انجمن علمی جنگلبانی ایران مجله جنگل ایران 2008-6113 18 1 2026 05 22 Does drought stress have an effect on the distribution of Caucasian alder (Alnus subcordata C.A.Mey.) in Hyrcanian forests? آیا تنش خشکی تأثیری بر پراکنش گونۀ توسکا ییلاقی (Alnus subcordata C.A.Mey.) در جنگل‌های هیرکانی دارد؟ 33 53 224723 10.22034/ijf.2025.487916.2015 FA خدیجه اصغری دانشجوی دکتری جنگل‌شناسی و اکولوژی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری 0009-0006-0670-9370 حامد اسدی استادیار گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری 0000-0002-5458-8917 حمید جلیلوند استاد گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری 0000-0003-0016-4104 سید محمد حجتی استاد گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری. پژوهشگر میهمان، گروه جنگلشناسی و بوم‌شناسی جنگل‌های مناطق معتدله، دانشگاه گوتینگن، گوتینگن، آلمان. 0000-0001-7518-4391 محیا تفضلی استادیار گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری 0000-0003-4790-1706 Journal Article 2024 11 09 Introduction: Due to the extensive climate changes and the increase in the frequency of drought stress, the Hyrcanian forests are facing serious threats that challenge the growth and dynamics of native species of these unique ecosystems. Caucasian alder (Alnus subcordata C.A.Mey.), as one of the key species in afforestation and rehabilitation of degraded lands, is particularly affected by these climate changes due to its environmental characteristics and strong need for water resources. Since this species plays an important role in nitrogen fixation and maintaining the stability of Hyrcanian forests, it is necessary to study the effect of drought stress on its presence and distribution, both in terms of biodiversity protection and forestry management. Based the literature review, no research has examined this topic. Therefore, this study aimed to investigate the impact of drought stress on the distribution of alder species in the entire area of Hyrcanian forests. Material and Methods: This research was carried out in the entire area covered by Hyrcanian forests. For this purpose, the inventory database of Hyrcanian forests including elevation, slope and aspect, diameter and species type and height of 2700 sample plots were used. Meteorological data, including annual precipitation and mean annual temperature, were obtained from the POWER project. To calculate the drought stress, the medfate software package was used in R software. In this research, environmental variables including annual rainfall, mean annual temperature, distance from the valley, topographic location index, topographic curvature, topographic humidity index and drought stress were used. Caucasian alder distribution in Hyrcanian forests was predicted using three models including random forest (RF), support vector machine (SVM) and generalized linear model (GLM). Modeling algorithms and relative importance of variables were implemented and calculated in the caret package in R software. The cross-validation technique was used to evaluate the performance of the models. Then, the area under the curve (AUC) statistic was used to evaluate the performance of each model. Results: The value of the area AUC for the RF model (0.73) was higher than SVM (0.67) and GLM (0.65) models. Elevation and drought stress were respectively the most important factors for predicting the presence of Caucasian alder using the RF model. Based on the results of SVM and GLM, annual rainfall was the most important factors in predicting the presence of Caucasian alder. Further, the results of investigating the response of Caucasian alder to the elevation and radiation using the RF model showed that the probability of Caucasian alder presence increases with the increase of both variables. While the probability of the presence of alder decreases with the increase of drought stress. The presence probability maps showed that Caucasian alder has a higher probability of presence in the western and central parts of the Hyrcanian forests, while the probability of its presence in the eastern parts of the Hyrcanian forests is very low. Conclusion: The results of the present study showed that drought stress is one of the most important factors limiting the distribution of Caucasian alder in Hyrcanian forests as this species is one of the hygrophile species in the Hyrcanian forests. The decrease in rainfall and increase in temperature due to climate change will increase the drought stress in the region and will directly limit the growth and regeneration of alder. In general, it is suggested to avoid afforestation with Caucasian alder in areas that are vulnerable to drought stress, and instead use species more resistant to low water conditions to preserve the structure and function of forest ecosystems in the best way. مقدمه: با توجه به تغییرات اقلیمی و افزایش خشکی، جنگل هیرکانی با تهدیدهایی جدی روبه‌رو است که رشد و پویایی گونه‌های بومی این بوم‌سازگان منحصربه‌فرد را با چالش مواجه می‌سازد. گونۀ توسکا ییلاقی (Alnus subcordata C.A.Mey.)، یکی از گونه‌های مهم در جنگلکاری و احیای اراضی مخروبه است که به‌دلیل ویژگی‌های زیست‌محیطی و نیاز شدید به منابع آبی، به‌طور ویژه‌ تحت تأثیر تغییرات اقلیمی قرار دارد. به‌دلیل اهمیت این گونۀ پیشاهنگ رطوبت‌پسند در تثبیت نیتروژن و حفظ پایداری جنگل‌های هیرکانی، بررسی تأثیر تنش خشکی بر حضور و پراکنش آن، از نظر حفاظت تنوع ‌زیستی و مدیریت جنگلکاری ضرورت دارد. بر اساس بررسی منابع موجود، تا کنون پژوهشی در این زمینه انجام نگرفته است. بنابراین هدف پژوهش حاضر، بررسی اثر تنش خشکی بر پراکنش گونۀ توسکا ییلاقی در کل سطح جنگل هیرکانی است. مواد و روش‌ها: این پژوهش در کل سطح زیر پوشش جنگل‌های هیرکانی انجام گرفت. برای این منظور از پایگاه داده‌های آماربرداری جنگل‌های شمال کشور شامل اطلاعات ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت، قطر و نوع گونه و ارتفاع درختان موجود برای 2700 قطعه نمونه استفاده شد. داده‌های هواشناسی شامل مقدار بارش و دما از پروژۀ POWER مربوط به سازمان ملی هوانوردی و فضایی ایالات متحدۀ آمریکا (NASA Power) تهیه شد. به‌منظور محاسبۀ ضریب خشکی از بستۀ نرم‌افزاری Medfate در نرم‌افزار R استفاده شد. در این پژوهش، افزون‌بر اطلاعات داده‌های آماربرداری، بقیۀ متغیرهای محیطی شامل میانگین بارندگی سالانه، میانگین دمای سالانه، فاصله از دره، شاخص موقعیت توپوگرافی، انحنای توپوگرافی، شاخص رطوبت توپوگرافی و تنش خشکی برای هر قطعه ‌نمونه تهیه شده و برای مدل‌سازی رویشگاه مناسب توسکا ییلاقی استفاده شد. پراکنش توسکا ییلاقی در جنگل هیرکانی با استفاده از سه مدل جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و مدل خطی تعمیم‌یافته پیش‌بینی شد. الگوریتم‌های مدل‌سازی و اهمیت نسبی متغیرها در بستۀ caret در نرم‌افزار R پیاده‌سازی و محاسبه شدند. برای ارزیابی عملکرد مدل‌ها از روش اعتبارسنجی متقابل استفاده شد. سپس از آمارۀ سطح زیر منحنی برای ارزیابی عملکرد هر مدل استفاده شد. یافته‌ها: مقدار سطح زیر منحنی برای مدل جنگل تصادفی (73/0) بیشتر از مدل‌های ماشین بردار پشتیبان (67/0) و مدل خطی تعمیم‌یافته (65/0) بود. ارتفاع از سطح دریا و تنش خشکی به‌ترتیب مهم‌ترین عوامل برای پیش‌بینی حضور گونۀ توسکا ییلاقی با استفاده از مدل جنگل تصادفی بودند. همچنین بر اساس نتایج مدل‌های ماشین بردار پشتیبان و مدل خطی تعمیم‌یافته، متغیر بارش مهم‌ترین عامل در پیش‌بینی حضور گونۀ توسکا ییلاقی شناسایی شد. نتایج بررسی واکنش گونۀ توسکا ییلاقی نسبت به متغیر ارتفاع از سطح دریا و شاخص تابش خورشیدی با استفاده از مدل جنگل تصادفی نشان داد که با افزایش هر دو متغیر احتمال حضور توسکا ییلاقی افزایش می‌یابد، درحالی ‌که با افزایش مقدار تنش خشکی، احتمال حضور گونۀ توسکا ییلاقی کاهش می‌یابد. نقشه‌های پهنه‌بندی احتمال حضور توسکا ییلاقی نشان داد که این گونه حضور بیشتری در مناطق غربی و مرکزی جنگل هیرکانی دارد، درحالی‌ که در بخش‌های شرقی جنگل هیرکانی احتمال حضور بسیار کمتر بود. نتیجه‌گیری: نتایج پژوهش نشان داد که تنش خشکی از مهم‌ترین عوامل محدودکنندۀ پراکنش گونۀ توسکا ییلاقی در جنگل‌های هیرکانی است؛ زیرا این گونه از جمله گونه‌های رطوبت‌پسند جنگل هیرکانی است. کاهش بارندگی و افزایش دما به‌دلیل تغییر اقلیم، تنش خشکی را در منطقه افزایش خواهد داد و به‌طور مستقیم سبب محدود شدن رشد و تکثیر توسکا ییلاقی خواهد شد. به‌طور کلی، پیشنهاد می‌شود که از جنگلکاری با گونۀ توسکا ییلاقی در مناطقی که به‌واسطۀ تنش خشکی آسیب‌پذیرند خودداری شود و به‌جای آن گونه‌های مقاوم‌تر به شرایط کم‌آبی استفاده شوند تا ساختار و عملکرد بوم‌سامانه‌های جنگل بهتر حفظ شود.

https://www.ijf-isaforestry.ir/article_224723_5f2ae54c6d6e1bf8352d56b638450d9f.pdf