ارزيابي حساسيت توليد ناخالص اوليه مرتع به خشكسالي با استفاده از مدل سازي اكوسيستمي

سابقه و هدف: توليد ناخالص اوليه (GPP) يكي از فاكتورهاي بسيار مهم در چرخه كربن اكوسيستم ها است. با افزايش گرمايش جهاني، فراواني وقوع خشكسالي و پاسخ منحصر به فرد پوشش هاي گياهي مختلف به اين تغييرات، ضروري است كه ارتباط بين داده هاي اقليمي و توليد ناخالص اوليه اكوسيستم در مناطق خشك، شناسايي و كمي سازي شود. هدف اين تحقيق تعيين پاسخ پوشش گياهي به خشكسالي از طريق آناليز توليد ناخالص اوليخ منطقه بردخون واقع در جنوب غرب ايران به خشكسالي است. اين مطالعه ضمن معرفي يك مدل اكوسيستمي جديد، با تمركز بر دو هدف اصلي: (1) شبيه سازي توليد ناخالص اوليه از طريق مدل سازي اكوسيستم و (2) پاسخ توليد ناخالص اوليه به خشكسالي در طول فصل رشد، كارائي اين مدل در منطقه خشك بررسي شد. مواد و روش ها: اين تحقيق در سه مرحله، مشخص كردن شرايط خشكسالي هواشناسي در دوره 16 ساله با استفاده از شاخص بارش استاندارد شده (SPI)، شبيه سازي توليد ناخالص اوليه (GPP) با بكارگيري مدل جديد اكوسيستمي BGC-MAN (Bio-Geo-Chemistry Management Model) و اعتبار سنجي تصاوير ماهواره اي موديس و در نهايت كمي كردن پاسخ توليد اكوسيستم به خشكسالي در طول فصل رشد پوشش گياهي براي دوره 2000 تا 2015 انجام شد. بعد از مشخص كردن الگوي زماني (ماه هاي فصل رشد طي 16 سال) و الگوي مكاني توليد ناخالص اوليه و خشكسالي در منطقه، ارتباط بين GPP و SPI از طريق ضريب همبستگي پيرسون با استفاده از نرم افزار SPSS مورد آناليز قرار گرفت. اعتبارسنجي اين مدل با استفاده از محصول GPP موديس با فاصله زماني 16 روزه (MOD13A3) در بازه زماني مشابه با خشكسالي انجام شد. كار ارزيابي در اين پژوهش با تاكيد بر پاسخ انواع فرم پوشش گياهي علفي و بوته اي به خشكسالي تعريف شد و لذا درصد تحت پوشش هر يك از فرم هاي رويشي در 29 نقطه نمونه برداري (مجموعا 290 پلات بود ) مورد استفاده قرار گرفت. نتايج: نتايج تجزيه و تحليل آماري نشان داد كه ضريب همبستگي بين GPP مدلسازي شده با GPP برآورد شده از تصاوير ماهواره موديس در مقيلاس ماهانه معني دار (p 0.05, R^2 = 0.14) است. آناليز زماني وضعيت خشكسالي در دوره 16 ساله نشان داد كه منطقه مورد مطالعه شاهد خشكسالي هاي پي در پي با درجات متفاوت شدت خشكسالي، در سال هاي متوالي هست و تئوزيع مكاني شدت خشكسالي نسشان داد كه به ترتيب 48.79 و 51.21 درصد منطقه مورد مطالعه در وضعيت خشمكسالي نرمال و متوسط قرار دارد. نتايج آناليز تغييرات زماني توليد ناخالص اوليه در فصل رشد، نشان داد كه روند كاهشي در بيشتر ماه هاي فصل رشد به جز دي ماه وجود دارد. همچنين نتايج همبستگي بين توليد ناخالص اوليه و خشكسالي نشان داد كه در فرم رويشي علفي در ماه هاي بهمن، اسفند و فروردين . براي فرم رويشي بوته اي تنها در ماه فروردين همبستگي مثبت معنا دار وجود دارد. نتيجه گيري: نتايج نشان داد كه در شرايط خشكسالي، پوشش گياهي علفي بيشترين همبستگي را در ميانه فصل رشد (دي و بهمن) (R = 0.29) دارد در حاليكه بيشترين همبستگي براي پوشش گياهي بوته اي در ماه هاي انتهاي فصل رشد (اسفند و فروردين) (R = 0.28) بدست آمد كه اين امر حاكي از حساسيت متفاوت آنها به كمبود آب در مرحله رشد دارد. نتايج اشاره به اين دارند كه مدل سازي اكوسيستمي، مي تواند يك روش جايگزين در برآورد توليد اكوسيستم باشد و پتانسيل شبيه سازي در منطقه خشك را دارد، هر چند كارائي مدل پيشنهادي بايد در مناطق ديگر مورد ارزيابي قرار گيرد.