توصيفگر ها :
منحني عكسالعمل گونه , تغييرات محيطي , مدل توسعهيافته eHOF , goeveg , GAM
چكيده فارسي :
در مطالعه حاضر، ارتباط گونهي كرفس كوهي(Kelussia odoratissima Mozaff) با پارامترهاي محيطي (اقليم، توپوگرافي و شاخص طيفي NDVI) در استان اصفهان بررسي شده است. بدين منظور با هدف مدلسازي پاسخ گونهها در امتداد شيب گراديانهاي محيطي از دو بسته goevge وeHOF استفاده شد. مختصات جغرافيايي مكانهاي حضور گونه با استفاده از بازديدهاي ميداني در فصل رشد رويشي فعال گونه (فصل بهار) با استفاده از دستگاه جي پي اس ثبت گرديد و تعداد 89 مكان به روش نمونه برداري تصادفي – سيستماتيك تعيين شد و حضورگونه بعنوان نقاط رخداد ثبت گرديد. دادههاي محيطي شامل 19 پارامتر زيست اقليمي، متغيرهاي توپوگرافي (ارتفاع از سطح دريا، شيب و جهت) و شاخص طيفي NDVI براي هر مكان رخداد تعيين گرديد. با توجه به وجود همبستگي خطي بين برخي از متغيرهاي محيطي، با استفاده از آناليز خوشهاي بر اساس همبستگي پيرسون وآناليز مولفههاي اصلي تعداد متغيرهاي محيطي كاهش يافت و شش متغير اصلي شناسايي شد. به اين منظور متغيرهاي محيطي كه بيش از 8/0 همبستگي داشتند بر مبناي اهميت اكولوژيك انتخاب و متغيرهاي ديگر حذف گرديد. شكل منحني عكسالعمل گونه كرفس كوهي در ارتباط با مهمترين متغيرها با استفاده از بسته eHOF در نرم افزار R ايجاد گرديد. مدل eHOF براي هر يك از متغيرهاي محيطي، هفت مدل رگرسيون مجزا ترسيم نمود. بهترين مدل با استفاده از معيار اطلاعات آكائيك تصحيحشده (AICc) تعيين گرديد و مدل با كمترين AICc به عنوان بهترين مدل انتخاب شد. از بسته goeveg نيز به منظور برازش منحنيهاي عكسالعمل گونه استفاده شد. اين بسته شامل سه مدل unimodal، bimodal وGAM است و بهترين منحني عكسالعمل بصورت خودكار براساس متريكهاي آماري تعيين ميشود. با استفاده از مدل GAM نقشه پراكنش گونه كرفس كوهي در استان اصفهان تهيه گرديد. منحنيهاي عكسالعمل گونه نشان داد كه گونه مذكور در مناطق با دامنه ارتفاعي 2450 تا 2950 متر، شيب 20 تا 70 درصد، ميزان بارش سالانه 1136 تا 1485 ميليمتر، ميانگين درجه حرارت ساليانه 7/6 سانتيگراد، دماي سردترين فصل سال 51/7- تا 45/0- درجه سانتيگراد، دامنه تغييرات درجه حرارت ساليانه 17/40 سانتيگراد و شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گياهي(NDVI) 09/0 تا 25/0 رويش دارد. مساحت رويشگاه مناسب برابر 515 كيلومتر مربع معادل 48/0 درصد از كل استان ميباشد و بيشتر مربوط به مناطق غربي و جنوب غربي استان است. نتايج حاصل از ارزيابي نقشه پراكنش گونه كرفس كوهي نشان ميدهد ميزان ضريب صحت كلي مدل معادل 86/0، ضريب كاپا معادل 81/0 و سطح زير منحني پلات ROC معادل 83/0 است كه بيانگر عملكرد بسيار خوب مدل است. نتايج اين تحقيق، ضمن تعيين نيازهاي اكولوژيك گونه، در تعيين مكانهاي مناسب جهت احيا، كشت و معرفي مجدد گونه به مديران و بهرهبرداران منابع طبيعي كمك مينمايد.
چكيده انگليسي :
In the present study, the relationship between the plant species Kelussia odoratissima Mozaff and environmental parameters (climate, topography, and NDVI spectral index) in Isfahan province was examined. To model the species' response along the gradient of environmental conditions, the "goeveg" and "eHOF" packages were utilized. The geographical coordinates of the species' presence locations were recorded using GPS devices during field surveys conducted in the growth season (spring). A total of 89 locations were determined through a random-systematic sampling method, and the presence of the species was recorded as occurrence points.Environmental data included 19 bioclimatic parameters, topographic variables (altitude above sea level, slope, and aspect), and the NDVI spectral index, which were determined for each occurrence location. Due to linear correlations between some environmental variables, the number of variables was reduced using cluster analysis based on Pearson correlation and Principal Component Analysis (PCA), identifying six main variables. Environmental variables with correlations greater than 0.8 were selected based on ecological importance, and the others were excluded. The response curve of Kelussia odoratissima in relation to the most important variables was created using the "eHOF" package in R software. The "eHOF" model plotted seven separate regression models for each environmental variable. The best model was determined using the corrected Akaike Information Criterion (AICc), with the model showing the lowest AICc being selected as the best fit.The "goeveg" package was also used to fit species response curves, which includes three models: unimodal, bimodal, and Generalized Additive Model (GAM). The best response curve is automatically determined based on statistical metrics. Using the GAM model, a potential distribution map of Kelussia odoratissima in Isfahan province was produced. The species response curves indicated that this species grows in areas with an altitude range of 2,450 to 2,950 meters, slopes of 20 to 70 percent, annual precipitation of 1,136 to 1,485 mm, an average annual temperature of 6.7 degrees Celsius, the coldest season temperature of -7.51 to -0.45 degrees Celsius, an annual temperature variation range of 17.40 degrees Celsius, and a Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) ranging from 0.09 to 0.25. The suitable habitat area covers 515 square kilometers, equivalent to 0.48 percent of the entire province, mostly located in the western and southwestern regions.The results of the distribution map evaluation show an overall accuracy coefficient of 86%, a Kappa coefficient of 81%, and an area under the ROC curve (AUC) of 83%, indicating good model performance. The results of this study, in addition to determining the ecological requirements of the species, assist managers and natural resource stakeholders in identifying suitable locations for the restoration, cultivation, and reintroduction of the species.