Journal of Rangeland

fa تهیه نقشه واحدهای اکولوژیک گیاهی جهت کمی سازی خدمات اکوسیستم (ترسیب کربن) در مراتع نیمه استپی استان چهار محال و بختیاری Mapping Plant Ecological Units to Quantify Ecosystem Services (Carbon Sequestration) in the Semi-Steppe Rangelands of Chaharmahal and Bakhtiari Province تخصصي Special پژوهشي Research سابقه و هدف: واحدهای اکولوژیک گیاهی محدودههایی است که قابلیت ایجاد اجتماعاتی از پوشش گیاهی که هم از نظر ترکیب و هم ساختار با محدودههای دیگر متفاوت بوده و مقادیر متفاوتی از کربن را به‌عنوان یک خدمت مهم اکوسیستمی ذخیره میکنند. هدف این تحقیق، طبقهبندی دقیق واحدهای اکولوژیک گیاهی در مراتع نیمه استپی جهت کمیسازی مهمترین خدمات اکوسیستم (ترسیب کربن)، میباشد. مواد و روشها: برای رسیدن به این اهداف، حوزه آبخیز مرجن بروجن در استان چهارمحال و بختیاری انتخاب شد. بعد از پایش و بررسیهای میدانی، چهار واحد اکولوژیک گیاهی غالب در منطقه شناسایی شد که شامل: Astragalus verus Olivier، Bromus tomentellus Boiss، Scariola orientalis Sojak، Astragalus verus Olivier - Bromus tomentellus Boiss بودند. از تصاویر چند زمانه، جهت تفکیک بهتر واحدهای اکولوژیک گیاهی، ارزیابی و پایش تغییرات احتمالی آنها در طول سالیان گذشته (سی سال گذشته) استفاده شد. همچنین جهت پیشبینی تغییرات آینده واحدهای اکولوژیکی گیاهی، از مدلهای پیشبینی تغییرات اراضی (LCM) استفاده شد. سه دوره زمانی در یک بازه زمانی 16 ساله شامل دوره اول (سالهای 1988-1986 با سنجنده TM) دوره دوم (سالهای 2002-2004 با سنجنده ETM+) و دوره سوم (سالهای 2018-2020 با سنجندهOLI ) انتخاب شد. برای مدلسازی و پیشبینی تغییرات آینده واحدهای اکولوژیک گیاهی (2036) از مدل زنجیره مارکوف (MC) استفاده شد. در نهایت ارزیابی وکمیسازی خدمات اکوسیستم (ذخیره و ترسیب کربن) بین دو دوره حال (T1) و آینده (T2) برآورد شد. نتایج: نتایج حاصل از اعمال LCM گویای آن است که در آینده (2036) واحد اکولوژیک گیاهی 2 و 4 بهترتیب 3/4 و 07/0درصد افزایش خواهند یافت ولی واحد اکولوژیک گیاهی 1 و 3 بهترتیب 98/1 و 12/3 درصد کاهش خواهند یافت. در نهایت نتایج حاصل از مدلسازی خدمات اکوسیستم (ESM) نشان داد که کل کربن فعلی ذخیره شده در منطقه برابر با 226238 تن است. همچنین بین دو دوره T1 (2020) تا T2 (2036) با تغییرات واحدهای اکولوژیک گیاهی میزان 463 تن کربن ترسیب شده از دست خواهد رفت. نتایج کمی‌سازی خدمات اکوسیستم نشان داد که نقاط داغ کاهش ترسیب کربن بیشتر مربوط به بخشهایی است که واحدهای اکولوژیک گیاهی در اثر تخریباتی از قبیل چرای دام، بوتهکنی و شخم رها سازی اراضی کاهش یافته است. نتیجهگیری: پژوهش حاضر با هدف آشکارسازی تغییرات در واحدهای اکولوژیک گیاهی از گذشته تا آینده انجام شد. نتایج نشان داد که تأثیر فعالیتهای انسانی و مدیریتی در کمتر از یک دهه بر روی اکوسیستم و جوامع گیاهی قابل مشاهده است. اجرای سیاستهای حفاظت از منابع طبیعی و فعالیتهای مدیریتی مناسب در هر دورهای میزان تخریبات و نابودی جوامع گیاهی را بهطور مناسبی کاهش داده و در نتیجه به پایداری و سلامتی آینده جوامع گیاهی کمک میکند. بطور کلی تغییرات پوشش گیاهی محرک اصلی تغییر در خدمات اکوسیستم است. ذخیره و ترسیب کربن بهعنوان یکی از کلیدیترین خدمات اکوسیستم رابطه مستقیمی با پوشش گیاهی دارند و با تغییر و کاهش در طبقات پوشش گیاهی این فاکتورها نیز به شدت تحت تأثیر قرار میگیرند. در منطقه مورد مطالعه اغلب مناطقی که نزدیک به جاده دسترسی بوده و یا شخم و رهاسازی شدهاند در نهایت به اراضی فاقد پوشش و مراتع فقیر تبدیل شدهاند که میزان ترسیب کربن در این مناطق کاهش یافته و به نقاط داغ کاهش ترسیب کربن تبدیل شده است.   Background and objectives: Plant Ecological Units (PEUs) are distinctive land types capable of producing unique vegetation communities that differ in composition, structure, and carbon storage capacity, an essential ecosystem service. This research aims to accurately classify PEUs in semi-steppe rangelands to quantify ecosystem services, particularly carbon sequestration, as a critical ecosystem service. Methodology: The Marjan-Borujen watershed in Chaharmahal and Bakhtiari Province was selected as the study area. Following monitoring and field studies, four dominant PEUs were identified: Astragalus verus Olivier, Bromus tomentellus Boiss, Scariola orientalis Sojak, and Astragalus verus Olivier - Bromus tomentellus Boiss. Multi-temporal images were used for better classification, evaluation, and monitoring of PEUs' changes over the past thirty years. Additionally, Land Change Models (LCM) were employed to predict future changes in PEUs. Three-time periods were selected, each with a 16-year interval: the first period (1988-1986) with the TM sensor, the second period (2002-2004) with the ETM+ sensor, and the third period (2018-2020) with the OLI sensor. The Markov Chain (MC) modeler was used to model and predict future changes in PEUs (2036). Finally, ecosystem services (carbon storage and sequestration) between the present (T1) and future (T2) periods were quantified. Results: LCM modeling results indicated that by 2036, PEUs 2 and 4 would increase by 4.3% and 0.07%, respectively, while PEUs 1 and 3 would decrease by 1.98% and 3.12%, respectively. The ecosystem services modeling (ESM) results showed that the current total carbon stored in the region is approximately 226,238 tons. Between the two periods T1 (2020) and T2 (2036), 463 tons of sequestered carbon will be lost due to changes in PEUs. The quantification of ecosystem services revealed that the hotspots of carbon sequestration reduction are primarily associated with areas affected by destruction, such as livestock grazing, bush cutting, and land plowing. Conclusion: This research highlights the changes in PEUs from the past to the future, demonstrating the impact of human and management activities on ecosystems and plant communities within less than a decade. Implementing natural resource protection policies and appropriate management activities can reduce the destruction of plant communities, thereby enhancing their sustainability and future health. Vegetation changes are the primary drivers of ecosystem services changes. Carbon storage and sequestration, as key ecosystem services, have a direct relationship with vegetation, which is significantly affected by changes and reductions in vegetation. In the studied area, lands close to access roads or those that were plowed and abandoned eventually turned into uncovered lands and poor rangelands, resulting in decreased carbon sequestration and the emergence of carbon sequestration reduction hotspots.   نقشه‌برداری پوشش گیاهی, مدل‌سازی تغییرات سرزمین, مدل زنجیره مارکوف, خدمات اکوسیستم. Vegetation Mapping. Land Change Modeler, Markov Chain Model, Ecosystem Services 432 450 http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-379-3&slc_lang=fa&sid=1 Masoumeh Aghababaei معصومه آقابابایی ma.aghababaeei@stu.sku.ac.ir 100319475328460017803 100319475328460017803 Yes Department of Nature engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد Ataollah Ebrahimi عطاالله ابراهیمی ataollah.ebrahimi@sku.ac.ir 100319475328460017804 100319475328460017804 No Department of Nature engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد Ali Asghar Naghipour علی اصغر نقی پور aa.naghipour@sku.ac.ir 100319475328460017805 100319475328460017805 No Department of Nature engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد Esmaeil Asadi اسماعیل اسدی asadi-es@sku.ac.ir 100319475328460017806 100319475328460017806 No Department of Nature engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد