توصيفگر ها :
حداكثر آنتروپي , رويشگاه بالقوه , شبكه هاي باور بيزين , ماشين بردار پشتيبان , مطلوبيت رويشگاه , منحني هاي عكس العمل
چكيده فارسي :
پراكنش مكاني گونه¬ها نقش بسيار مهمي در برنامه¬ريزي¬هاي مديريتي، حفاظت، احياء، توسعه و ارزيابي اكوسيستم¬ها دارد. كمبود داده، وسعت زياد يا غيرقابل دسترس بودن مناطق از عوامل محدود¬كننده مطالعات پراكنش گونه¬اي هستند كه ¬مي¬توان با استفاده از مدل¬سازي پراكنش گونه¬ها بر اين محدوديت¬ها غلبه كرد. اين مطالعه¬ با هدف تهيه¬ي نقشه¬ي رويشگاه بالقوه گونه¬ي گياهي شيرين¬بيان (Glycyrrhiza glabra L.) با استفاده از روش¬هاي حداكثرآنتروپي، ماشين بردار پشتيبان و شبكه باور بيزين در استان چهارمحال و بختياري با مساحت 16419 كيلومتر مربع انجام شد. داده¬هاي فيزيوگرافي مثل ارتفاع، جهت و شيب از نقشه¬ي رقومي ارتفاع DEM منطقه استخراج شد و لايه¬هاي داده¬هاي اقليمي از پايگاه داده Chelsa در بازه¬ي زماني سال 2010-1981 تهيه شد. رخداد گونه¬ي شيرين¬بيان در 130 نقطه (65 نقطه حضور و 65 نقطه عدم حضور) با استفاده از روش نمونه¬برداري تصادفي جمع¬آوري و ارتباط ميان رخداد گونه¬ي مورد مطالعه و عوامل محيطي با استفاده از روش¬هاي مدل¬سازي ماكزيمم آنتروپي، باور بيزين و ماشين بردار پشتيبان به صورت مدل رياضي تعريف شد. به منظور تعيين موثرترين متغيرها در مطلوبيت رويشگاه گونه شيرين¬بيان يك بار مدل با استفاده از تمامي متغيرهاي محيطي اجرا شد و بر اساس آزمون جك نايف متغيرهايي كه بيشترين درصد مشاركت در حضور گونه را داشتند براي ورود به مدل كاهش¬يافته انتخاب شدند. نتايج مدل ماكزيمم آنتروپي نشان داد كه متغيرهاي دامنه دماي سالانه (bio7)، ميزان بارش در فصل زمستان (bio19)، ميزان بارش در فصل تابستان (bio17)، ميانگين دامنه دمايي روزانه (bio2) و بارش در خشك-ترين ماه سال (bio14) بيشترين اهميت در تعيين مطلوبيت رويشگاه گونه شيرين¬بيان را داشتند. ارزيابي مدل Maxent با استفاده از شاخص سطح زير منحني AUC برابر با 95/0 شد كه نشان¬دهنده¬ي عملكرد خوب مدل مذكور است. مدل BBNs با متغيرهاي يكسان با حداكثر آنتروپي به همراه متغير ارتفاع كه طبق نظر كارشناسان تاثير چشمگيري در رخداد گونه دارد اجرا شد. تحليل حساسيت مدل BBNs نشان داد كه اهميت متغيرهاي محيطي به لحاظ حضور گونه به ترتيب شامل بارش در فصل زمستان (bio19)، دامنه دماي سالانه (bio7)، بارش در فصل تابستان (bio17)، بارش در خشك¬ترين ماه سال (bio14)، ارتفاع (dem) و ميانگين دامنه دمايي روزانه (bio2) مي¬باشد. نتايج حاصل از مدل BBNs نشان داد كه بيش از نيمي از استان از لحاظ متغيرهاي اقليمي داراي شرايط لازم براي رويشگاه گونه شيرين¬بيان مي¬باشد. در مرحله بعد مدل ماشين بردار پشتيباني با متغيرهاي محيطي مشابه با مدل¬هاي قبلي اجرا شد و نتايج ارزيابي مدل مقدار ضريب كاپاي 87/0 و شاخص سطح زير منحني AUC برابر با 98/0 را نشان داد كه بيانگر تطابق عالي مدل با واقعيت زميني بود. مدل SVM نشان داد كه حدود 28 درصد (4480 كيلومتر مربع) سطح استان از لحاظ اقليمي داراي پتانسيل خوب و عالي جهت رشد گياه شيرين بيان مي¬باشد. منحني¬هاي عكس¬العمل گونه حاصل از مدل SVM نسبت به عوامل فيزيوگرافي نشان داد كه اين گونه در مناطقي با ارتفاع 1500 تا 2000 متر از سطح دريا بيشترين احتمال رخداد گونه را دارد. همچنين گونه شيرين¬بيان در مناطقي با شيب بين صفر تا 10 درجه احتمال رخداد بيشتري دارد و با افزايش شيب احتمال حضور گونه كاهش مي-يابد. اين گونه عمدتا در حاشيه اراضي كشاورزي و ديم يافت مي¬شود.
چكيده انگليسي :
The spatial distribution of species plays a very important role in the management planning, protection, restoration, development, and evaluation of ecosystems. The lack of data and the large size or inaccessibility of the study area limit studying the habitat distribution of plant species. Species distribution modeling (SDM) can be used to overcome these limitations. This study aims to generate potential distribution maps of Glycyrrhiza glabra L. using Maximum Entropy Methods (MaxEnt), support vector machine (SVM), and Bayesian belief network (BBNs) in Chaharmahal and Bakhtiari province (with an approximate area of 16419 km2). Physiographic data such as elevation, direction, and slope) of the study area was extracted from the Digital Elevation Model (DEM), and the climatic layers were obtained from the Chelsa database (1981-2010). The occurrence of G. glabra was recorded randomly in 130 points (65 presence and 65 absence points) and the mathematical relationship between the occurrence of the species and environmental factors was explored using MaxEnt, BBNs, and SVM. The most effective variables in the habitat suitability of the species were identified by running the MaxEnt model with all the environmental variables and conducting a jackknife test. A new MaxEnt model was then built using the selected variables that had the highest contribution to the species occurrences. Temperature annual range (bio7), precipitation of coldest quarter (bio19), precipitation of driest quarter (bio17), mean diurnal range (bio2), and precipitation of driest month (bio14) were identified as the most important variables in determining the species habitat suitability based on the MaxEnt model. The produced MaxEnt model had high accuracy, as indicated by ROC area under curve plots (0.83). The BBNs model was developed using the same variables as the MaxEnt model along with elevation as the experts believe that it is an important variable that affects the species occurrence. The sensitivity analysis of the BBNs model showed that precipitation of coldest quarter (bio19), temperature annual range (bio7),
precipitation of driest quarter (bio17), precipitation of driest month (bio14), elevation and mean diurnal range (bio2) were the most important variables in determining G. glabra habitat suitability. The results of the BBNs model showed that more than half of the province meets the climatic requirements of the species. In the next step, the SVM model was implemented with the same environmental variables as the previous models. The Kappa coefficient and ROC area under curve plots of SVM model were 0.87 and 0.98, respectively, and indicated that this model had an excellent agreement with the field data. According to the SVM model, 28% of the study area (4480 km2) had good and excellent climatic potential for growing the species. The response curves of the species obtained from the SVM model with respect to physiographic factors showed that the highest occurrence probability of this species occur in areas with an altitude of 1500 to 2000 meters above sea level. Also, G. glabra is more likely to occurs in areas with a slope between 0 and 10 degrees, and its occurrence decreases with the increase of the slope. This species is mainly found in the margins of agricultural and rainfed lands.