تحليل روند پوشش گياهي و پاسخ آن به تغيير اقليم بر اساس شاخص سطح برگ (LAI) در ايران

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي منابع طبيعي

دكتري

تغييرات اقليمي به‌عنوان يكي از مهم¬ترين چالش‌¬هاي زيست‌محيطي قرن حاضر، تأثيرات عميقي بر ساختار و پويايي پوشش گياهي اكوسيستم-هاي طبيعي برجاي مي¬گذارد. درك نحوه پاسخ پوشش گياهي به اين تغييرات، نقش كليدي در مديريت پايدار منابع طبيعي و افزايش تاب-آوري اكولوژيكي دارد. در اين پژوهش، روند زماني - مكاني پوشش گياهي ايران و پاسخ آن به تغييرات اقليمي با استفاده از شاخص سطح برگ (LAI) مورد بررسي قرار گرفت. بدين منظور، تغييرات LAI در بازه زماني 2000 تا 2022 در اكوسيستم¬هاي جنگلي و مرتعي ايران تحليل و سپس رفتار آينده اين شاخص تحت سناريوهاي اقليمي تا سال 2100 پيش¬بيني شد. داده¬هاي LAI از محصول MODIS MOD15A2H با قدرت تفكيك مكاني 500 متر استخراج گرديد و متغيرهاي اقليمي شامل دما و بارش از پايگاه داده CHELSA با تفكيك¬پذيري يك كيلومترمربع تأمين شد. تحليل روند تغييرات LAI با استفاده از آزمون ناپارامتري من -كندال و برآوردكننده شيب سن انجام گرفت. به‌منظور بررسي رابطه LAI با متغيرهاي اقليمي و پيش¬بيني مقادير آينده آن، از الگوريتم¬هاي يادگيري ماشين شامل مدل افزايشي تعميم‌يافته(GAM)، شبكه عصبي مصنوعي(ANN)، ماشين بردار پشتيبان (SVM) و جنگل تصادفي (RF) استفاده شد. پيش¬بيني اقليم آينده بر پايه خروجي پنج مدل منتخب CMIP6 تحت سناريوهاي SSP1-2.6 و SSP5-8.5 و با بهره¬گيري از روش همادي وزني مبتني بر استقلال مدل¬ها (IWM) انجام گرفت. نتايج تحليل روند گذشته نشان داد كه تغييرات LAI در سطح ايران داراي ناهمگني مكاني و زماني قابل توجهي است. بخش¬هاي وسيعي از مناطق مركزي، شمال‌شرقي و جنوب‌شرقي كشور فاقد روند معنادار يا داراي روند كاهشي بودند، در حالي‌كه نواحي شمال‌غرب، غرب، دامنه¬هاي البرز و سواحل خزري روندهاي افزايشي معناداري را تجربه كردند. مقايسه اكوسيستم-ها نشان داد كه مراتع نسبت به جنگل‌¬ها حساسيت بيشتري به تغييرات اقليمي دارند. نتايج مدل¬سازي آينده بيانگر آن است كه برخي پهنه¬هاي زيست‌اقليمي كه در گذشته پايدار بوده¬اند، در آينده با كاهش LAI مواجه خواهند شد؛ به‌گونه¬اي كه پهنه زيست‌اقليمي نيمه خشك متوسط، سرد، شديداً بادي و تندري به‌عنوان حساس¬ترين پهنه كشور شناسايي شد. همچنين جنگل¬هاي پهنه مرطوب تا خيلي مرطوب، معتدل با رطوبت نسبي خيلي بالا و مراتع پهنه نيمه مرطوب، خيلي سرد، تندري و نسبتاً برفي در سناريوهاي آينده روندهاي كاهشي قابل توجهي نشان دادند. در مجموع، يافته¬هاي اين پژوهش حاكي از پاسخ غيرخطي و وابسته به نوع اكوسيستم پوشش گياهي ايران به تغييرات اقليمي است. نتايج بر ضرورت اتخاذ راهبردهاي مديريتي منطقه‌محور و پيش¬نگرانه براي كاهش آسيب‌¬پذيري اكوسيستم¬هاي طبيعي و افزايش تاب-آوري آن‌¬ها در برابر تغييرات اقليمي آينده تأكيد دارد.

236977

علوم و مهندسي مرتع

مهندسي منابع طبيعي

دانشگاه صنعتي اصفهان