طبقه‌بندی نواحی زیست اقلیمی مرتعی ایران بر اساس تحلیل طیفی

این مطالعه با هدف ارائه یک پهنه‌بندی زیست اقلیمی مرتعی برای ایران بر اساس تغییرات طیف توان میانگین ماهانه تولید خالص اولیه (npp: net primary production) مناطق مرتعی ایران انجام شد. نوسانات طیف توان میانگین ماهانه سیگنال npp مناطق مرتعی ایران طی سال‌های 2000-2022 با استفاده از روش چگالی طیف توان (power spectrum density) در باند فرکانسی بین 0-100 هرتز مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. در 24 زیر پهنه زیست اقلیمی 4 دوره مشترک در همه سایت‌ها در فرکانس‌های 0 (هیچ تغییری تکرار نمی‌شود)، 8/34 (3/59 روز)، 16/66 (1/80 روز) و 25 (1/2 روز) هرتز دیده شد که نشان می‌دهد عمده تغییرات داده در آن دوره‌ها اتفاق می‌افتد و تغییرات npp مرتعی ایران بیشتر تحت تاثیر اثرات جهانی و منطقه‌ای نسبت به اثرهای محلی است. بیشترین توان این طیف‌ها در مقیاس‌های زمانی زیاد متمرکز شده است؛ بنابراین چرخه‌های با فرکانس کمتر (مقیاس زمانی بیشتر) چرخه‌های مهم‌تری نسبت به چرخه‌های با فرکانس بیشتر (مقیاس زمانی کمتر) هستند و نشان می‌دهند که تغییرات npp مرتعی ایران طولانی‌مدت و اقلیمی است. در پژوهش حاضر با استفاده از نتایج طیف توان میانگین ماهانه سیگنال npp مرتعی و با کمک روش خوشه‌بندی واردز و فاصله مربع اقلیدوسی ایران به 1+5 پهنه زیست اقلیمی مرتعی طبقه‌بندی شد. به نظر می‌رسد این روش تطابق خوبی بین مرزهای زیستی و آب‌وهوا فراهم می‌کند. برای بررسی ارتباط طیفی بین مناطق زیست اقلیمی مرتعی در داخل گروه‌های همگن از تکنیک همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج همبستگی نشان داد همبستگی زیادی از نظر طیفی در داخل گروه‌ها با سطح معنی‌داری 0/01 درصد بین مناطق زیست اقلیمی مرتعی به‌خصوص در خوشه دوم و پنجم دیده شد.

classification of rangeland bioclimatic areas of iran based on spectral analysis

this study was conducted to present rangeland bioclimatic zoning for iran based on the changes in the power spectrum of the average monthly net primary production (npp) of the rangelands of iran. fluctuations of the mean monthly power spectrum of the npp signal of rangelands of iran from 2000 to 2022 were analyzed using the power spectrum density (psd) method in the frequency band between 0-100 hz. in 24 bioclimatic subzones, there are four common periods in all sites at frequencies of 0 (no change is repeated), 8.34 (3.59 days), 16.66 (1.80 days), and 25 (1.2 days) hz observed, which shows that the major data changes occur in those periods and that the npp changes of iranian rangeland are more influenced by global and regional effects than local effects. the maximum power of these spectra is concentrated in high time scales. therefore, cycles with lower frequency (higher time scale) are more important than cycles with higher frequency (shorter time scale) and show that the changes of npp in iranian rangelands have long-duration cycles under climate fluctuations. in the present research, iran was classified into 5+1 rangeland bioclimatic zones using the results of the monthly mean power spectrum of the npp signal of rangelands, the wards clustering method, and the euclidean square distance. it seems that this method provides a proper match between biological boundaries and climate. pearson correlation coefficient was used to investigate the coherence of rangeland bioclimatic regions within each homogeneous group. correlation results showed a significant spectral density similarity within groups at the significance level of 0.01% between rangeland bioclimatic regions, especially in the second and fifth clusters.