بخشی از مقاله
چکیده
تغییر جهان با عوامل بشری از جمله افزایش غلظت جوی CO2، رسو ب نیتروژن، تهاجمهای زیستی، رژیم اختلال و تغییر کاربری اراضی، اتفاق میافتد. پیشبینی اثرات تغییر اقلیم روی جوامع گیاهی به دلیل ارائه تولید و خدمات اکوسیستمی پوشش گیاهی بسیار با اهمیت است. در این مقاله چارچوبی مفهومی برای تشخیص تغییرات پوشش گیاهی و نسبت دادن آنها به عوامل تغییر جهانی را با استفاده از شواهد متعددی از جمله شبکههای پایش، آزمایشهای توزیع، دادههای سنجش از دور و سوابق تاریخی معرفی شده است.
با بررسی مطالعات دیگران، تغییرات مشاهده شده در پوشش گیاهی، خلاصه شده است و پس از آن ابزار مدلسازی معرفی میشود که میتواند اثرات عوامل بشری را روی جوامع گیاهی در عصر تغییرات سریع، پیشبینی کند. پاسخ مشاهده شده به تغییرات دما، آب، مواد غذایی، کاربری اراضی و اختلال نشان داد که تولید اکوسیستم و پویایی جمعیت گیاهی به تعادل آب و اثرات طولانی مدت اختلال روی پویایی جامعه گیاهی حساس میباشند.
اثرات مداوم تغییرات کاربری اراضی و رژیمهای آتشسوزی میتواند پوشش گیاهی را تحت الشعاع قرار دهند یا با اثرات تغییر اقلیم بر هم کنشی داشته باشند. مدلهای پیشبینی پاسخهای جامعه گیاهی به تغییر جهانی شامل تغییر مکانی آشیان اکولوژیکی، پویایی جمعیت، بر هم کنشی گونهها، اختلال ، فرآیندهای اکوسیستم و پاسخهای عملکردی گیاه هستند. پایش، آزمایش و ارزیابی مدلهای عوامل متعدد تغییر - بشری - ، برای تشخیص و پیشبینی تغییرات پوشش گیاهی در پاسخ به تغییر جهان در قرن بیست و یکم مورد نیاز هستند.
مقدمه
جوامع گیاهی شامل جنگلها، بوتهزارها و گراسلندها هستند که فعالیتهای اقتصادی از جمله جنگلداری، چرا و ارائه سایر خدمات اکوسیستمی مانند ترسیب کربن و انتقال آب هستند را دارا میباشند. جوامع گیاهی نقش کلیدی در چرخههای بیوژئوشیمی کربن، اکسیژن، آب و نیتروژن با بازخوردهایی به اقیانوس، جو و اقلیم دارند. توزیع جانوران روی زمین اغلب تحت تاثیر توزیع پوشش گیاهی قرار میگیرد و در نتیجه پویایی جامعه گیاهی بر تنوع زیستی تاثیر میگذارد. تغییرات در پوشش گیاهی کره زمین در پاسخ به تغییر اقلیم همراه با تغییرات جانوران ممکن در تکامل اجداد بشر نقش داشته باشد. بنابراین جمعیتهای بشری علاقه به درک اثرات سریع تغییر جهان روی جوامع گیاهی دارند
تغییر جهان با عوامل بشری که شامل افزایش غلظت جوی CO2 و دیگر گازهای گلخانهای، رسوب نیتروژن، تهاجمهای زیستی - که منجر به اجتماع گونههای جدیدمیشود - ، رژیم اختلال تغییریافته و تغییر کاربری اراضی میباشند، رخ میدهد. اکوسیستمهای خشکی و خدمات ارائه آنها با این عوامل بشری و بر هم کنشی آنها تغییر مییابند. از این رو ضروری است که دانشمندان ابزار قوی برای درک و پیشبینی تغییرات آینده ایجاد کنند
پاسخهای پوشش گیاهی به پیشبینی سریع تغییر جهان در قرن بیست و یکم چگونه است؟ یک روش ساده استفاده از تصاویر مدلهای اقلیم جهانی برای پیشبینی نحوه ردپای رویشگاه مناسب اقلیمی برای گونههای گیاهی یا جوامعی که تحت تاثیر سناریوهای تغییر اقلیم تغییر مکان دادهاند، میباشد. "مدلهای انولوپهای اقلیمی"1 چگونگی تغییر مکان آشیان اقلیمی را با احتمال زیاد توصیف میکنند اما چگونگی پاسخ گونه را بیان نمیکنند. مدلهای پویایی پوشش گیاهی اثرات متعدد از جمله اثر متقابل عوامل تغییر جهان روی جامعه گیاهی و محدوده پویایی گونه را پیشبینی میکند
پیشبینیهای سناریو محور اثرات تغییر جهان در قرن بیست و یکم روی پوشش گیاهی، نیاز به بررسی چند دهه تغییرات دارد تا تایید اعتبار شوند. این پیشبینیها میتوانند با یک درک عمیقتری از تغییرات دیرین پوشش گیاهی بیان شوند. از آنجایی که شواهد مبنی بر مشاهده نیز در حال رشد هستند و زیستکره در حال حاضر پاسخ سریع به گرم شدن اخیر کره زمین با تغییر مکانی فنولوژی، توزیع گونهای و ساختار ژنتیکی جمعیت میدهند، پویایی پوشش گیاهی در پاسخ به دیگر عوامل تغییر جهانی به همان اندازه پارامتر مناسبی میباشد. در این مطالعه، چارچوب مفهومی برای تفسیر و پیشبینی اثرات عوامل تغییر جهان روی جوامع گیاهی، خلاصه تغییرات مشاهده شده و توصیف ابزار مدلسازی که میتواند اثرات عوامل تغییر را روی جوامع گیاهی در عصر تغییرات سریع پیشبینی کند، معرفی میشود
اهمیت پوشش گیاهی جهان در چرخههای بیوژئوشیمایی و ارائه خدمات مهم اکوسیستمی نقش حیاتی دارد. پوشش گیاهی از طریق عوامل تغییر جهان شامل تغییر کاربری اراضی، رژیمهای اختلال تغییریافته، گونههای مهاجم و تغییر اقلیم برای دههها تا قرنها یا در بعضی موارد هزاران سال تغییر یافته است. پاسخهای پوشش گیاهی به کاربری اراضی و اختلال میتواند نسبت به تغییر اقلیم، سریعتر و طولانی مدتتر باشد. اثر گرم شدن جهانی ممکن روی تعادل آبی نسبت به اثرات مستقیم دما روی پوشش گیاهی تاثیر قویتری داشته باشد. مدلهایی در مقیاسهای متعدد اکولوژیکی، جمعیتها، جوامع و چشماندازها برای پیشبینی پاسخهای پوشش گیاهی و بازخوردهای تغییر شتابدار جهان، مورد نیاز هستند
چارچوب مفهومی داوسون و همکاران - 2011 - انواع متعددی از شواهد برای ارزیابی اثرات تغییر اقلیمی روی تنوع زیستی مورد استفاده قرار دادند که شامل پایش، سوابق دیرین اکولوژی، مدلهای پویایی جمعیت و پاسخ اکوفیزیولوژی به محیط زیست فیزیکی و آزمایشها میباشند. در چارچوب مفهومی، تمرکز روی پوشش گیاهی محدود شده است و شامل عوامل متعدد تغییر جهان است. همچنین در این مطالعه پیشبینیها با مشاهدات تغییرات مداوم، سوابق پویاییهای گذشته و آزمایشها ادغام میشود. شناسایی بر هم کنشی میان عوامل تغییر جهان در همه بیومها لازم است
تشخیص تغییرات در سیستم اقلیمی و نسبت دادن آنها به گازهای گلخانهای مستلزم آن است که ارتباطی بین تغییر اقلیم و پارامترهای بیوفیزیکی یافت شود که تغییر اقلیم به دلیل فعالیتهای بشری است - تغییرپذیری طبیعی نیست - و تغییر بیوفیزیکی در فرآیندها و سطوح اکوسیستم رخ میدهد
تشخیص پویایی پوشش گیاهی در پاسخ به تغییر جهان نیاز به مشاهدهها و آزمایشهایی دارد که بتواند توزیع فضایی پویایی پوشش گیاهی قابل مقایسه و در طی طولانی مدت تکرارپذیر باشند. سوابقی از سایتهای پژوهشی، بررسی پوشش گیاهی و آزمایشهای عرصهای در دههها تا قرنها وجود دارد که شامل شبکههای پژوهشی اکولوژی و بررسیهای جنگل و زمین هستند که برای توصیف تغییرات پوششگیاهی استفاده میشوند. اندازهگیرهای سنجش از دور از سطح کره زمین برای بررسی پوشش نیاز به چند دهه از تغییرات سریع جهانی دارد. پیشبینی، نیاز به مدلهایی دارد که بتواند اثرات عوامل تغییر جهان روی جمعیتها، جوامع و اکوسیستمها، شبیهسازی کند
شکل 1 چارچوبی برای فهم عوامل تغییر جهان
تغییرات مشاهده شده در جوامع گیاهی آنالیزهای متا1، با تغییر مکانهای فنولوژی، با محدوده تغییر مکانها و دیگر تغییرات اکوسیستم همراه است و با اثر درجه حرارت روی گونه های گیاهی و جانوری در پاسخ به گرم شدن کره زمین - توسط انسان - مطابق میباشد.
