پيش‌بيني پيامدهاي تغيير اقليم بر پراكنش جغرافيايي گون زرد (Astragalus verus Olivier) در زاگرس مركزي

پيشينه و هدف اقليم، ويژگي‌هاي خاك، توپوگرافي، كاربري سرزمين و مجموعه روابط زيستي مهم‌ترين عوامل مؤثر در پراكنش و آشيان بوم‌شناختي گونه‌ها در مقياس‌هاي مختلف هستند. در اين ميان، اقليم يكي از مهم‌ترين عوامل تعيين‌كننده پراكنش گياهان محسوب مي‌شود. بنابراين، تغيير اقليم پيامدهاي گسترده‌اي بر شرايط اكوسيستم‌هاي جهان و ازجمله پراكنش گونه‌ها داشته است. تغيير در پراكنش يك‌گونه در يك محدوده جغرافيايي معين به‌واسطه تغيير اقليم مي‌تواند منجر به جابجايي مناطق حضور آن‌گونه به ارتفاعات بالاتر شود كه اين روند ممكن است ايجاد محدوديت رويشي و يا حتي انقراض گونه را در پي داشته باشد. جابجايي يا تغيير پراكنش جغرافيايي گونه‌ها، يك استراتژي براي پايدار ماندن در برابر تغيير اقليم است. بنابراين، تعيين رويشگاه‌هاي مناسب و شناسايي مهم‌ترين عوامل محيطي و انساني مؤثر بر حضور گونه‌ها در شرايط فعلي و آينده به‌منظور حفاظت از گونه‌هاي مهم بوم‌شناختي و ارزشمند گياهي ضروري است. جنس گون (Astragalus) از تيره نخود (Fabaceae) پراكنش به نسبت گسترده‌اي در مناطق معتدله جهان دارد. گون زرد (Astragalus verus Olivier) درختچه‌اي كوچك و باارزش است كه داراي شاخه‌هاي بسيار زياد است. اين‌گونه علاوه بر نقش حفاظتي، داراي ارزش‌هاي دارويي و صنعتي است. در دهه‌هاي اخير، گستره جغرافيايي گون زرد به‌واسطه عواملي مانند تخريب سرزمين و برداشت بيش‌ازحد به‌طور قابل‌توجهي كاهش ‌يافته است. باوجود اهميت جنس گون در كشور، تاكنون پژوهش‌هاي اندكي درزمينۀ پيامدهاي تغيير اقليم بر پراكنش گونه‌هاي اين جنس به انجام رسيده است. مطالعه حاضر به‌منظور دست‌يابي به اهداف زير به انجام رسيده است: 1) شناسايي رويشگاه‌هاي مناسب و تعيين پراكنش جغرافيايي گون زرد در زاگرس مركزي در شرايط حال حاضر؛ 2) پيش‌بيني پيامدهاي تغيير اقليم تا سال‌هاي 2050 و 2070 تحت سناريوهاي مختلف بر پراكنش جغرافيايي گون زرد؛ 3) تعيين مهم‌ترين عوامل مؤثر بر پراكنش اين‌گونه. مواد و روش ها مطالعه حاضر در استان چهارمحال و بختياري با مساحتي حدود 1.65 ميليون هكتار كه تقريباً تمام آن در منطقه زاگرس مركزي قرارگرفته، انجام شد. تعداد 112 نقطه حضور گون زرد بر اساس بازديدهاي گسترده ميداني و با استفاده از سيستم موقعيت‌ياب جهاني (GPS) در سراسر استان چهارمحال و بختياري جمع‌آوري شد. به‌منظور مدل سازي، 19 متغير محيطي شامل متغيرهاي زيست‌اقليمي، فيزيوگرافي و پوشش/كاربري سرزمين مورداستفاده قرار گرفتند. پيش از اجراي مدل‌سازي، براي بررسي هم‌خطي بين متغيرهاي محيطي مختلف از دو روش تجزيه‌وتحليل همبستگي پيرسون و شاخص تورم واريانس (VIF) استفاده شد. متغيرهايي با ضريب همبستگي پيرسون (R2 0.8) و VIF انتخاب شدند. درنهايت و پس از حذف لايه‌هاي داراي همبستگي بالا، تعداد نه متغير در مدل‌سازي استفاده شدند. به‌منظور پيش‌بيني پراكنش رويشگاه‌هاي مطلوب گون زرد از بسته نرم‌افزاري Biomod2 در محيط R (نسخه 3.1.2) استفاده شد. در مطالعه حاضر از مدل‌هاي آنتروپي بيشينه (Maxent)، شبكه عصبي مصنوعي (ANN)، روش افزايشي تعميم‌يافته (GBM)، مدل خطي تعميم‌يافته (GLM)، تحليل مميزي انعطاف‌پذير (FDA)، جنگل تصادفي (RF) و رگرسيون چند متغيره تطبيقي (MARS) براي برآورد رويشگاه‌هاي مطلوب استفاده شد. براي واسنجي مدل‌ها، 80 درصد نقاط حضور به‌عنوان داده‌هاي تعليمي و 20 درصد باقيمانده براي ارزيابي پيش‌بيني مدل‌ها استفاده شدند. پيش‌بيني پراكنش جغرافيايي گون زرد در آينده (سال‌هاي 2050 و 2070) بر اساس چهار سناريوي افزايش گازهاي گلخانه‌ايRCP2.6،RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 و تحت مدل گردش عمومي MRICGCM3 انجام شد. عملكرد مدل‌ها نيز با استفاده از ناحيه زير منحني (AUC) و آماره TSS ارزيابي شدند. نتايج و بحث نتايج نشان داد كه مؤثرترين متغيرها در مطلوبيت رويشگاه گونه موردمطالعه، به ترتيب شاخص هم‌دمايي، ميانگين دماي پربارش‌ترين فصل سال و تغييرات فصلي بارندگي بودند. بر اساس يافته‌ها، بيشترين احتمال حضور گون زرد در هم‌دمايي 36.8 تا 39.7 درجه سانتي‌گراد، ميانگين دماي 2 تا 3.5 درجه سانتي‌گراد در پربارش‌ترين فصل سال، تغييرات فصلي بارندگي 100 تا 112 ميلي‌متر، و مجموع بارندگي ساليانه 280 تا 490 ميلي‌متر برآورد شد. به نظر مي‌رسد بخش‌هاي شمال شرقي و شرق استان در مقايسه با ساير مناطق از اهميت رويشگاهي بيشتري براي گون زرد برخوردار هستند. بر اساس نتايج، حدود 27.43 درصد از محدوده موردمطالعه به‌عنوان رويشگاه‌هاي مطلوب گون زرد شناسايي شد. پيش‌بيني پراكنش جغرافيايي گون زرد در آينده (سال‌هاي 2050 و 2070) بر اساس چهار سناريوي افزايش گازهاي گلخانه‌اي (خطوط سير غلظت‌هاي گازهاي گلخانه‌اي RCPs)RCP2.6 ، RCP4.5،RCP6 وRCP8.5 در مدل گردش عمومي MRICGCM3 انجام شد. بر اساس يافته‌ها، تغيير اقليم مي‌تواند پيامدهاي قابل‌توجهي بر رويشگاه‌هاي مطلوب گون زرد در استان وارد سازد. بر اساس سناريوهاي مختلف، بين 45.70 درصد (RCP2.6، سال 2050) تا 89.88 درصد (RCP8.5، سال 2070) از رويشگاه‌هاي امروزي گون زرد تا سال‌هاي 2050 و 2070 به‌واسطه تغيير اقليم نامطلوب خواهد شد. درحالي‌كه در همين دوره زماني در حدود 1.58 (RCP8.5، سال 2050) تا 13.19 درصد (RCP2.6، سال 2070) به رويشگاه‌هاي مطلوب اين‌گونه در مناطق با ارتفاع بيشتر اضافه خواهد شد. بر اساس تمامي سناريوها، رويشگاه‌هاي مطلوب اين‌گونه در اغلب گستره حضورش به‌ويژه در مناطق با ارتفاع كمتر كاهش خواهد يافت. پيامدهاي تغيير اقليم، به‌ويژه احتمال كاهش و جابجايي گستره جغرافيايي گونه‌هاي گياهي در رويشگاه‌هاي مختلف كشور، ازجمله در زاگرس مركزي و همچنين، در گستره ايران مركزي پيش‌بيني‌شده است. ارزيابي‌ها نشان داد كه مدل‌ها از درستي و دقت قابل قبولي برخوردار بودند و مدل جنگل تصادفي، قابل‌اعتمادترين مدل براي پيش‌بيني پراكنش گونه تعيين شد. نتيجه گيري اين مطالعه نشان مي‌دهد كه مدل اجماعي مي‌تواند پراكنش بالقوه گون زرد را با دقت بالا (0.92=AUC و 0.79=TSS) پيش‌بيني نمايد. سناريوهاي مورداستفاده در اين پژوهش، احتمال جابجايي گستره جغرافيايي گونه موردمطالعه را تحت تغيير اقليم تا سال‌هاي 2050 و 2070 پيش‌بيني مي‌كند. بر اساس نتايج، به نظر مي‌رسد كه وسعت رويشگاه مطلوب گون زرد در محدوده موردمطالعه، كاهش‌يافته و به سمت ارتفاعات بالاتر جابجا خواهد شد. اگرچه تخريب سرزمين و برداشت بيش‌ازحد احتمالاً به‌عنوان دو عامل مهم تخريب رويشگاه اين‌گونه مي‌توانند موردتوجه قرار گيرند، اما اين مطالعه اهميت پيامدهاي تغيير اقليم بر پراكنش گون زرد را برجسته مي‌سازد. امروزه، درنتيجه بهره‌برداري شديد و غيراصولي از گون زرد، گستره پراكنش و تراكم آن در برخي مناطق كاهش‌يافته است كه اين روند برشدت پديده‌هايي نظير فرسايش خاك افزوده است. اين موضوع ضرورت توجه مديران و كارشناسان منابع طبيعي به گون زرد و ديگرگونه‌هاي با عملكرد مشابه در اكوسيستم‌ها كه ضمن توانايي حفاظت از خاك، ازنظر توليدات اقتصادي نيز حائز اهميت هستند را دوچندان مي‌نمايد.