تحلیل توزیع فضایی پستانداران شاخص در منطقه شکارممنوع اشکورات با استفاده از روش یادگیری درختی جنگل تصادفی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست طبیعی و تنوع زیستی، دانشکده محیط زیست کرج، کرج، ایران

2 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر، ملایر، ایران

3 گروه تنوع زیستی و ایمنی زیستی، پژوهشکده محیط زیست و توسعه پایدار، سازمان حفاظت محیط زیست، تهران، ایران

چکیده

در ایران مناطق شکارممنوع به‌ منظور حفظ تنوع زیستی به مدت 3 تا 5 سال تحت مدیریت قرار می‌ گیرند تا در صورت بهبود شرایط زیستگاهی و جمعیت وحوش به مناطق 4 گانه تحت مدیریت سازمان حفاظت محیط‌ زیست ملحق شوند. مدل‌ های مطلوبیت زیستگاه می‌ توانند به‌ عنوان یک ابزار، ارزیابی سریعی از وضعیت گونه‌ های شاخص به دست دهند. تا با پشتوانه قوی ارتقا درجه حفاظتی مناطق شکارممنوع انجام گیرد. منطقه شکارممنوع اشکورات با تنوع زیستگاهی بالا یکی از این مناطق است. هدف این مطالعه ارزیابی وضعیت 4 گونه شاخص منطقه شامل کل بز (Capra aegagrus)، شوکا (Capreolus Capreolus)، خرس قهوه‌ ای (Ursus arctos) و پلنگ (Panthera pardus) است.  در این راستا از مدل جنگل تصادفی استفاده شد و اعتبار مدل‌ با استفاده از آماره‌ های مساحت سطح زیر منحنی (AUC)، میانگین مجذور مربعات (RMSE) و میانگین آنتروپی (MXE) متقاطع ارزیابی گردید. نتایج ارزیابی مدل‌ نشان داد که روش جنگل تصادفی در اجرا موفق عمل کرده است. ارتفاع یک عامل در مطلوبیت زیستگاه‌ های خرس، کل و بز و شوکا ارزیابی شد در حالی‌ که نزدیکی به طعمه بیش ترین تأثیر را بر روی توزیع پلنگ داشت. وسعت زیستگاه مطلوب برای خرس، پلنگ، شوکا و کل و بز به ترتیب برابر 34/79، 2/12، 3/43 و 11/34 درصد از کل منطقه است. توزیع فضایی لکه‌ های زیستگاهی گونه‌ های مذکور حاکی از وجود تنوع زیستگاهی بالا در منطقه است که نقش پررنگ این منطقه را در حفاظت از تنوع زیستی گونه‌ های شاخص مذکور آشکار می‌ کند و ارتقا درجه حفاظتی آن می‌ تواند بسیار از چالش‌ های پیش روی منطقه را حذف کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Spatial Distribution Analysis of index Mammals in the Eshkevarat no hunting area Using the Random Forest Tree Learning Method

نویسندگان [English]

  • Zeinab Hoseinnezhad 1
  • Peyman Karami 2
  • Hamid Goshtasb 1
  • Bagher Nezami Balouchi 1 3
1 Department of Natural Environment Biodiversity, College of Environment, Karaj, Iran
2 Department of Environment, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran
3
چکیده [English]

In Iran, no hunting areas are managed for maintaining the biodiversity for 3 to 5 years to join the four conservation areas managed by the Department of environment in the event of improved habitat and wildlife. Habitat suitability models can provide a rapid assessment of the status of index species as a tool. So with strong support, protection level of no hunting areas is enhanced. One of these areas with high-diversity is no hunting area of Eshkevarat. The purpose of this study was to evaluate the status of four species in the region including wild goat (Capra aegagrus), Roe deer (Capreolus Capreolus), brown bear (Ursus arctos) and leopard (Panthera pardus). For this purpose, random forest (RF) model was used and the validity of the model was evaluated by using area under curve (AUC), root mean square (RMSE) and crossed mean entropy (MXE) statistics. Model evaluation results showed that RF method has been successful in implementation. Elevation was evaluated as a factor in the suitability of bear, goat, and roe deer habitats while proximity to prey had the greatest impact on leopard distribution. The optimal habitat area for bears, leopards, roe deer and goats was 34.79%, 2.12%, 3.48% and 11.34% of the total area, respectively. Spatial distribution of habitat patches of the mentioned species indicates high habitat diversity in the area, which reveals the strong role of this area in biodiversity conservation of the mentioned species and upgrading its level of protection can eliminate many of the challenges facing the area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Threshold
  • Eshkevarat no hunting area
  • Habitat suitability
  • Random forest

مراجع

  1. امیدی، م.؛ کابلی، م. و کرمی، م.، 1389. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه پلنگ ایرانی (Panthera pardus saxicolor, Pocock 1927) به­  روش تحلیل عاملی آشیان بوم‌ شناختی (ENFA) در پارک ملی کلاه قاضی اصفهان. نشریه علوم و فنّاوری محیط‌ زیست. دوره 12، شماره1، صفحات 137 تا 148.
  2. بخشی، ح.؛ سلمان­ ماهینی، ع.؛ وارسته ­مرادی، ح. و حسنی، م.، 1394. مدل­ سازی مطلوبیت زیستگاه شوکا (Capreolus capreolus) با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بوم شناختی در پارک ملی گلستان. فصلنامه محیط زیست جانوری. سال 7، شماره 4، صفحات 31 تا 42.
  3. بخشی، ح.، 1392. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه شوکا (Capreolus capreolus) با استفاده از روش تحلیل عاملی آشیان بوم‌ شناختی در پارک ملی گلستان. پایان‌ نامه کارشناسی­ ارشد محیط­‌ زیست، دانشکده شیلات و محیط‌ زیست. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. 102 صفحه.
  4. حسین­ نژاد، ز.، 1394. ارزیابی توان اکولوژیکی منطقه شکارممنوع اشکورات جهت ارتقا به سطوح حفاظتی بالاتر. پایان‌ نامه کارشناسی ارشد. دانشکده محیط‌ زیست کرج.
  5. حسینی، س .؛ ریاضی، ب.؛ شمس ­اسفندآباد، ب. و  نادری، م.، 1396. ارزیابی مطلوبیت زیستگاه کل و بز (Capra aegagrus) در استان گلستان. فصلنامه محیط‌ زیست جانوری. دوره 9، شماره 2، صفحات 9 تا 16.
  6. خالوندی، ا.، 1395. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه پازن (Capra aegagrus) در منطقه حفاظت‌ شده و پناهگاه حیات‌ وحش با استفاده از روش آنتروپی بیشینه (MaxEnt). پایان‌ نامه کارشناسی ­ارشد محیط ‌زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌ زیست دانشگاه ملایر. 90 صفحه.
  7. ریاضی، ب.؛ مطهری، س. و امیراصلانی، ف.، 1394. ارزیابی مناطق شکار ممنوع به ­منظور ارتقا به مناطق حفاظت شده (مطالعه موردی: منطقه شکار ممنوع- سفید کوه آرسک شهرستان دامغان). فصلنامه محیط­ زیست طبیعی. دوره 68، شماره 1، صفحات 53 تا 65..
  8. شعاعی، ا.؛ قلی­ پور، م.؛ رضایی، ح. و یارمحمدی، ث.، 1396. ارزیابی مطلوبیت زیستگاه پلنگ ایرانی (Panthera pardus saxicolor, Pocock 1927) با روش آنتروپی بیشینه (MaxEnt) در پارک ملی تندوره در طی فصول تابستان و پاییز. فصلنامه محیط ‌زیست جانوری. دوره 9، شماره1، صفحات 21 تا 30.
  9. صفری، س. و براتلو، ع.، 1395. قسمت پنجم: ویژگی عملکردی تست و سطح زیر منحنی راک. مجله طب اورژانس ایران. دوره3، شماره3، صفحات 119 تا 121.
  10. عبیداوی، ز.؛ رنگزن، ک.؛ میرزائی، ر. و کابلی ­زاده، م.، 1395. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه خرس قهوه‌ ای در منطقه حفاظت‌ شده شیمبارو، استان خوزستان. فصلنامه اکولوژی کاربردی. جلد 5، شماره 17، صفحات 61 تا 72.
  11. عطایی، ف.؛ کرمی، م. و کابلی، م. 1391. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه تابستانه خرس قهوه‌ ای (Ursus arctos syriocus) در منطقه حفاظت شده البرز جنوبی . محیط زیست طبیعی. دوره 65، شماره 2، صفحات 235 تا 245.
  12. فلاحتی، س.، 1397. بررسی وضعیت زیستگاه خرس قهوه‌ ای (Ursus arctos) از منظر سیمای سرزمین در منطقه حفاظت‌ شده قلاجه. پایان‌ نامه کارشناسی ارشد محیط‌ زیست، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌ زیست، دانشگاه ملایر. 1444 صفحه.
  13. کرمی، پ.؛ شایسته، ک. و اسماعیلی، م.، 1398. بررسی وضعیت پراکنش خرس قهوه ­ای (Ursus arctos Linnaeus1758) در منطقه حفاظت شده سفید کوه استان لرستان. فصلنامه محیط زیست جانوری. دوره 11، شماره 2، صفحات 1 تا 10.
  14. کرمی، پ.؛ کمانگر، م.؛ نیکنام، ا. و بخشی، ح.، 1392. مدل‌ سازی پراکنش بالقوه شوکا (Capreolus Capreolus) در استان کرمانشاه با استفاده از الگوریتم آنتروپی بیشینه (MaxEnt). فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط‌ زیست. پذیرفته‌ شده برای انتشار، انتشار آنلاین. http://jest.srbiau.ac.ir/article_9448.html
  15. گشتاسب، ح.؛ عطایی، ف.؛ جهانی، ع.؛ صوفی، م. و احمدی، ن.، 1395. تأثیر پوشش گیاهی در انتخاب زیستگاه شوکا در منطقه حفاظت‌ شده بوزین و مرخیل. فصلنامه محیط‌ زیست طبیعی ایران. دوره 69، شماره 3، صفحات 803 تا 820.
  16. محسنی، ف.؛ سبزقبائی، غ. و دشتی، س.، 1397. ارزیابی اثر بخشی مدیریتی مناطق حفاظت شده در راستای توسعه پایدار (مطالعه موردی: دز، شیمبار، کرایی). فصلنامه جغرافیا و پایداری محیط. سال 8، شماره 3، صفحات 99 تا 111.
  17. میرسنجری، م. و سخنگو، ف.، 1397. مدل‌ سازی مطلوبیت زیستگاه کل و بز (Capra aegagrus) در منطقه حفاظت‌ شده دنا با استفاده از الگوریتم آنتروپی بیشینه (MaxEnt). فصلنامه محیط ‌زیست جانوری. دوره 10، شماره 2، صفحات 23 تا 30.
  18. نظامی­ بلوچی، ب.، 1393. بررسی عادت‌ های غذایی فصلی خرس قهوه‌ ای سوری (Ursus arctos syriacus Linnaeus, 1758) در منطقه حفاظت‌ شده البرز مرکزی. تاکسونومی و بیوسیستماتیک. سال 6، شماره 9، صفحات 27 تا 36.
  19. نظامی­ بلوچی، ب.،1387. بوم‌ شناسی خرس قهوه‌ ای در محدوده امن البرز مرکزی. پایان­ نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم و تحقیقات تهران.
  20. وصالی، س.؛ وارسته­ مرادی، ح. و سلمان ­ماهینی، ع.، 1396. ارزیابی مطلوبیت زیستگاه پلنگ ایرانی (Panthera pardus saxicolor) با روش آنتروپی بیشینه در استان گلستان. فصلنامه پژوهش­ های محیط. دوره8، شماره 15، صفحات 101 تا 112.
  21. Breiman, L., 1984. Classification and regression trees CA, Wadsworth International Groups.
  22. Breiman, L., 2001. Random forest. Mach. Learn. Vol 45, pp: 5-32. doi:10.1023/A:1010933404324.
  23. Chefaoui, R.M. and Lobo, J.M., 2008. Assessing the Effects of Pseudo-Absences on Predictive Distribution Model Performance, Ecological Modelling. Vol. 210, No. 4, pp. 478-486.
  24. Cutler, D.R.; Edwards Jr, T.C.; Beard, K.H.; Cutler, A.; Hess, K.T.; Gibson, J. and Lawler, J.J., 2007. Random forests for classification in ecology. Ecology. Vol. 88, No. 11, pp: 2783-2792.
  25. DeNormandi, J. and Edwards, T.C., 2002. The Umbrella Species Concept and Regional Conservation Planning in Southern California: A Comparative Study, Conservation Biology, April 2002.
  26. Ebrahimi, A.; Farashi, A. and Rashki, A., 2017. Habitat suitability of Persian leopard (Panthera pardus saxicolor) in Iran in future. Environmental earth sciences. Vol. 76, No. 20, pp: 697.
  27. Edgaonkar, A., 2008. Ecology of the leopard (Panthera pardus) in Bori wildlife sanctuary and Satpura national park, India. Gainesville, Fla, USA: University of Florida.
  28. Erfanian, B.; Mirkarimi, H.S.; Salman Mahini, A. and Rezaei, H.R., 2013. A presence-only habitat suitability model for Persian leopard Panthera pardus saxicolor in Golestan National Park, Iran. Wildlife Biology. Vol. 19, pp: 170-178.
  29. Farashi, A. and Shariati, M., 2017. Biodiversity hotspots and conservation gaps in Iran. Journal for nature conservation. Vol. 1, No. 39, pp: 37-57.
  30. Frąckowiak, W.; Theuerkauf, J.; Pirga, B. and Gula, R., 2014. Brown bear habitat selection in relation to anthropogenic structures in the Bieszczady Mountains, Poland. Biologia. Vol. 69, No.7, pp: 926-930.
  31. Gallardo, B. and Aldridge, D.C., 2013. Evaluating the combined threat of climate change and biological invasions on endangered species. Journal of Biological Conservation. Vol. 160, pp: 225-233.
  32. Gavashelishvili, A. and Lukarevskiy, V., 2008. Modelling the habitat requirements of leopar Pantherapardusin west and central Asia. Applied Ecology. Vol. 45, pp: 579-588.
  33. Graham, J. and Kimble, M., 2019. Visualizing uncertainty in habitat suitability models with the hyper‐envelope modeling interface, version 2. Ecology and evolution. Vol. 9, No. 1, pp: 251-264.
  34. Harrington, F.A.Jr., 1977. A guide to mammals of Iran. Department of the environment, Iran.
  35. Hastie, T.; Tibshirani, R. and Friedman, J.,2001. The elements of statistical learning: data mining, inference and prediction, In Springer series in statistics New York, Springer. 533 p.
  36. Ineichen, P.; Graf, R.F. and Suter, W., 2015. Habitat selection of roe deer (Capreolus capreolus) in a landscape of fear shaped by human recreation (Doctoral dissertation, Master Thesis).
  37. Mateo Sánchez, M.C.; Cushman, S.A. and Saura, S., 2014. Scale dependence in habitat selection: the case of the endangered brown bear (Ursus arctos) in the Cantabrian Range (NW Spain). International Journal of Geographical Information Science. Vol. 28, No. 8, pp: 1531-1546.
  38. Mateo Sánchez, M.C.; Gastón, A.; García-Viñas, J.I.; Cuevas, J.; López-Leiva, C.; Fernández-Landa, A.; Algeet-Abarquero, N.; Marchamalo, M.; Fortin, M.J. and Saura, S., 2016. Seasonal and temporal changes in species use of the landscape: how do they impact the inferences from multi-scale habitat modeling?Landscape ecology. Vol. 31, No. 6, pp: 1261-1276.
  39. Mi, C.; Huettmann, F.; Guo, Y.; Han, X. and Wen, L., 2017. Why choose Random Forest to predict rare species distribution with few samples in large under sampled areas? Three Asian crane species models provide supporting evidence. Peer J. Vol. 5, pp: e2849.
  40. Nawaz, M.A., 2008. Ecology, genetics and conservation of Himalayan brown bears, PhD Thesis, Department of Ecology and Natural Resource Management, Norwegian University of Life Sciences. 224 p.
  41. Ripple, W.J.; Estes, J.A.; Beschta, R.L.; Wilmers, C.C.; Ritchie, E.G.; Hebblewhite, M.; Berger, J.; Elmhagen, B.; Letnic, M.; Nelson, M.P.; Schmitz, O.J.; Smith, D.W.; Wallach, A.D. and Wirsing, A.J., 2014. Status and ecological effects of the world’s largest carnivores. Science. Vol. 343, pp: 124-148.
  42. Swets, A., 1988. Measuring the accuracy of diagnostic systems. Science. Vol. 240, No. 4857, pp: 1285-1293.
  43. Valente, A.M.; Marques, T.A.; Fonseca, C. and Torres, R.T., 2016. A new insight for monitoring ungulates: density surface modelling of roe deer in a Mediterranean habitat. European journal of wildlife research. Vol. 62, No. 5, pp: 577-587.
  44. Van Cleave, E.K.; Bidner, L.R.; Ford, A.T.; Caillaud, D.; Wilmers, C.C. and Isbell, L.A., 2018. Diel patterns of movement activity and habitat use by leopards (Panthera pardus pardus) living in a human-dominated landscape in central Kenya. Biological conservation. Vol. 226, pp: 224-237.
  45. Weinberg, P.; Jdeidi, T.; Masseti, M.; Nader, I.; desmet, K. and Cuzin, F., 2008. Capra aegagrus. In: IUCN Red List of Threatened Species.URL:http://www.iucnredlist.org.
  46. Wu, W.; Li, Y. and Hu, Y., 2016. Simulation of potential habitat overlap between red deer (Cervus elaphus) and roe deer (Capreolus capreolus) in northeastern China. Peer J. Vol. 4, pp: e1756.
  47. Ziółkowska, E.; Ostapowicz, K.; Radeloff, V.C.; Kuemmerle, T.; Sergiel, A.; Zwijacz-Kozica, T. and Selva, N., 2016. Assessing differences in connectivity based on habitat versus movement models for brown bears in the Carpathians. Landscape Ecology. Vol. 31, No. 8, pp: 863-1882.
فصلنامه محیط زیست جانوری
دوره 13، شماره 1
اردیبهشت 1400
صفحه 37-46

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار