مقدمه ای بر اکولوژی سیمای سرزمین

واژه Landscape در علوم مختلف دارای معانی متفاوتی است؛ در برخی متون به معانی چشم‌انداز، منظره و منظر ترجمه می‌شود؛ درحالی‌ که در علوم محیط‌ زیست، بوم‌شناسی و دانش‌های کاربردی آن (برنامه‌ریزی محیط‌ زیست و طراحی محیط‌ زیست) این واژه ماهیت ویژه‌ای داشته و به معنای سیمای سرزمین می‌باشد.

سیمای سرزمین در علوم محیط‌ زیست، منطقه‌ای است با کیلومتر‌ها پهنا که مجموعه‌ای از اکوسیستم‌ها از قبیل جنگل، مرتع، اراضی کشاورزی، رود، دریاچه، اراضی انسان‌ساز و … را در بر می‌گیرد. یک سیمای سرزمین ممکن است شامل تمامی و یا برخی از این اکوسیستم‌ها باشد.

هر سیمای سرزمین دارای سه بخش اصلی می‌باشد: بستر، لکه و کریدور

سه عنصر اصلی بستر ، لکه  و کریدور  عناصر ساختاری سیمای سرزمین هستند، به این معنی که هر سیمای سرزمین از این سه عنصر اصلی تشکیل شده است. در واقع نحوه چیدمان و یا قرارگیری این عناصر ساختاری در کنار هم، در هر سیمای سرزمین منجر به ایجاد سیمای سرزمین‌های متفاوت و یا به بیان دیگر ایجاد الگوهای متفاوت در سیمای سرزمین‌ ها خواهد شد.

با شناسایی عناصر ساختاری سیمای سرزمین، ارتباط میان آن‌ ها و تغییر این ارتباطات طی زمان، می‌توان در خصوص مدیریت و هدایت روند تغییرات سیمای سرزمین بهتر تصمیم گرفت؛ به این معنی که تفاوت در ساختار سیمای سرزمین منجر به تفاوت در عملکردهای آن خواهد شد که در ادامه به تشریح آن خواهیم پرداخت.

بستر (Matrix)

بستر عنصر غالب در سیمای سرزمین است و در عملکرد سیمای سرزمین نقش اساسی دارد. به طور کلی مساحت بستر خیلی زیاد است و عناصر سیمای سرزمین را احاطه می‌کند به عنوان مثال در ساوان‌های افریقا، علفزارها که بیشترین مساحت را داشته و عنصر غالب سیمای سرزمین محسوب می‌شوند در واقع به عنوان بستر و یا ماتریکس سیمای سرزمین در نظر گرفته می‌شوند.

لکه (Patch)

لکه یکی دیگر از عناصر ساختاری سیمای سرزمین است، لکه‌ها اجزاء غیرخطی هستند که از نظر پوشش اراضی با محیط پیرامون خود متفاوت‌اند؛ در مثال ساوان‌های افریقا، درخت‌زارهای پراکنده و یا برکه‌های آب که به صورت جزیره‌ای درون بستر (علفزار) قرار دارند به عنوان “لکه پوشش درختی” و “لکه پهنه آبی” در نظر گرفته می‌شوند.

کریدور (Corridor)

کریدورها اجزاء خطی و یا نوار‌های باریکی هستند که با بستر پیرامون خود متفاوت‌اند. کریدور‌ها معمولاً لکه‌های مشابه را به هم وصل می‌کنند. به عنوان مثال جاده‌ها یک کریدور محسوب می‌شوند که دو شهر را به هم متصل می‌کنند. دره‌ها، رود‌ها و خیابان‌ها مثال‌های دیگری از کریدورها در یک سیمای سرزمین هستند.

هر اکوسیستم در یک سیمای سرزمین می‌تواند به عنوان یک لکه، کریدور یا بستر تلقی شود.

واژه اکولوژی سیمای سرزمین نخستین بار به‌ وسیله کارل ترول جغرافی‌دان آلمانی (۱۹۳۹) معرفی شد.

اکولوژی سیمای سرزمین علم مطالعه الگوهای سیمای سرزمین و ارتباطات متقابل بین اکوسیستم‌هاست و اینکه این الگو‌ها و ارتباطات متقابل چگونه در طی زمان تغییر می‌کنند. به‌عنوان مثال اراضی مرتعی در طول زمان تبدیل به کشتزارها شده و جنگل‌ها به مرور جای خود را به شهرها می‌دهند…

این علم بر مبنای این تفکر شکل گرفته است که تغییر در سیمای سرزمین به شدت ویژگی‌های اکولوژیکی از جمله، جریان انرژی، مواد معدنی، تعداد و تنوع زیستمندان، مهاجرت گونه‌ها، گسترش بیماری‌ها، گسترش آتش‌سوزی‌ها و … را تحت تأثیر قرار می‌دهد.

دو جنبه مهم از اکولوژی سیمای سرزمین:

نخست، اکولوژی سیمای سرزمین به صراحت اهمیت نحوه قرارگیری اجزاء ساختاری سیمای سرزمین را برای فرایند‌های اکولوژیکی نشان می‌دهد.

در واقع اکولوژی سیمای سرزمین نه تنها به این می‌ پردازد که چه مقدار از یک جزء خاص وجود دارد، بلکه در رابطه با آن است که این اجزاء (اجزاء ساختاری سیمای سرزمین) چگونه در کنار هم قرار گرفته‌اند. فرض اساسی اکولوژی سیمای سرزمین این است که اگر ترکیب و ترتیب اجزاء مختلف در سیمای سرزمین متفاوت باشد، شکل و اثر اکولوژیکی یک سیمای سرزمین متفاوت خواهد بود.

دوم این که اکولوژی سیمای سرزمین اغلب روی حوزه مکانی (وسعت مکانی) متمرکز است که بسیار بزرگ‌ تر از مطالعات سنتی در اکولوژی است. اکولوژی سیمای سرزمین به پویایی اکولوژیک در میان مناطق بزرگ اشاره دارد. مطالعه سیمای سرزمین‌ها در مهار بیماری‌های حیات‌وحش، کنترل آتش‌سوزی‌ها، حفاظت از تنوع زیستی، مدیریت منابع، کنترل آلودگی‌هاف مدیریت شهری و… کاربرد دارد.

نرم افزارهای لنداسکیپ اکولوژی

در اینجا به‌طور خلاصه به معرفی دو نرم‌افزار پرکاربرد در زمینه مطالعه سیمای سرزمین می‌پردازیم:

• FRAGSTATS شناخته شده‌ترین نرم‌افزار در زمینه مطالعه الگوهای سیمای سرزمین است.

این برنامه در حقیقت یک برنامه تجزیه‌ و تحلیل الگوی مکانی برای کمی سازی ساختار سیمای سرزمین است. نسخه اصلی این نرم‌افزار (ورژن۲) در سال ۱۹۹۵ در دسترس عموم قرار گرفت.

پس از آن، صدها نفر از متخصصان از استفاده از FRAGSTATS لذت می‌برند. با توجه به محبوبیت FRAGSTATS ، این برنامه به طور کامل در سال ۲۰۰۲ اصلاح شد (ورژن ۳).

به تازگی، این برنامه به منظور تطبیق بار ArcGIS10  ارتقا یافته است(ورژن۳٫۴) و شامل متریک‌ هایی است که به کمی سازی ساختار سیمای سرزمین می‌پردازند. کمی سازی ساختار سیمای سرزمین به محققان این امکان را می‌دهد که به صورت دقیق به بررسی اثر ساختار سیمای سرزمین بر عملکردهای آن، بپردازند.

• Patch analyst یک اکستنشن برای نرم‌افزار Arc GIS است که آنالیز فضایی لکه‌های سیمای سرزمین و مدل‌سازی ویژگی‌های مرتبط با لکه‌ها را تسهیل می‌کند.

Patch analyst برای آنالیز فضایی الگوهای سیمای سرزمین، اغلب در مدل‌سازی زیستگاه‌ها، حفاظت از تنوع زیستی و مدیریت جنگل استفاده می‌شود. این اکستنشن در دو نسخه لکه و شبکه لکه در دسترس است. نسخه اول از لایه‌های پلیگون ( وکتوری) استفاده می‌کند درحالی‌ که نسخه دوم برای لایه‌های رستری (شبکه‌ای) است.

پیشنهاد ۲ کتاب خوب برای یادگیری مفاهیم و علم لنداسکیپ اکولوژی

کتاب‌های متعددی در حوزه علم اکولوژی سیمای سرزمین در سرتاسر جهان منتشر شده است که هر یک حاوی نکات ارزشمندی در این خصوص هستند.

دو کتاب زیر در درک مفاهیم بنیادی علم اکولوژی سیمای سرزمین بسیار راهگشا هستند.

• Learning Landscape Ecology

• Landscape Ecology in Theory and Practice

تهیه کننده مطلب: خانم مهندس مریم حاتمی