چکیده
مقدمه و هدف: جنگل‌های هیرکانی، کمربندی پیوسته از جنگل‌های پهن‌برگ خزان‌کننده در امتداد دامنه‌های شمالی کوهستان‌های طالش و البرز به‌شمار می‌آیند که در فهرست میراث جهانی یونسکو ثبت شده‌اند. این جنگل‌ها با پیشینه تکاملی طولانی و غنای گونه‌ای بالا، پناهگاهی برای ده‌ها گونه درختی و درختچه‌ای هستند و بخش مهمی از تنوع زیستی کشور را شکل می‌دهند. با وجود این، روند فزآیند فشارهای انسان‌زاد در بهره‌برداری ناپایدار از این زیست‌بوم شامل چرای بی‌رویه دام، گسترش اراضی کشاورزی و معادن، توسعه زیرساخت‌ها به‌همراه تغییرات اقلیمی، ساختار و پویایی آن را با تهدید جدی مواجهه ساخته است. این چالش برای گونه‌های کمیاب مانند توس (Betula litwinowii Doluch.) که انتشار آن به تعداد اندکی از رویشگاه با مساحت کم در ارتفاعات بالاتر از ۲۲۰۰ متر و نواحی نیمه‌آلپی ناحیه هیرکانی محدود می‌شود، جدی‌تر است. نورپسند بودن، بردباری کم به دمای بالای هوا و البته رقابت‌پذیری پایین توس در برابر گونه‌های غالب جنگل‌های هیرکانی، پراکنش طبیعی آن در جنگل‌های هیرکانی بسیار محدود کرده است. از سوی دیگر، انتشار لکه‌ای با فواصل نسبتا زیاد و حساسیت بالا به تغییرات اقلیمی، اهمیت شناسایی دقیق رویشگاه‌های مطلوب و تحلیل عوامل محیطی مؤثر بر آشیان‌گزینی آن را دوچندان می‌سازد. با توجه به گستردگی فشارهای محیطی و محدودیت داده‌های حضور این گونه، استفاده از مدل آشیان بوم‌شناختی MaxEnt می‌تواند ابزاری کارآمد برای تحلیل پراکنش بالقوه، تعیین عوامل محدودکننده و شناسایی مناطق اولویت‌دار حفاظتی فراهم آورد. از این رو، هدف این پژوهش مدل‌سازی مطلوبیت رویشگاه توس در جنگل‌های هیرکانی، ارزیابی عملکرد مدل، تعیین سهم نسبی متغیرهای محیطی و ارائه نقشه‌های طبقه‌بندی‌شده مطلوبیت رویشگاه است تا مبنایی علمی برای مدیریت حفاظتی این گونه نادر فراهم شود.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در گستره جنگل‌های هیرکانی با دامنه ارتفاعی حدود صفر تا ۲۸۰۰ متر انجام شد. داده‌های حضور گونه توس از بازدیدهای میدانی و موقعیت‌سنجی GPS گردآوری گردید و به‌منظور کاهش اریبی مکانی، در هر سلول یک‌کیلومتری تنها یک رکورد حضور در نظر گرفته شد. پس از پالایش رکوردها، مجموعه داده نهایی به‌عنوان ورودی مدل مورد استفاده قرار گرفت. از میان ۲۵ متغیر اولیه (۱۹ متغیر زیست‌اقلیمی و ۶ متغیر توپوگرافی)، متغیرهای دارای همبستگی بالا با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون و تحلیل خوشه ای حذف گردید. متغیرهای باقی‌مانده شامل Bio1، Bio2، Bio7، Bio8، Bio12 و Bio15 و متغیرهای توپوگرافی درجه شمال‌گرایی و شرق‌گرایی، TPI و TRI وارد مدل شدند. مدل‌سازی در محیط R و با استفاده از بسته‌های tidymodels، sf، terra، tidysdm و tidyterra انجام شد. تنظیم پارامترهای مدل با جست‌وجوی شبکه‌ای در بازه 5/0 تا 5 برای Regularization Multiplier و ترکیب‌های مختلف Feature Classes انجام گرفت. ارزیابی عملکرد مدل با شاخص‌های AUC و TSS و اعتبارسنجی متقابل پنج‌بخشی تکرارشونده صورت گرفت. به‌منظور کاربردپذیری نتایج در برنامه‌ریزی حفاظتی، نقشه احتمال حضور گونه به پنج طبقه نامناسب تا بسیار بالا (کمتر از 1/0 تا بیش از7/0) طبقه‌بندی شد.
یافته‌ها: تحلیل اهمیت نسبی متغیرها بر اساس روش جایگشت نشان داد که متغیر Bio8 (میانگین دمای مرطوب‌ترین فصل سال) با 47/43 درصد، کلیدی‌ترین عامل کنترل‌کننده پراکنش این گونه است. پس از آن، شاخص ناهمواری زمین (TRI) با 81/20 درصد و متغیر Bio15 (فصلی بودن بارش) با 50/17 درصد در رتبه‌های بعدی اهمیت قرار دارند. در مجموع، این سه متغیر در حدود 81 درصد از قدرت تبیینی مدل را به خود اختصاص داده‌اند. سایر متغیرها مانند میانگین دمای سالانه (Bio1)، درجه شرق‌گرایی و شمال‌گرایی سهم کمتری در مدل داشتند. بررسی منحنی‌های پاسخ نشان داد که گونه توس نسبت به متغیر Bio8 رفتاری تک نمایی و زنگوله ای شکل دارد و در دمای نزدیک صفر درجه سانتی‌گراد به بیشینه خود می‌رسد. در مورد متغیر Bio15، بالاترین میزان مطلوبیت در مقادیر پایین فصلی بودن بارش مشاهده شد و با افزایش نوسانات فصلی بارندگی، احتمال حضور گونه کاهش می یابد. در مقابل، مطلوبیت رویشگاه با افزایش ناهمواری زمین روندی صعودی داشته و در بالاترین مقادیر TRI به اوج می‌رسد. نقشه نهایی مطلوبیت رویشگاه نشان داد که بیشترین سطوح مطلوبیت زیستگاهی عمدتاً به‌صورت لکه‌های پیوسته در استان مازندران تمرکز یافته است. در استان های گلستان و گیلان گستره مکانی رویشگاه مطلوب نسبت به مازندران محدودتر است. برآورد مساحت طبقات نشان داد که 72/11 درصد از عرصه‌های جنگلی مازندران و 8/1 درصد از عرصه‌های گیلان و 49/0 درصد از عرصه های استان گلستان در طبقات مطلوبیت متوسط تا بسیار بالا قرار دارند.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش تایید می‌کند که مدل MaxEnt ابزاری بسیار کارآمد و قابل‌اتکا برای تبیین آشیان بوم‌شناختی گونه توس در جنگل‌های هیرکانی است. نقش تعیین‌کننده سه‌گانه میانگین دمای مرطوب‌ترین فصل، ناهمواری زمین و پایداری بارش سالانه (فصلی بودن کم) نشان می‌دهد که بقای این گونه نادر به‌شدت با وجود خردپناهگاه‌های صخره‌ای در ارتفاعات فوقانی و مرز فوقانی جنگل که دارای زمستان‌های سرد و تامین رطوبت پایدار در طول سال هستند، گره خورده است. الگوی مکانی حاصل از مدل‌سازی، از محدودیت شدید زیستگاهی این گونه در بخش‌های غربی و شرقی هیرکان و تمرکز اصلی آن در بخش‌های مرکزی (مازندران) حکایت دارد. از منظر مدیریتی، این نتایج می‌تواند مبنایی برای تعیین مناطق اولویت‌دار حفاظت، طراحی برنامه‌های احیایی، مدیریت مبتنی بر چشم‌انداز، تخصیص منابع، پایش تغییرات اقلیمی و جلوگیری از انقراض موضعی گونه توس باشد. درمجموع، بهره‌گیری از مدل‌های آشیان بوم‌شناختی مانند MaxEnt در شناسایی قلمرو زیستگاهی و حمایت از تصمیم‌سازی‌های حفاظتی جنگل‌های هیرکانی نقشی اساسی دارد و می‌تواند راهنمایی مؤثر در مدیریت پایدار این گونه ارزشمند فراهم آورد.