اثرات تغییر اقلیم بر نواحی در معرض تهاجم علف‌هرز کشیده‌برگ مهاجم جودره (Hordeum spontaneum K.Koch) در ایران و جهان

بوم شناسی کشاورزی

مقاله 9، دوره 9، شماره 1 - شماره پیاپی 31، فروردین 1396، صفحه 245-261   

نوع مقاله: علمی - پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jag.v9i1.57012

نویسندگان

سید کریم موسوی¹؛ علی قنبری^{* 1}؛ رضا قربانی¹؛ محمدعلی باغستانی²

¹گروه زراعت، دانشکده کشاورزی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²مؤسسه تحقیقات گیاه- پزشکی کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق با استفاده از شاخص شدت حضور علف‌های هرز، مناطق اصلی آلوده به علف‌هرز جودره (Hordeum spontaneum K.Koch) در استان لرستان شامل شهرستان‌های خرم‌آباد (مناطق ایمان‌آباد و ریمله)، دورود، کوهدشت و الشتر سلسله به عنوان اقلیم مطلوب برای حضور این گونه علف‌هرز انتخاب شدند و با استفاده از برنامه کلیمکس1 تشابه اقلیمی مناطق مختلف جهان با ناحیه مورد نظر به عنوان معیاری از قابلیت تهاجم‌پذیری آن مناطق در شرایط موجود و تحت سناریوهای تغییر اقلیم ارزیابی شد. تجزیه خوشه‌ای نشان داد استان‌های کرمانشاه، البرز، همدان، کردستان، مرکزی، قزوین و چهارمحال و بختیاری با شاخص مشابهت اقلیمی بیشتر از 81/0 مستعدترین اقلیم را برای استقرار علف‌هرز جودره در شرایط دیم داشتند. در صورت تغییر اقلیم، شرایط آب و هوایی استان‌های زنجان، همدان، اردبیل، آذربایجان غربی، آذربایجان شرقی، کردستان، چهارمحال‌وبختیاری و مرکزی برای استقرار این علف‌هرز در مقایسه با اقلیم جاری مساعدتر و شرایط سایر استان‌ها نامساعدتر می‌شود. در شرایط تغییر اقلیم، شرایط آب و هوایی استان لرستان به میزان 5/8 درصد برای استقرار علف‌هرز جودره نامساعد خواهد شد. اسلام‌آباد غرب، بروجرد، ایوان، تویسرکان، کنگاور، جوانرود، کرمانشاه، کامیاران، اردل، سیلاخور، سرارود، سنندج، شمیران تهران، روانسر، رومشکان، نهاوند، ایلام، فارسان، تازه آباد، نورآباد دلفان، مهاباد، ازنا، سنقر، هرسین، سیسخت، خرم‌آباد، سپیدان، زرقان، معلم کلایه، سرابله، بوکان، قزوین، شاهین دز، بانه، بیله‌سوار، شازند، تخت جمشید، اراک، خمین، هشتگرد، سقز، اشنویه، سامان، خنداب، شیراز، شهرکرد و ملایر با داشتن شاخص مشابهت اقلیمی بیشتر از 9/0 آسیب‌پذیرترین شهرها در برابر تهاجم علف‌هرز جودره بودند. در شرایط موجود، کشورهای اسپانیا، ایالات متحده آمریکا، الجزایر، یونان، سوریه، ترکیه، ایتالیا، استرالیا، ازبکستان، تونس، پاکستان، عراق، مراکش، شیلی، افغانستان، بلغارستان، مقدونیه، پرتغال، آرژانتین، ترکمنستان، لیبی، رومانی، اردن، آفریقای جنوبی، فرانسه، ارمنستان، اکراین، فلسطین اشغالی و چین حداقل یک منطقه با مشابهت اقلیمی بیشتر از 8/0 با ناحیه آلوده به علف‌هرز جودره در استان لرستان داشتند. بر اساس سناریوی تغییر اقلیم انگلستان برای سال 2080 میلادی، شرایط اقلیمی کشورهای کره شمالی، سوئیس، کره جنوبی، مجارستان، اتریش، بوسنی و هرزگوین، مغولستان، لوکزامبورگ، جمهوری چک، آلمان، کانادا، لهستان، رومانی، یوگسلاوی، جورجیای جنوبی، بلژیک، روسیه، بلغارستان، هلند، اوکراین، سوئد، قزاقستان، فنلاند، بلاروس، انگلستان، نروژ، فرانسه، دانمارک و ایرلند برای تهاجم علف‌هرز جودره در مقایسه با شرایط آب‌وهوایی موجود به میزان 30-10 درصد افزایش می‌یابد. براساس این تحقیق در شرایط اقلیمی موجود و در صورت تغییر اقلیم قاره اروپا بهترین اقلیم برای تهاجم علف‌هرز جودره و قاره آمریکای جنوبی در شرایط جاری و قاره آفریقا در صورت تغییر اقلیم نامساعدترین قاره برای تهاجم این علف‌هرز بودند.

کلیدواژه‌ها

پراکنش علف‌هرز؛ شاخص مشابهت اقلیمی؛ شدت حضور؛ لرستان؛ مدل اقلیمی کلیمکس

مراجع

Beaumont, L.J., Hughes, L., and Poulsen, M. 2005. Predicting species distributions: use of climatic parameters in BIOCLIM and its impact on predictions of species current and future distributions. Ecological Modelling 186: 250-269.

Binggeli, P. 1996. A taxonomic, biogeographical and ecological overview of invasive woody plants. Journal of Vegetation Science 7: 121-124.

Bullock, J.M., Edwards, R.J., Carey, P.D., and Rose, R.J. 2000. Geographical separation of two Ulex species at three spatial scales: does competition limit species’ ranges? Ecography 23: 257-271.

Colwell, R.K., Brehm, G., Cardelus, C.L., Gilman, A.C., and Longino, J.T. 2008. Global warming, elevational range shifts, and lowland biotic attrition in the wet tropics. Science 322: 258-261.

Davis, A.J., Jenkinson, L.S., Lawton, J.H., Shorrocks, B., and Wood, S. 1998. Making mistakes when predicting shifts in species range in response to global warming. Nature 391: 783-786.

Ervin, G.N., and Holly, D.C. 2011. Examining local transferability of predictive species distribution models for invasive plants: an example with cogongrass (Imperata cylindrica). Invasive Plant Science and Management 4: 390-401

Follak, S., and Strauss G. 2010. Potential distribution and management of the invasive weed Solanum carolinense in Central Europe. Weed Research 50: 544-552.

Global Biodiversity Information Facility. 2016. GBIF Backbone Taxonomy. Global Biodiversity Information Facility. http://www.gbif.org. (13th March 2016) GBIF Occurrence Download http://doi.org/10.15468/dl.8eghnr

Grinnell, J. 1917. The niche-relationships of the California Thrasher. The Auk, 34: 427-433.

Grinnell, J. 1924. Geography and evolution. Ecology 5: 225-229.

Guisan A., and Thuiller W. 2005. Predicting species distribution: offering more than simple habitat models. Ecology Letters 8: 993-1009.

Guisan A., and Zimmermann N.E. 2000. Predictive habitat distribution models in ecology. Ecological Modelling 135: 147-186.

IPCC. 2013. Summary for Policymakers. In: Stocker, T.F., D. Qin, G.K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (Ed.). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press, Cambridge, USA.

Keane R.M., and Crawley M.J. 2002. Exotic plant invasions and the enemy release hypothesis. Trends in Ecology and Evolution 17: 164-170.

Kriticos, D.J., and Randall, R.P. 2001. A Comparison of Systems to Analyze Potential Weed Distributions. In: Groves, R.H., Panetta, F.D., and Virtue, J.G. (Eds.), Weed Risk Assessment. CSIRO Publishing.

Kriticos, D.J., Sutherst, R.W., Brown, J.R., Adkins, S.W., and Maywald, G.F. 2003. Climate change and the potential distribution of an invasive alien plant: Acacia nilotica ssp indica in Australia. Journal of Applied Ecology 40: 111-124.

Kriticos, D.J., Watt, M.S., Potter, K.J.B., Manning, L.K., Alexander, N.S., and Tallent-Halsell, N. 2011. Managing invasive weeds under climate change: considering the current and potential future distribution of Buddleja davidii. Weed Research 51: 85-96.

Kriticos, D.J., Webber, B.L., Leriche, A., Ota, N., Macadam, I., Bathols, J. and Scott, J.K. 2012. CliMond: global high resolution historical and future scenario climate surfaces for bioclimatic modelling. Methods in Ecology and Evolution 3: 53-64.

Liu, X., Guo, Z., Ke, Z., Wang, S., and Li, Y. 2011. Increasing potential risk of a global aquatic invader in Europe in contrast to other continents under future climate change. PLoS One 6(3): e18429.

Mack, R.N., Simberloff, D., Lonsdale, W.M., Evans, H., Clout, M., and Bazzaz, F.A. 2000. Biotic invasions: causes, epidemiology, global consequences, and control. Ecological Applications 10: 689-710.

Mousavi, S.K. 2015. Biology and ecology of wild wheat (Triticum boeoticum) and wild barely (Hordeum spontaneum) and their potential distribution under current and future climates. PhD Dissertation, Faculty of Agriculture, Ferdowsi University of Mashhad, Mashhad, Iran. (In Persian with English Summary)

Nakicenovic, N., Alcamo, J., Grubler, A., Riahi, K., Roehrl, R. A., Rogner, H. H., and Victor, N. 2000. Special report on emissions scenarios (SRES), a special report of Working Group III of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press.

Pearson, R.G., and Dawson, T.P. 2003. Predicting the impacts of climate change on the distribution of species: are bioclimate envelope models useful? Global Ecology and Biogeography 12: 361-371.

Peterson, A.T. 2003. Predicting the geography of species’ invasions via ecological niche modeling. The Quarterly Review of Biology 78: 419-433.

Soberon, J. 2007. Grinnellian and Eltonian niches and geographic distributions of species. Ecology Letters 10: 1115-1123.

Sutherst, R.W. 2003. Prediction of species geographical ranges. Journal of Biogeography 30: 805–816.

Sutherst, R.W., Maywald, G.F., and Kriticos, D.J. 2007. CLIMEX Version 3: User’s Guide. Hearne Scientific Software Pty Ltd., Melbourne, Australia.

Taylor, S., and Kumar, L. 2013. Potential distribution of an invasive species under climate change scenarios using CLIMEX and soil drainage: A case study of Lantana camara L. in Queensland, Australia. Journal of Environmental Management 114: 414-422.

Taylor, S., Kumar, L., Reid, N., and Kriticos, D.J. 2012. Climate change and the potential distribution of an invasive shrub, Lantana camara L. PLoS One 7(4): e35565.

Webber, B.L., Yates, C.J., Le Maitre, D.C., Scott, J.K., and Kriticos, D.J. 2011 Modeling horses for novel climate courses: insights from projecting potential distributions of native and alien Australian acacias with correlative and mechanistic models. Diversity and Distributions 17: 978-1000.

Zhu, G., Bu, W., Gao, Y., and Liu, G. 2012. Potential geographic distribution of brown marmorated stink bug invasion (Halyomorpha halys). PLoS One 7(2): e31246.

Zimmermann, N.E., Edwards, T.C., Graham, C.H., Pearman, P.B., and Svenning, J.C. 2010. New trends in species distribution modelling. Ecography 33: 985-989.