پیش بینی ظرفیت چرایی مراتع کوهستانی با رویکرد یادگیری ماشین با تاکید بر تغییر اقلیم

نجیب زاده, محمدرضا; ارزانی, حسین; کشتکار, حمیدرضا; خلیقی سیگارودی, شهرام; معتمدی, جواد

doi:10.22034/jdmal.2026.2081279.1522

پیش بینی ظرفیت چرایی مراتع کوهستانی با رویکرد یادگیری ماشین با تاکید بر تغییر اقلیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمدرضا نجیب زاده ¹

حسین ارزانی ²

حمیدرضا کشتکار ³

شهرام خلیقی سیگارودی ⁴

جواد معتمدی ⁵

¹ 1. دانش آموختۀ دکتری مرتعداری، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. 2. مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی، تبریز، ایران.

² استاد گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

³ استادیار گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

⁴ دانشیار گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

⁵ دانشیار بخش تحقیقات مرتع، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

10.22034/jdmal.2026.2081279.1522

چکیده

مراتع کوهستانی، نقش کلیدی در تأمین علوفه، حفظ تنوع زیستی و تنظیم چرخه‌ کربن دارند. هدف پژوهش حاضر، پیش‌بینی ظرفیت بلندمدت چرایی مراتع ییلاقی منطقه ارشد چمن کندوان سهند و بررسی تأثیر تغییر اقلیم بر تولید و پوشش گیاهی بود. داده‌های میدانی طی دورۀ ۱۶ ساله از ۱۳۸۵ تا ۱۴۰۰، از شش نوار (ترانسکت) جمع‌آوری شدند. شاخص‌های پوشش گیاهی شامل درصد پوشش و تولید علوفه در سه طبقه خوشخوراکی I، II وIII و همچنین وضعیت سطح خاک اندازه‌گیری شدند. داده‌های اقلیمی شامل دمای کمینه، بیشینه و میانگین و بارش از ایستگاه‌های تبریز، سهند و مراغه استخراج و با شاخص‌های خشکسالی SPI و SPEI تحلیل شدند. داده‌های مدل‌های گردش عمومی جو با مدل SDSM و سناریوهای RCP ریز‌مقیاس‌سازی شد و برای شبیه‌سازی ظرفیت چرایی از مدل‌های یادگیری ماشین XGBoost، جنگل تصادفی و رگرسیون خطی بهره‌گیری‌شد. نتایج نشان داد تولید علوفه مرتع از kg/ha ۱۲۵۰ در سال ۱۳۸۵ به kg/ha۱۰۵۴ در سال ۱۴۰۰ کاهش یافته است که معادل کاهش 6/15% است و علوفه در دسترس نیز از 2/408 به kg/ha7/316 کاهش داشته است که معادل کاهش 4/22% است. در نتیجه، ظرفیت چرایی کوتاه‌مدت از 3/7 به 7/5 واحد دامی در هکتار در ماه کاهش یافت. در پیش‌بینی ظرفیت چرایی، مدل XGBoost با R² برابر 96/0کاهش 5/3% تا سال ۱۴۳۰ و خوارزمیک جنگل تصادفی با R² برابر 85/0 کاهش 3% را نشان داد. بر اساس این نتایج، پیشنهاد می‌شود تعداد دام تا سال ۱۴۳۰ حدود 20% کاهش یابد، طرح‌های غنی‌‌سازی پوشش گیاهی توسط عملیات اصلاح مرتع (مانند بذرپاشی و مدیریت چرا)، با مشارکت جوامع محلی اجرا و پایش مداوم ادامه یابد.

کلیدواژه‌ها

حدبهره برداری

تولید علوفه

مدل‌های داده‌محور

ریزمقیاس‌نمایی

سناریوهای انتشار

موضوعات