شماره مدرك
20932
شماره راهنما
2443 دكتري
پديد آورنده
بذرمنش، آزاده
عنوان
تحليل روند پوشش گياهي و پاسخ آن به تغيير اقليم بر اساس شاخص سطح برگ (LAI) در ايران
مقطع تحصيلي
دكتري
گرايش تحصيلي
علوم و مهندسي مرتع
محل تحصيل
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
سال دفاع
1404
صفحه شمار
پانزده، 293ص.: مصور، جدول، نمودار
توصيفگر ها
تغيير اقليم , شاخص سطح برگ , آزمون من-كندال , مدل¬هاي اقليمي , سناريوهاي اقليمي
تاريخ ورود اطلاعات
1404/11/28
كتابنامه
كتابنامه
رشته تحصيلي
مهندسي منابع طبيعي
دانشكده
مهندسي منابع طبيعي
تاريخ ويرايش اطلاعات
1404/11/28
كد ايرانداك
23207134
چكيده فارسي
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.
چكيده انگليسي
Climate change is recognized as one of the most critical environmental challenges of the present century, exerting profound impacts on the structure and dynamics of terrestrial vegetation. Understanding vegetation responses to these changes plays a key role in sustainable natural resource management and enhancing ecosystem resilience. In this study, the spatiotemporal trends of vegetation cover in Iran and its response to climate change were investigated using the Leaf Area Index (LAI). Temporal changes in LAI were first analyzed for the period 2000–2022 across forest and rangeland ecosystems of Iran, and future variations of this index were subsequently projected under climate change scenarios up to the year 2100. LAI data were derived from the MODIS MOD15A2H product with a spatial resolution of 500 m, while climatic variables including temperature and precipitation were obtained from the CHELSA database at a 1 km spatial resolution. Trend detection of LAI changes was conducted using the non-parametric Mann–Kendall test, and trend magnitude was estimated using Sen’s slope estimator. To quantify the relationship between LAI and climatic variables and to predict future LAI values, several statistical and machine learning models were employed, including Generalized Additive Models (GAM), Artificial Neural Networks (ANN), Support Vector Machines (SVM), and Random Forests (RF). Future climate projections were based on outputs from five selected CMIP6 global climate models under SSP1-2.6 and SSP5-8.5 scenarios, using an independence-weighted multi-model ensemble (IWM) approach. The results of historical trend analysis revealed pronounced spatial and temporal heterogeneity in LAI changes across Iran. Large portions of central, northeastern, and southeastern regions exhibited non-significant or declining LAI trends, whereas northwestern, western, Alborz mountain ranges, and Caspian coastal areas showed significant increasing trends. Comparison between ecosystem types indicated that rangelands were more sensitive to climatic variability than forests. Future scenario-based projections demonstrated that several bioclimatic zones that were previously stable are likely to experience declining LAI in coming decades. Among them, bioclimatic zone 8 was identified as the most vulnerable region, while forests in zone 6 and rangelands in zone 5 also showed pronounced decreasing trends under future climate scenarios. Overall, the findings indicate that vegetation responses to climate change in Iran are non-linear and strongly dependent on ecosystem type and spatial scale. The results underscore the necessity of adopting region-specific and forward-looking management strategies to reduce ecosystem vulnerability and enhance the resilience of Iran’s natural vegetation under future climate conditions.
استاد راهنما
سعيد سلطاني كوپائي
استاد مشاور
مصطفي تركش اصفهاني , رضا جعفري
استاد داور
رضا مدرس , سعيد پورمنافي , مرتضي خداقلي