بررسی مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ آسیایی (Acinonyx jubatus venaticus) با زیست گاه های طعمه خواران رقیب در پارک ملی کویر

علوم و تکنولوژی محیط زیست، دوره نوزدهم،ویژه نامه شماره 5 ، تابستان1396

بررسی مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ آسیایی   (Acinonyx jubatus venaticus)   با زیست گاه های طعمه خواران رقیب در پارک ملی کویر

بهناز جورابلو [1]

مهدی رمضانی [2]*

Dr.mramezani@yahoo.com

نعمت الله خراسانیه [3]

چکیده

زمینه و هدف: هدف از این مقاله بررسی زیست گاه یوزپلنگ آسیایی با طعمه خواران رقیب این گونه در پارک ملی است.

روش بررسی: در مقاله حاضر، مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ آسیایی با استفاده از روش مکسنت در پارک ملی کویر طی یک دوره ده ساله مورد بررسی قرار گرفته و مدل­سازی می‌شود.

یافته‌ها: نتایج نشان می‌دهد که متغیر­های فاصله از منابع آب، پوشش سطح زمین و طعمه خوار رقیب با 8/27، 1/22، 50/19 درصد بیش ترین سهم را در مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ دارند. بیش ترین احتمال حضور گونه در جهت شمال، در دامنه ارتفاعی 1300- 1200 متر، در شیب­های 15 تا 60 درصد و در فاصله کم تر از 10 کیلومتری از منابع آبی می­باشد.  بیش ترین احتمال حضور یوزپلنگ در مراتع متوسط ، اراضی بایرو پوشش بسیار ضعیف می­باشد.

بحث و نتیجه‌گیری: زیست گاه کاراکال بیش از سایر طعمه­خواران با زیست گاه یوزپلنگ هم پوشانی دارد. براین اساس، تغییر مراتع و احداث اراضی حاوی طعمه‌های یوزپلنگ در نقاطی که مطلوبیت زیست گاه این حیوان مناسب ارزیابی شده است، به عنوان یکی از عوامل منجر به توسعه پایدار زیستگاه این گونه معرفی می‌گردد.

واژه­های کلیدی: مطلوبیت زیست گاه، یوزپلنگ آسیایی، روش مکسنت، پارک ملی کویر.

Comparingthe Habitat Suitability of Acinonyx jubatus venaticus with that of Predator Competitors in Kavir National Park

Behnaz Jourablou [4]

Mahdi Ramezani [5]*

Dr.mramezani@yahoo.com

Nematollah Khorasani [6]

Abstract

Background and Objective: The purpose of this article is to compare the habitat of Asiatic cheetah with that of the predators competing this species in the National Park.

Method: At the present study, the habitat suitability of Asiatic cheetah at the Kavir National Park was studied and modeled by MaxEnt in 10 years.

Findings: The results show that the factors such as distance from water resources, land use and competitor predators with the scores of 27/8, 22/1, 19/50% had the highest share in suitablity of cheetah’s habitat. Maximum possibility of the existence of the species at the north is at the elevation range of 1200-1300 m, at the slope range of 15-60%, and at a distance less than 10 km from water resources. Maximum possibility of the existence of cheetah is at moderate pastures, undeveloped lands, and very poor coverage.

Conclusion: The habitat of caracal has the highest overlap with the habitat of cheetah than other predators. Accordingly, change of pastures and establishing the lands containing the preys for cheetah at the zones weher are found to be a suitable habitat, can be introduced as leading contributors to the sustainable development of habitat for this species

Keywords: Habitat suitability, Cheetah, Max. Ent. Modeling, Kavir National Park.

مقدمه

کشور ایران به علت وسعت زیاد و قرار گرفتن در­ بین سه منطقه زیست­جغرافیایی (جانوری) پالئارکتیک، اورینتال و اتیوپیا از تنوع ­زیستی بالایی برخوردار است(1). بوم­سامانه­­های بیابانی به عنوان اراضی حاشیه­ای محسوب شده و زیست گاه­هایی با موانع زیستی و محدودیت­ رویشی فراوان هستند که مهم ترین ویژگی آن ها کمبود رطوبت کافی، ناپایداری موازنه بوم­شناختی و توان ترمیم­پذیری محدود است. با وجود این،موانع بوم­سامانه­­های بیابانی یکی از مهم ترین زیست گاه­های حیات­وحش دشت­زی، بومی و یا حمایت شده نظیر گورخر آسیایی، جبیر، آهو، یوزپلنگ، کاراکال، هوبره، انواع کوکر، زاغ بور و ... به شمار می­روند . این بوم­سامانه­ها به دلیل محدودیت­های زیستی در برابر دخالت­های نابه­جای انسان شکننده و آسیب­پذیرند که این امر نیاز جدی محیط زیست را به یک توسعه پایدار و متوازن مشخص می‌کند(2و3).

یوزپلنگ آسیایی شاخص ترین گونه بوم سازگان های بیابانی و نیمه بیابانی ایران است. نسل این جانور در سایر کشورهای آسیایی منقرض شده است و تنها جمعیت باقی مانده، جمعیت موجود در ایران است و از این رو به این گونه یوزپلنگ ایرانی نیز اطلاق می‌شود(4و5). یوزپلنگ ایرانی یکی از در معرض خطرترین حیوانات دنیا می باشد که پس از پلنگ آمور که تنها 30 تا 40 قلاده از آن در طبیعت باقی مانده ، دومین گربه سان در معرض خطر دنیا به شمار می آید. تا پیش از جنگ جهانی دوم ، جمعیت یوزپلنگ در حدود 400 قلاده بوده که تقریبا در تمام مناطق استپی و صحرایی نیمه شرقی کشور و بخش هایی از نواحی غربی کشور نزدیک مرز عراق دیده می شد(6). اما متاسفانه در سال های اخیر جمعیت آن به شدت کاهش یافته و در معرض خطر انقراض قرار گرفته است و اگر اقدامات قاطعی برای حفاظت از آن صورت نگیرد، نسل این جانور منقرض خواهد شد . تبدیل ، تکه تکه شدن و تخریب زیست گاه هر کدام به نوعی زندگی پایدار و توسعه متوازن این گونه را به خطر انداخته است . بنابراین مطالعه زیست گاه ها به منظور آگاهی از وضعیت موجود آن ها و تدوین راه حل‌های مناسب برای توسعه پایدار بسیار مهم و حیاتی تلقی می شود(7و8).

یکی از اساسی‌ترین و اصلی‌ترین رویکردهای توسعه پایدار، کاهش تداخل فعالیت­های انسانی و فعالیت­های حیات وحش می‌باشد که باید با تولید نقشه مطلوبیت زیست گاه، مناطقی که از نظر حفاظتی مهم­تر هستند،‏ شناسایی شوند. بنابراین نقشه مطلوبیت زیست گاه برای توسعه پایدار بوم­سامانه­ها بسیار مهم می­باشد. ارزیابی زیست گاه مهم­ترین عاملی را که منجر به حمایت و جلب­نظر گونه می­شود، مشخص می‌کند و سبب می‌شود تا مدیران حیات وحش در صورت امکان با افزایش آن عامل در زیست گاه گونه هدف، باعث حمایت، حفظ و نیز توسعه آن جمعیت شوند. هم چنین عوامل موثر در تخریب زیست گاه و تهدید برای گونه هدف مشخص می­شود و با کنترل و حذف آن عامل، از کاهش جمعیت هدف جلوگیری می- گردد(9). بر این اساس در مقاله حاضر موارد ذیل در جهت توسعه پایدار زیست گاه یوزپلنگ آسیایی انجام می‌گیرد: ابتدا به ارزیابی زیست گاه یوزپلنگ آسیایی در پارک ملی کویر پرداخته می‌شود. سپس مهم ترین عوامل تاثیر گذار بر پراکنش و جذب و دفع گونه تعیین می گردد. پس از آن مدل سازی و تهیه نقشه مطلوبیت زیست گاه در منطقه با روش MaxEnt  انجام می‌گیرد.

منطقه مورد مطالعه

پارک ملی کویر در جنوب غربی استان سمنان در حد­فاصل کویر مرکزی ایران و دریاچه نمک واقع شده است. پارک ملی در موقعیت جغرافیایی َ58 و ْ51 تا ً05 و َ03وْ53 طول شرقی و ً05وَ17وْ34 تا ً40وَ53وْ34 عرض شمالی قرار دارد. از نظر موقعیت مکانی این منطقه در حد­فاصل دریای نمک در غرب و دشت کویر در شرق قرار گرفته و از نظر جغرافیای سیاسی حد­فاصل استان­های تهران، قم، اصفهان و سمنان واقع گردیده است. این منطقه مشتمل بر دشت­ها، ارتفاعات، مسیل­ها، دق­ها، چشمه­ها، مراتع کویری و نیمه کویری و تنوع حیات وحش نمونه­ای از بوم­سامانه­های خشک و بیابانی محسوب می­شود. در این محدوده به دلیل ریزش­های کم جوی تنها امکان ادامه حیات گیاهان و جانورانی که قادر به سازش با منطقه شده­اند وجود دارد. به همین دلیل این منطقه دارای سیمای گیاهی و جانوری ویژه­ای از جمله گیاهان خشکی پسند و شورپسند و جانورانی نظیر روباه شنی، گربه شنی و یوزپلنگ می­باشد و در زمانی نه چندان دور گورخر از گونه­های شاخص جانوری در منطقه محسوب می­شد. پست­ترین بخش منطقه با ارتفاع حدود 750 متر از سطح دریای آزاد در شرق تا ارتفاع بیش از 2000 متر در قسمت­های مرکزی منطقه مشهود است. با توجه به اوضاع ویژه پارک ملی کویر و منطقه حفاظت شده کویر از نظر شکل زمین، جنس خاک، اقلیم و آب و هوا، 205 گونه گیاهی در رویش گاه­های این منطقه شناسایی شده است. این گیاهان از نظر پایایی (طول عمر) چند ساله و اغلب یک ساله هستند و از منظر فرم رویشی به صورت درختی و درختچه­ای، بوته­ای علفی و گندمی دیده می­شوند. گونه­های گیاهی شناسایی شده در پارک ملی کویر متعلق به 153 جنس و از 40 خانواده هستند. تاکنون در ذخیره­گاه زیست­کره کویر 31 گونه پستاندار از 28 جنس و متعلق به 15 خانواده شناسایی شده است در حال حاضر در پارک ملی کویر از گورخر، که در گذشته یکی از شاخص­ترین گونه­های منطقه به حساب می­آمد، اثری دیده نمی­شود و 131 گونه پرنده متعلق به 35 خانواده، 20 گونه خزنده متعلق به 9 خانواده و دو گونه دوزیست متعلق به 2 خانواده شناسایی شده است که این تنوع در جمعیت حیات وحش منطقه قابل توجه می­باشد(4).

روش بررسی

در این پژوهش از روش ارزیابی زیست گاه، از داده­های حضور گونه و عوامل زیست گاهی تاثیر­گذار در پراکنش گونه استفاده می‌شود. سپس نقشه­های مطلوبیت زیست گاهی حاصله، به وسیله اعتبار سنجی با استفاده از پایش زمینی، مورد مقایسه قرار می‌گیرد و در نهایت با مقایسه مدل به وسیله منحنی مشخصه، عمل کرد دریافتی^[7] و بررسی سطح زیر منحنی، بهترین مطلوبیت زیست گاه برای این گونه معرفی ­می‌شود(10).  به منظور مشخص نمودن تمام نقاط حضور این گونه در سر­تاسر پارک ملی کویر، فهرستی از آمار و مشاهدات یوزپلنگ که طی یک دوره ده ساله از سال 1383 لغایت 1393 در پارک ملی کویر به ثبت رسیده بود، تهیه شد. این نقاط با توجه به مشاهده مستقیم محیط­بانان و مراجعه کنندگان پارک، تصاویر دریافت شده از دوربین­های تله­ای و نیز نقاطی که در آن ها لانه، سرگین، رد­پا و رفت و آمد حیوان مشاهده شده است، بر اساس اطلاعات موجود در اداره پارک ملی کویر، اداره کل حفاظت محیط­ زیست استان سمنان و اطلاعات محیط­بانان منطقه گردآوری و آدرس و محل دقیق مشاهده حیوان و یا آثار و علایم آن گرفته شد(4)، مختصات جغرافیایی نقاط حضور گونه طی سفر­های متعدد به پارک ملی کویر و با پیمایش­های صحرایی در تمامی فصول سال 92 و بهار 93و94، طی دوره های متوالی انجام گرفت، با دستگاه GPS  ثبت شد که بالغ بر 96 نقطه حضور بوده است. هم زمان با ثبت این نقاط در منطقه، اطلاعات میدانی مربوط به ناهمواری­ها، منابع آب و حیات­وحش موجود در نقاط حضور، ثبت گردید.در مدل­سازی با روش MaxEnt برای به دست آوردن توزیع نامعلوم حضور یک گونه و مطلوبیت زیست گاه برای آن، از تعدادی لایه زیست­بومی همراه با نقاط حضور آن گونه (نقاط حضور ازx₁ تا x_m) استفاده می­شود. برای این که بتوان مدل توزیع گونه را به دست آورد، باید بین داده­های آماری حضور گونه و اطلاعات بوم­شناختی ارتباط ایجاد کرد. مکسنت مطلوبیت هر سلول در زیست گاه را برای آن گونه، به صورت تابعی از متغیرهای زیست­بومی بیان می­کند. ارزش بالای هر سلول نشان دهنده این است که آن سلول اوضاع مطلوبی برای آن گونه دارد. مدل محاسبه شده امکان توزیع جمعیت را در تمامی سلول­ها بیان می­کند. توزیع منتخب، آن قسمتی است که به واقعیت نزدیک­تر می­باشد (Maximum Entropy) و برای هر متغیر باید چنین وضعیتی وجود داشته باشد(11). در پژوهش حاضر از آستانه حداکثر طبقه­بندی صحیح نقاط حضور با درصد طبقه بندی نقاط شبه عدم حضور که یک آستانه توصیه شده برای این نمونه از پژوهش­ها می­باشد، استفاده گردید که برابر 378/0 بوده است. با توجه به این که برای اجرای مدل و اهمیت متغیر طعمه­خوار و طعمه، نقشه حضور گونه­های طعمه­خوار با یک دیگر تلفیق شده و هم چنین نقشه حضور طعمه با یک دیگر تلفیق شده که برای تشخیص این که که کدام گونه طعمه­خوار و نیز طعمه اهمیت بیش تری در مدل پیش­بینی مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ دارد، همپوشانی نقشه مطلوبیت نهایی زیست گاه یوزپلنگ (به دست آمده از مکسنت که در محیط ArcGis به صورت یک نقشه رستری در دو کلاس مطلوب و نامطلوب طبقه­بندی گردیده) با نقشه حضور هر یک از طعمه­خواران و طعمه ها محاسبه شد که نتایج آن در ذیل ذکر می گردد.

یافته ها

در نمودار(1)، میزان حذف (omission rate) و منطقه پیش­بینی شده به عنوان تابعی از آستانه تجمعی نمایش داده شده است. میزان حذف بر پایه 70 درصد از نقاط حضور گونه یوزپلنگ محاسبه می گردد که برای اجرای مدل، 30 درصد از داده­های حضور به عنوان داده­های آزمون مدل مورد استفاده قرار گرفته است. میزان حذف به دلیل تعیین آستانه تجمعی باید نزدیک به میزان حذف پیش­بینی شده باشد.

          نمودار 1- منحنی میزان حذف و منطقه پیش بینی شده برای گونه یوزپلنگ

Figure 1- Deletion rate and predicted area for cheetah

نمودار(2) منحنی گیرنده عامل مشخصه^[8]  (ROC)را برای داده­های مشابه نشان می­دهد. در این نمودار، خط قرمز پیش­بینی مدل بر اساس 70 درصد از داده­های تعلیمی است که برای اجرای مدل استفاده گردیده و مقدار(0.844= AUC) عمل کرد و دقت مناسب مدل را نمایش می­دهد. هم چنین خط سیاه رنگ نشان دهنده پیش­بینی حضور گونه به صورت تصادفی (0.5= AUC) بوده و خط آبی پیش­بینی مدل بر اساس 30 درصد از داده­ها می باشد که برای سنجش اعتبار مدل استفاده شده است(0.790= AUC).

نمودار 2- منحنی میزان حساسیت و اختصاصی بودن منطقه برای یوزپلنگ

Figure 2- sensitivity rate and specificity of the area for cheetah

در تفسیر منحنی­های پاسخ، از نمودارهای خروجی مکسنت استفاده گردید که علاوه بر این که احتمال حضور یوزپلنگ را با هر متغیر می­سنجد، روابط هم بستگی پنهان بین آن متغیر خاص با سایر متغیرها را نیز مد نظر قرار می­دهد که در قسمت زیر به نتایج آن اشاره می­شود.

نمودار 3- منحنی پاسخ جهت جغرافیایی

Figure 3- aspect response Curve

نمودار 4- منحنی پاسخ ارتفاع

Figure 4- dem response Curve

نمودار 5- منحنی پاسخ شیب

Figure 5- slope response Curve

نمودار 6- منحنی پاسخ فاصله از منابع آب

Figure 6- water distance response Curve

نمودار 7- منحنی پاسخ پوشش سطح زمین

Figure 7- landuse response Curve

جدول 1-  درصد هم پوشانی زیست گاه مطلوب یوزپلنگ و زیست گاه طعمه ها

Table 1- overlaps percent of cheetah habitat Suitability and habitat of prey

نمودار 8- منحنی پاسخ طعمه

Figure 8- hunt response graph

جدول 2- درصد هم پوشانی زیست گاه مطلوب یوزپلنگ با زیست گاه طعمه خواران رقیب

Table 2- overlaps percent of cheetah habitat Suitability and habitat of predators

نمودار 8- منحنی پاسخ طعمه خوار

Figure 8- predator response graph

نمودار زیر نمودار جک نایف (Jacknife) می­باشد که دقت اجرای مدل را با هر متغیر خاص به تنهایی نشان می­دهد و آن را با سایر متغیر­های دیگر مقایسه می­کند. این مساله از این جهت مهم است که تعیین می­کند کدام یک از متغیرها سهم بیش تری را در اجرای مدل به تنهایی ایفا می­کند. در نمودار زیر متغیر­های فاصله از منابع آب،پوشش سطح زمین، طعمه­خوار به ترتیب مهم ترین نقش را در اجرای مدل به تنهایی ایفا می­کنند.

*(جهت جغرافیایی=  Aspect، ارتفاع=Dem، پوشش سطح زمین= Landuse، طعمه­خوار= predator، طعمه= prey1، شیب= slope و منابع آبی= water) با رنگ سبز= بدون متغیر، رنگ آبی= تنها با آن متغیر، رنگ قرمز= با تمام متغیرها را نشان می دهد.

نمودار 9- منحنی جک نایف

 Figure 9- Jackknife of regularized training gain for cheetah

در نهایت از خروجی مکسنت نقشه ای به دست می آید که این خروجی  شامل دو طبقه است به طوری که زیست گاه مطلوب به رنگ سبز و زیست گاه نامطلوب به رنگ قرمز برای گونه یوزپلنگ در پارک ملی کویر می باشد.

نقشه 1- مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ در پارک ملی کویر

Map 1- habitat Suitability for cheetah in Kavir national park

بحث و نتیجه گیری

در این پژوهش ارزیابی مناطق بالقوه مناسب برای یوزپلنگ ها به عنوان مهم ترین عامل توسعه پایدار زیست گاه این گونه مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. . به منظور مدل سازی و تعیین مطلوبیت زیست گاه یوزپلنگ آسیایی از روش مکسنت بهره برده شد.