سنجش توان اكولوژيك براي حضور گياهان دارويي-اقتصادي با استفاده از روش‌هاي يادگيري ماشين(مطالعه موردي: شهرستان اردكان)

Measurement of ecological potential for the presence of economic medicinal plants using Machine Learning methods (Case study: Ardakan city)

ادبي اردكاني مجتبي adabi ardakani mojtaba

مروتي مريم morovati maryam , كرمي پيمان karami payman

صادقي نيا مجيد sadeghi nia majid

علوم و مهندسي محيط زيست گرايش ارزيابي و آمايش سرزمين

كارشناسي ارشد

كشاورزي و منابع طبيعي

علوم و مهندسي محيط زيست

73 ص

رويشگاه طبيعي , گياهان دارويي , توپوگرافي , آويشن , آنغوزه

Natural habitat , Medicinal plants , Topography , Thyme , Anghose

كشور ايران به دليل شرايط اكولوژيك خاص خود، رويشگاه بسياري از گياهاني است كه اندام‌هاي آن‌ها داراي اثر بخشي دارويي براي انسان و دام مي‌باشد. كه از آن‌ها تحت عنوان گياهان دارويي نام برده مي‌شود. با آشكار شدگي تغييرات اقليمي و كاهش منابع طبيعي، سوق به سمت برداشت گياهان دارويي و استفاده از ويژگي‌هاي اكولوژيك مناطق گرم و خشك داخل كشور رويكردي براي جايگزيني با كشت‌هاي پرآب شده است. با آگاهي بيشتر از شرايط زيستگاهي و گستره زيستگاه مطلوب امكان شناسايي و استفاده از زيستگاه‌هاي مطلوب براي گونه فراهم خواهد شد. بنابراين هدف از اين مطالعه شناسايي رويشگاه گياهان دارويي در شهرستان اردكان مي‌باشد. با اين هدف، از ميان گياهان دارويي قابل برداشت در سطح شهرستان، دو گونه آويشن و آنغوزه انتخاب شدند. براي بررسي محدوده توزيع گونه‌ها ابتدا نقاط حضور اين گونه‌ها جمع‌آوري شد. سپس ميانگين سيلت، رس، ماسه، نيتروژن و تراكم كربن آلي در عمق 5 تا 15 سانتي‌متري در كنار متغيرهاي توپوگرافي و بادخيزي و پوشش گياهي به عنوان متغيرهاي رويشگاهي مد نظر قرار گرفتند. مدلسازي با استفاده از مدل‌‌‌هاي درخت طبقه بندي و رگرسيون (CART)، جنگل تصادفي (RF)، درخت چندگانه جمع‌شدني (TreeNET) و رگرسيون لجستيك (LR) انجام گرفت. مدل همادي بر اساس ميانگين وزني بر پايه معيار AUC ايجاد گرديد. و اعتبار مدل‌هاي مورد استفاده بر اساس معيارهاي حساسيت، ويژگي، طبقه‌بندي صحيح، طبقه بندي اشتباه و معيار AUC محاسبه گرديد سپس با استفاده از اعمال حد آستانه زيستگاه مطلوب گونه محاسبه گرديد. تخمين ارزش اقتصادي آويشن و آنغوزه در رويشگاه‌هاي طبيعي بر اساس واحد وزن در هكتار انجام گرفت. كه اين عمل با محاسبه مقداري زيستگاهي به ازاي نقاط حضور داخل محدوده حد آستانه (TSS) انجام گرفت. تمام معيارها به نقشه بولين تبديل شدند و عمل روي‌هم‌گذاري انجام گرفت و با محاسبه مساحت به دست آمده به هكتار و تخمين هر وزني در هر هكتار ارزش ريالي رويشگاه‌هاي مطلوب كمي شد. نتايج نشان داد كه متغيرهاي توپوگرافي به نسبت معيارهاي خاك نقش مهم‌تري در توزيع گونه‌هاي مورد مطالعه داشته و از ميان متغيرهاي مربوط به خاك، نيتروژن خاك به نسبت ساير متغيرها نقش مهم‌تري دارد. وسعت رويشگاه آويشن 25/103681 هكتار و رويشگاه مطلوب آنغوزه 75/66518 هكتار تخمين زده شد. بر مبناي وزن قابل برداشت از هر هكتار از زيستگاه طبيعي مطلوب نتايج نشان مي‌دهد كه استحصال صمغ آنغوزه در سطح مراتع استان ارزش بيشتري را دارد. نتايج حاصل از اين مطالعه مي‌تواند در راستاي شناسايي صحيح كيفيت زيستگاه گونه‌ها در سطح شهرستان مناسب عمل كرده و براي اجراي برنامه‌هاي اقتصادي بر پايه گياهان دارويي مفيد واقع شود. در پيش بيني توزيع آويشن نتايج نشان داده كه مدل CART به نسبت ساير مدل‌ها با قدرت بالاتري به پيش‌بيني زيستگاه پرداخته است.

Iran, due to its ecological conditions, is a site (or habitat) of many plants whose organs have a medicinal effect on humans and livestock. These plants are called medicinal plants (or herbs). Recently ,due to climate changes and the decrease of natural resources, the cultivation of the plants with abundant water demand is gradually being replaced by medicinal plants which are more suitable to ecological conditions of dry and arid regions of the country. The purpose of this study is to identify the medicinal plants in Ardakan city -which is situated in central plateau of Iran with arid and semi-arid climatological conditions. For this purpose, from among the medicinal plants that can be harvested in this city, two species of thyme and asafetida were selected. In order to investigate the distribution range of these species, first of all the spots of their presence were identified. Then the average of silt, clay, sand, nitrogen and organic carbon density at a depth of 5 to 15 cms along with topography and wind state and vegetation were considered as habitat variables. In the next step, modeling was performed using Classification and Regression Tree (CART), Random Forest (RF), Multiple Tree (TreeNET) and Logistic Regression (LR). Ensemble model was created based on weighted mean according to AUC criterion. Then the validity of the models that were used was calculated based on the criteria of sensitivity, specificity, correct classification, incorrect classification, and AUC criterion. Finally, the optimal habitat of the species was calculated using the threshold. The results showed that topographical variables have a more important role in the distribution of the studied species than soil criteria; And among soil variables, nitrogen plays a more important role than other variables. The area of thyme habitat was estimated to be 103681/25 hectares and the optimal habitat of asafetida was estimated to be 66518.75 hectares. Based on the weight that can be harvested from each hectare of the desired natural habitat, the results show that the extraction(exploitation) of asafetida gum is more valuable in the rangelands of the province. The results of the study can be used for the better identification of the quality of natural habitats of the species in the region and to improve the economy of the region by using medicinal plants. In the distribution prediction of thyme the results showed that CART model could predict the habitat more powerfully

7/12/2022 12:00:00 AM

415

ESE31

مجتبي ادبي اردكاني