استفاده از الگویتم بهینه سازی مذاب سازی شبیه سازی شده برای اولویت بندی سیستماتیک مناطق حفاظت شده در استان البرز ایران

نوع مقاله : بوم شناسی

نویسندگان

1 گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، صندوق پستی: 4111

2 مرکز تحقیقاتی آینده محیط زیست، دانشگاه گریفت، کوئینزلند، استرالیا

چکیده

با توجه به اهمیت و لزوم حفظ تنوع­ زیستی برای حفاظت از تنوع زیستگاه ­ها و جمعیت­ های حیات ­وحش باید به انتخاب مناطق نمونه و معرف از کل طبیعت پرداخت. هدف این مقاله اولویت ­بندی مناطق مناسب حفاظت در استان البرز و انتخاب مناسب­ ترین لکه ­ها برای حفاظت با استفاده از الگوریتم بهینه­ سازی فراابتکاری مذاب­ سازی شبیه ­سازی شده در قالب نرم­ افزار Marxan است. به این منظور از هشت معیار حفاظتی شامل  زیستگاه بالقوه پنچ گونه پستاندار، جامعه خزندگان، جامعه پرندگان شکاری و جامعه پرندگان آبزی و کنار آبزی استان البرز استفاده شده است و نتایج با الگوریتم­ های ابتکاری حریص (greedy) و نادر (rarity) مقایسه شده است. برای مدل­ سازی زیستگاه بالقوه این گونه­ ها از روش حداکثر آنتروپی تحت نرم­ افزار MaxEnt استفاده شده است. هدف انتخاب یک شبکه حفاظتی است که به­ ترتیب 30، 40، 50 و 60 درصد هر معیار را حفاظت کند. در این مطالعه پنج سناریو حفاظتی معرفی شد و بررسی نتایج سناریو­های مختلف حفاظتی نشان داد که منطقه حفاظت­ شده موجود دراستان البرز از لحاظ دستیابی به اهداف حفاظتی کارایی مناسبی را ندارد و فقط هدف حفاظتی چهار معیار از هشت معیار انتخاب شده را برآورده می­ کند. در اغلب سناریوها هم­ پوشانی شبکه­ های حفاظتی منتخب با منطقه حفاظت شده موجود کم­ تر از 49/5 درصد بوده است. نتایج نشان می­ دهد که پارامتر­های مختلفی از جمله اهداف حفاظتی تعیین شده، الگوریتم ­های مختلف و میزان فشردگی لکه­ های حفاظتی منتخب در فرایند اولویت ­بندی و انتخاب سیستماتیک مناطق تحت حفاظت دخالت دارند. از این رو با تعیین مقادیر مناسب برای این پارامتر­ها، مقاله حاضر نشان داد که الگوریتم مذاب­سازی شبیه ­سازی شده نتایج قابل قبولی را در تمامی سناریوها در مقایسه با دو الگوریتم دیگر ارائه می­ کند و استفاده از آن به شناسایی بهترین لکه ­های حفاظتی در استان البرز کمک زیادی می­ کند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Simulated annealing algorithm as a tool for systematic prioritization of protected area in Alborz province, Iran

نویسندگان [English]

  • Sorour Esfandeh 1
  • Mohammad Kaboli 1
  • Leila Eslami 2
1 Department of Environment, Department of Natural Resources, Tehran University, Karaj, POBox: 4111
2 Future Environmental Research Center, University of Gryft, Queensland, Australia
چکیده [English]

Regarding to importance and necessity of biodiversity conservation to preserve wildlife habitats and populations, representative natural areas should be selected. The aim of this research is prioritization of candidate areas for environmental protection in Alborz Province. For this purpose, habitats of 5 mammal species, reptile species and important distribution area for raptors and waterfowl birds were used as input criteria. Maximum Entropy (MaxEnt) method was used to model the mammals’, reptiles and birds habitats. Simulated annealing was used for prioritization through Marxan software. The goal is to preserve 20, 30,40 and 60 percent of each protection criteria. Based on the results of different scenarios, current protected areas network in Alborz Province were found inadequate to achieve the required conservation goals. These areas only provided the set goals for 4 protection criteria. In most scenarios, overlap between the proposed conservation network and current protected areas were less than 49.5 percent. Results show that different parameters including conservation goals, scale, algorithms and compactness of zones affect the systematic prioritization and selection of protected areas. Consequently, determination of appropriate values for these parameters is among the most important steps in conservation planning. The parameters investigated in this research showed that the simulated annealing algorithm provides plausible results in all cases and its application helps identify the best zones for protection. Therefore, using this method to modify boundaries of current protected areas and introduce new sites for protection of animal species is proposed in the Alborz Province.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Systematic conservation
  • Planning
  • Protected area
  • Marxan
  • MAXENT
  • Simulated annealing (SA)