5/4 درجه سانتیگراد افزایش مییابد در حالیکه میانگین بارش سالانه بین 7 تا 14 درصد کاهش خواهد یافت. برای مدیریت این رویشگاههای مطلوب عالی و خوب باید تسریع در روند تصمیمگیری و عملیاتی سازگار با تغییر اقلیم برای کشت و احیا این گونه دارویی به طور جدی رخ دهد. چنین مدلهایی اگر به خوبی اجرا شوند، ممکن است نقش محوری در دستیابی اهداف مؤثر حفاظت و مدیریت این گونههای دارویی ایفا کنند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| تغییر اقلیم؛ توزیع جغرافیایی گونه؛ مدل اجماعی؛ نعناعیان | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| The Impact of Climate Change on Suitable Habitats of Dracocephalum kotschyi in Central Iran | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Elham Ghehsareh Ardestani1؛ Hojat Yadegari1؛ Esmaeil Asadi1؛ Mohsen Bahmani2 | ||
| 1Department of Nature Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran | ||
| 2Department of Wood and Furniture Industry Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: Conservation and management programs play a vital role in managing degraded ecosystems. However, success in conservation efforts, particularly under climate change, largely depends on identifying suitable habitats for the growth and survival of target species. Dracocephalum kotschyi, a perennial medicinal plant endemic to Iran and belonging to the Lamiaceae family, is found in the highlands of central, northern, and western regions of the country. This species exhibits anti-cancer, anti-viral, anti-tumor, and bactericidal properties. This study predicts the distribution of D. kotschyi under current and future conditions (2050 and 2080) based on two general circulation models, GFDL-ESM4 and MRI-ESM2-0, across three greenhouse gas emission scenarios (SSP126, SSP370, and SSP585) in Isfahan province for the conservation and management of this valuable plant. Material and Methods: To predict suitable habitats for D. kotschyi, data from 31 occurrence points and 19 bioclimatic variables (current and future conditions) from the CHELSA database and physiographic variables (elevation, slope, aspect from a DEM model) were utilized. A Pearson correlation test was applied to select one physiographic variable and nine bioclimatic variables for modeling. For the modeling process, the algorithms that were suitable for modeling were used in the implementation of the model. Among ten algorithms, eight were employed for predicting the distribution of this medicinal plant, including artificial neural networks, generalized additive models, generalized linear models, flexible discriminant analysis, random forests, regression and classification trees, multivariate adaptive regression splines, and envelope models. The ensemble model includes the integration of all the outputs of the models and was used to predict the favorable habitats of D. kotschyi at present and in the future with a high degree of confidence. Results and Discussion: The predictive models for D. kotschyi showed good to excellent performance, with average AUC (0.922 ± 0.061), TSS (0.821 ± 0.111), and KAPPA (0.821 ± 0.111). The species is primarily located in the northwest, west, and south of the study area. Overall, 9.20% of the area was identified as "excellent habitat suitability," 48.1% as "moderate habitat suitability," and 32.89% as "low suitability" or "unsuitable." The maximum temperature of the warmest month, elevation, and annual precipitation were the most influential variables, explaining 60.33% of the predicted distribution changes. The highest probability of occurrence (P < 0.8) is expected at maximum temperatures between 27 to 32 °C, elevations between 2000 to 3500 meters, and annual precipitation ranging from 200 to 1400 mm. Comparing current and future distributions, the area of excellent and good habitat suitability is projected to decrease significantly (from -13.3% to -99.98%) compared to current distribution, with most suitable habitats expected to be lost. Climate change may lead to an upward shift of D. kotschyi to higher elevations. Conclusion: In general, mean annual temperature for different regions of the country would increase between 3.5-4.5°C by the year 2050 and annual precipitation would decrease in the range of 7 to 15%. Effective management of these excellent and good habitats requires accelerated decision-making and climate-adaptive operational strategies for the cultivation and restoration of this medicinal plant. Such models, if well-implemented, could play a crucial role in achieving effective conservation and management goals for these valuable medicinal species. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Climate change, Species distribution, Ensemble model, Lamiaceae | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 3,923 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,210 |
||