پیش‌بینی پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش جغرافیایی گون زرد (Astragalus verus Olivier) در زاگرس مرکزی

پیشینه و هدف اقلیم، ویژگی‌های خاک، توپوگرافی، کاربری سرزمین و مجموعه روابط زیستی مهم‌ترین عوامل مؤثر در پراکنش و آشیان بوم‌شناختی گونه‌ها در مقیاس‌های مختلف هستند. در این میان، اقلیم یکی از مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده پراکنش گیاهان محسوب می‌شود. بنابراین، تغییر اقلیم پیامدهای گسترده‌ای بر شرایط اکوسیستم‌های جهان و ازجمله پراکنش گونه‌ها داشته است. تغییر در پراکنش یک‌گونه در یک محدوده جغرافیایی معین به‌واسطه تغییر اقلیم می‌تواند منجر به جابجایی مناطق حضور آن‌گونه به ارتفاعات بالاتر شود که این روند ممکن است ایجاد محدودیت رویشی و یا حتی انقراض گونه را در پی داشته باشد. جابجایی یا تغییر پراکنش جغرافیایی گونه‌ها، یک استراتژی برای پایدار ماندن در برابر تغییر اقلیم است. بنابراین، تعیین رویشگاه‌های مناسب و شناسایی مهم‌ترین عوامل محیطی و انسانی مؤثر بر حضور گونه‌ها در شرایط فعلی و آینده به‌منظور حفاظت از گونه‌های مهم بوم‌شناختی و ارزشمند گیاهی ضروری است. جنس گون (Astragalus) از تیره نخود (Fabaceae) پراکنش به نسبت گسترده‌ای در مناطق معتدله جهان دارد. گون زرد (Astragalus verus Olivier) درختچه‌ای کوچک و باارزش است که دارای شاخه‌های بسیار زیاد است. این‌گونه علاوه بر نقش حفاظتی، دارای ارزش‌های دارویی و صنعتی است. در دهه‌های اخیر، گستره جغرافیایی گون زرد به‌واسطه عواملی مانند تخریب سرزمین و برداشت بیش‌ازحد به‌طور قابل‌توجهی کاهش ‌یافته است. باوجود اهمیت جنس گون در کشور، تاکنون پژوهش‌های اندکی درزمینۀ پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش گونه‌های این جنس به انجام رسیده است. مطالعه حاضر به‌منظور دست‌یابی به اهداف زیر به انجام رسیده است: 1) شناسایی رویشگاه‌های مناسب و تعیین پراکنش جغرافیایی گون زرد در زاگرس مرکزی در شرایط حال حاضر؛ 2) پیش‌بینی پیامدهای تغییر اقلیم تا سال‌های 2050 و 2070 تحت سناریوهای مختلف بر پراکنش جغرافیایی گون زرد؛ 3) تعیین مهم‌ترین عوامل مؤثر بر پراکنش این‌گونه. مواد و روش­ ها مطالعه حاضر در استان چهارمحال و بختیاری با مساحتی حدود 1.65 میلیون هکتار که تقریباً تمام آن در منطقه زاگرس مرکزی قرارگرفته، انجام شد. تعداد 112 نقطه حضور گون زرد بر اساس بازدیدهای گسترده میدانی و با استفاده از سیستم موقعیت‌یاب جهانی (GPS) در سراسر استان چهارمحال و بختیاری جمع‌آوری شد. به‌منظور مدل­سازی، 19 متغیر محیطی شامل متغیرهای زیست‌اقلیمی، فیزیوگرافی و پوشش/کاربری سرزمین مورداستفاده قرار گرفتند. پیش از اجرای مدل‌سازی، برای بررسی هم‌خطی بین متغیرهای محیطی مختلف از دو روش تجزیه‌وتحلیل همبستگی پیرسون و شاخص تورم واریانس (VIF) استفاده شد. متغیرهایی با ضریب همبستگی پیرسون (R2<0.8) و VIF انتخاب شدند. درنهایت و پس از حذف لایه‌های دارای همبستگی بالا، تعداد نه متغیر در مدل‌سازی استفاده شدند. به‌منظور پیش‌بینی پراکنش رویشگاه‌های مطلوب گون زرد از بسته نرم‌افزاری Biomod2 در محیط R (نسخه 3.1.2) استفاده شد. در مطالعه حاضر از مدل‌های آنتروپی بیشینه (Maxent)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN)، روش افزایشی تعمیم‌یافته (GBM)، مدل خطی تعمیم‌یافته (GLM)، تحلیل ممیزی انعطاف‌پذیر (FDA)، جنگل تصادفی (RF) و رگرسیون چند متغیره تطبیقی (MARS) برای برآورد رویشگاه‌های مطلوب استفاده شد. برای واسنجی مدل‌ها، 80 درصد نقاط حضور به‌عنوان داده‌های تعلیمی و 20 درصد باقیمانده برای ارزیابی پیش‌بینی مدل‌ها استفاده شدند. پیش‌بینی پراکنش جغرافیایی گون زرد در آینده (سال‌های 2050 و 2070) بر اساس چهار سناریوی افزایش گازهای گلخانه‌ایRCP2.6،RCP4.5، RCP6 و RCP8.5 و تحت مدل گردش عمومی MRI-CGCM3 انجام شد. عملکرد مدل‌ها نیز با استفاده از ناحیه زیر منحنی (AUC) و آماره TSS ارزیابی شدند.   نتایج و بحث نتایج نشان داد که مؤثرترین متغیرها در مطلوبیت رویشگاه گونه موردمطالعه، به ترتیب شاخص هم‌دمایی، میانگین دمای پربارش‌ترین فصل سال و تغییرات فصلی بارندگی بودند. بر اساس یافته‌ها، بیشترین احتمال حضور گون زرد در هم‌دمایی 36.8 تا 39.7 درجه سانتی‌گراد، میانگین دمای 2- تا 3.5 درجه سانتی‌گراد در پربارش‌ترین فصل سال، تغییرات فصلی بارندگی 100 تا 112 میلی‌متر، و مجموع بارندگی سالیانه 280 تا 490 میلی‌متر برآورد شد. به نظر می‌رسد بخش‌های شمال شرقی و شرق استان در مقایسه با سایر مناطق از اهمیت رویشگاهی بیشتری برای گون زرد برخوردار هستند. بر اساس نتایج، حدود 27.43 درصد از محدوده موردمطالعه به‌عنوان رویشگاه‌های مطلوب گون زرد شناسایی شد. پیش‌بینی پراکنش جغرافیایی گون زرد در آینده (سال‌های 2050 و 2070) بر اساس چهار سناریوی افزایش گازهای گلخانه‌ای (خطوط سیر غلظت‌های گازهای گلخانه‌ای RCPs)RCP2.6 ، RCP4.5،RCP6  وRCP8.5  در مدل گردش عمومی MRI-CGCM3 انجام شد. بر اساس یافته‌ها، تغییر اقلیم می‌تواند پیامدهای قابل‌توجهی بر رویشگاه‌های مطلوب گون زرد در استان وارد سازد. بر اساس سناریوهای مختلف، بین 45.70 درصد (RCP2.6، سال 2050) تا 89.88 درصد (RCP8.5، سال 2070) از رویشگاه‌های امروزی گون زرد تا سال‌های 2050 و 2070 به‌واسطه تغییر اقلیم نامطلوب خواهد شد. درحالی‌که در همین دوره زمانی در حدود 1.58 (RCP8.5، سال 2050) تا 13.19 درصد (RCP2.6، سال 2070) به رویشگاه‌های مطلوب این‌گونه در مناطق با ارتفاع بیشتر اضافه خواهد شد. بر اساس تمامی سناریوها، رویشگاه‌های مطلوب این‌گونه در اغلب گستره حضورش به‌ویژه در مناطق با ارتفاع کمتر کاهش خواهد یافت. پیامدهای تغییر اقلیم، به‌ویژه احتمال کاهش و جابجایی گستره جغرافیایی گونه‌های گیاهی در رویشگاه‌های مختلف کشور، ازجمله در زاگرس مرکزی و همچنین، در گستره ایران مرکزی پیش‌بینی‌شده است. ارزیابی‌ها نشان داد که مدل‌ها از درستی و دقت قابل قبولی برخوردار بودند و مدل جنگل تصادفی، قابل‌اعتمادترین مدل برای پیش‌بینی پراکنش گونه تعیین شد. نتیجه ­گیری این مطالعه نشان می‌دهد که مدل اجماعی می‌تواند پراکنش بالقوه گون زرد را با دقت بالا (0.92=AUC و 0.79=TSS) پیش‌بینی نماید. سناریوهای مورداستفاده در این پژوهش، احتمال جابجایی گستره جغرافیایی گونه موردمطالعه را تحت تغییر اقلیم تا سال‌های 2050 و 2070 پیش‌بینی می‌کند. بر اساس نتایج، به نظر می‌رسد که وسعت رویشگاه مطلوب گون زرد در محدوده موردمطالعه، کاهش‌یافته و به سمت ارتفاعات بالاتر جابجا خواهد شد. اگرچه تخریب سرزمین و برداشت بیش‌ازحد احتمالاً به‌عنوان دو عامل مهم تخریب رویشگاه این‌گونه می‌توانند موردتوجه قرار گیرند، اما این مطالعه اهمیت پیامدهای تغییر اقلیم بر پراکنش گون زرد را برجسته می‌سازد. امروزه، درنتیجه بهره‌برداری شدید و غیراصولی از گون زرد، گستره پراکنش و تراکم آن در برخی مناطق کاهش‌یافته است که این روند برشدت پدیده‌هایی نظیر فرسایش خاک افزوده است. این موضوع ضرورت توجه مدیران و کارشناسان منابع طبیعی به گون زرد و دیگرگونه‌های با عملکرد مشابه در اکوسیستم‌ها که ضمن توانایی حفاظت از خاک، ازنظر تولیدات اقتصادی نیز حائز اهمیت هستند را دوچندان می‌نماید.