بررسی تطبیقی ترسیم‌های توندرا در آمریکای شمالی

چکیده

تغییرات عمیق اخیر در محیط قطب شمال مشاهده شده است، از جمله وسعت کم یخ دریا و سبز شدن در عرض جغرافیایی بالا. مطالعه قطب شمال و چگونگی تغییر آن یکی از عناصر مهم علم تغییرات آب و هوایی است. توندرا، منطقه ای از قطب شمال، به دلیل تأثیرات آن بر مکانیسم بازخورد یخ برفی و چرخه گازهای گلخانه ای، مستقیماً با تغییرات آب و هوایی مرتبط است. مانند همه مناطق بوم گردی، مرز توندرا در حال تغییر است، اما مطالعات و سیاست ها مستلزم تعیین دقیق مرزها هستند. گزینه های زیادی برای سیستم های طبقه بندی ecoregion و همچنین منابعی برای ایجاد نقشه های سفارشی وجود دارد. برای کمک به تصمیم‌گیرندگان برای شناسایی بهترین سیستم طبقه‌بندی ممکن، مروری بر ترسیم‌های منطقه بوم توندرا در آمریکای شمالی ارائه می‌کنیم و روش‌ها، اهداف، محدودیت‌ها، و ویژگی های فیزیکی پنج سیستم طبقه بندی ecoregion مشترک. ما نقشه های مربوطه را با استفاده از یک سیستم اطلاعات جغرافیایی به صورت کمی مقایسه می کنیم.

کلید واژه ها:

توندرا ؛ بوم منطقه ; آمریکای شمالی ؛ سیستم های طبقه بندی ; GIS ; مرور

1. مقدمه

قطب شمال از قرن نوزدهم موضوع تحقیقات منتشر شده بوده است. در همان اوایل 1865 دانشمند دریافتند که منطقه قطب شمال نقش مهمی در آب و هوای منطقه ای و جهانی ایفا می کند [ 1 ]. تحقیقات جدیدتر تغییرات عمیقی را در محیط قطب شمال نشان داده است. در سپتامبر 2012، به نظر می‌رسید که یخ‌های دریای قطب شمال به کمترین میزان حداقل فصلی خود در رکورد ماهواره‌ای از زمانی که این داده‌ها در سال 1979 در دسترس قرار گرفتند، به دلیل نازک شدن یخ و دمای گرم‌تر قطب شمال رسید [ 2 ]. وسعت یخ دریا زیر 3.5 میلیون کیلومتر مربع ثبت شده در سپتامبر 2012 از حداقل رکورد قبلی (4.13 میلیون کیلومتر مربع) که در سال 2007 ثبت شده بود، فراتر رفت [ 2 ]. دمای هوا افزایش یافته است و منجمد دائمی به طور کلی در حال گرم شدن است [ 3]. گرم شدن دما همچنین با گلدهی زودتر گیاه و تغییر ترکیب گونه های منطقه ای در مناطق قطب شمال مرتبط است [ 4 ، 5 ، 6 ، 7 ، 8 ]. به طور مشابه، تحقیقات نشان می دهد که سبز شدن مربوط به تغییرات آب و هوایی در مناطق با عرض جغرافیایی بالا رخ می دهد، که به نوبه خود ممکن است گرم شدن را در فصل رشد تقویت کند [ 9 ]. نگرانی‌ها در مورد از بین رفتن دائمی یخ و ایده نقطه اوج در توندرا، که در آن حلقه‌های بازخورد شرایطی را ایجاد می‌کنند که گرم شدن را تسریع می‌کند، افزایش می‌یابد [ 5 ، 9 ]]. یک جنبه اساسی از این مطالعات مربوط به الگوی و گستره اکوسیستم های قطب شمال است. درک چگونگی ترسیم مرزهای مناطق اکولوژیکی در قطب شمال به تضمین پیشرفت علم قطب شمال کمک خواهد کرد.

قطب شمال منطقه ای در اطراف قطب شمال است که به عنوان شمال 60 درجه شمالی در آمریکای شمالی تعریف شده است [ 10 ]. این منطقه از چندین منطقه بوم‌شناختی یا «منطقه‌های زیست محیطی» تشکیل شده است. تعاریف زیادی از بوم منطقه وجود دارد، اما به طور کلی منطقه ای با ویژگی ها و تعاملات زیست محیطی، اکولوژیکی و جغرافیایی مشابه است [ 11 ]. ما در این مقاله از واژه ecoregion به طور گسترده به عنوان وسیله ای برای طبقه بندی Tundra که منطقه ای از قطب شمال است استفاده می کنیم. علاوه بر این که یک نوع اکوسیستم است، اصطلاح “توندرا” می تواند به سادگی به نوع پوشش گیاهی (برای جزئیات بیشتر به زیر مراجعه کنید) که در زیر قطب شمال یافت می شود اشاره کند. تعاریف اولیه توندرا آن را به عنوان منطقه مسطحی که شامل سواحل قطب شمال و منطقه ای در داخل خشکی تا 800 مایل (1287 کیلومتر) جنوب است، توصیف می کرد.12 ].

شاید اولین نمونه از نقشه برداری در مقیاس بزرگ از مرزهای اکولوژیکی، مناطق زندگی و زراعی 1898 Merriam در ایالات متحده باشد [ 13 ]. مریام عمدتاً بر اساس گیاهان، جانوران و خاک، به دنبال شناسایی مناطقی از ایالات متحده بود که برای محصولات خاص مناسب‌تر هستند. در سال 1939، کلمنتز و شلفورد کتابی با موضوع زیست بوم شناسی تألیف کردند که ارگانیسم هایی را که برای زیستگاه های خاص معمولی هستند و روابط آنها با یکدیگر و زیستگاه هایشان مورد بحث قرار می دهد [ 14 ]. یک مطالعه فیتواکولوژیکی در سال 1966 توسط Maini [ 15 ] انجام شد] در منطقه اطراف دریاچه درخت کوچک در مناطق شمال غربی، کانادا، جایی که او ساختار و ترکیب انواع مختلف پوشش گیاهی و روابط آنها با چشم انداز را تعیین کرد. ماینی از ترسیم مرزی استفاده کرد که به عنوان sylvotundra مشخص می شود، که توسط Tikhomirov [ 16 ] به عنوان یک منطقه گذار بین Tundra و Taiga توصیف شده است. اخیراً، آژانس های فدرال، مانند آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده (EPA) و سازمان زمین شناسی ایالات متحده (USGS)، و سازمان های بین المللی، مانند کمیسیون همکاری های زیست محیطی (CEC) و حفاظت از طبیعت (TNC) به ایجاد و ادامه داده اند. پالایش نقشه های بوم منطقه

ترسیم یک منطقه به مناطق بوم‌زیستی که دارای مرزهای مشخصی هستند، توسعه روابط تجربی بین ویژگی‌ها را در مکان‌های جغرافیایی مختلف امکان‌پذیر می‌سازد. با این حال، به دلیل انحراف در مفروضات اساسی، اهداف، و انتخاب‌های فردی سازندگانی که از «هنر» طراحی مرزها استفاده می‌کنند، ترسیم‌ها می‌توانند متفاوت باشند [ 17 ].]. روش‌های طبقه‌بندی Ecoregion بسته به متغیرهای ورودی انتخاب شده و وزن‌هایی که روی آن متغیرها گذاشته می‌شود، بسیار متفاوت است. معیارهایی که اغلب مورد استفاده قرار می گیرند شامل پوشش گیاهی، خاک، آب و هوا، حیات وحش و فعالیت های انسانی است. در نتیجه تعداد زیاد گزینه های ممکن برای متغیرهای ورودی، راه های زیادی برای ترسیم مرزهای بوم منطقه وجود دارد. علاوه بر این، جابه‌جایی‌های زمانی ذاتی در فرآیندهای طبیعی باعث می‌شود که هر مجموعه داده منطقه‌ای بوم، مرزها را تنها در یک لحظه در زمان نشان دهد.

توندرا منطقه ای است که در بسیاری از نقشه های بوم منطقه ترسیم شده است و گاهی اوقات به مناطق فرعی تقسیم می شود. دارای مناظر مختلف از دشت های وسیع تا دریاچه های پوشیده از یخ، دمای متوسط بین 17- تا 7- درجه سانتیگراد و زیرزمینی است که برای همیشه یخ زده است. انواع پوشش گیاهی مرتبط شامل درختچه های بلند (2-5 متر)، درختچه های کوتوله (5-20 سانتی متر)، و خزه گرامینوئید [ 18 ] است. این منطقه به طور کلی با تنوع گسترده ای از پستانداران و پرندگان مشخص می شود و توسعه بسیار کمی توسط انسان ها انجام شده است [ 19 ]. علاوه بر اهمیت بیولوژیکی توندرا، همچنین حاوی حدود 14 درصد از کربن ذخیره شده جهانی [ 20 ] است و گرم شدن توندرا می تواند منبع بزرگی از انتشار متان در جو ایجاد کند [ 21 ]].

مانند همه مناطق بوم گردی، مرز توندرا در حال جابجایی است [ 22 ]، با این حال مطالعات نیاز به تعیین دقیق مرزهای بوم منطقه دارد. آزمایش آسیب‌پذیری قطب شمال (ABoVE) سازمان ملی هوانوردی و فضایی (NASA) به دنبال درک کامل‌تر محیط در حال تکامل قطب شمال برای بهبود توانایی توسعه پاسخ‌های اجتماعی به تغییرات آب و هوایی است. به طور خاص، محققان ناسا مایلند در مورد فرآیندهای کنترل کربن خاک و انتشار بالقوه دی اکسید کربن و متان از تجزیه یخ های دائمی ذوب شده بیشتر بدانند. این نوع پروژه در مقیاس بزرگ به مجموعه داده های جغرافیایی مشترکی نیاز دارد که بتوان از آن ها کار کرد. چالش انتخاب یک مجموعه داده مناسب و پذیرفته شده است که بتواند نیازهای چندین محقق را برآورده کند.

هدف از مطالعه ما کمک به محققان برای شناسایی مجموعه داده Tundra مناسب برای کار فعلی و آینده خود است. ما مروری بر سیستم های طبقه بندی برای ترسیم مرز توندرا زمانی که به عنوان یک منطقه زیست محیطی در نظر گرفته می شود، ارائه خواهیم کرد. این مقاله علاوه بر جمع‌آوری ادبیات و خلاصه پنج رویکرد برجسته، به محققان کمک می‌کند تا آسان‌تر و کارآمدتر از سیستم(های) اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده کنند. برای کمک به انجام این کار، ما سیستم‌های طبقه‌بندی و نقشه‌هایی را که به صورت دیجیتالی در دسترس هستند و بنابراین می‌توانند به راحتی از طریق GIS بهینه‌سازی شوند، و همچنین نقشه‌هایی که فقط در قالب آنالوگ در دسترس هستند، ارائه می‌کنیم. ما مجموعه داده های Tundra موجود را بررسی خواهیم کرد و اهداف و کاربردهای نمونه ها را با هم مقایسه و مقایسه می کنیم:

توضیح سیستم های طبقه بندی خاص از جمله روش ها، اهداف و ویژگی هایی مانند مقیاس و مساحت ( بخش 2 )
مقایسه کمی محصولات نقشه برداری جغرافیایی توندرا بر اساس منطقه ( بخش 3 )
ارائه دو مطالعه موردی که روش هایی را برای ترکیب واقعی سیستم های طبقه بندی برای دستیابی به اهداف خاص نشان می دهد ( بخش 4 )
توصیف رویکردهایی که می توان برای انتخاب یک سیستم طبقه بندی استفاده کرد ( بخش 5 )

2. روش شناسی سیستم های طبقه بندی بوم مناطق

ما مجموعه‌های داده‌ای را شناسایی کرده‌ایم که تکنیک‌های مختلف و ترسیم‌های مرزی را در بر می‌گیرند ( جدول 1 ). پنج مجموعه داده که به تفصیل بررسی می کنیم ( بخش 2.2) انتخاب شدند تا بهترین ترکیب جامعیت، مستندسازی و در دسترس بودن را نشان دهند و به طور همزمان بیشترین استفاده و به روز شدن را داشته باشند. هر سیستم طبقه بندی تجزیه و تحلیل شده دارای یک یا چند نقشه متناظر به صورت دیجیتالی است که از توندرای آمریکای شمالی تشکیل شده است و همچنین ممکن است شامل اطلاعاتی فراتر از قطب شمال باشد. ارزیابی صحت صریح برای اکثر مجموعه‌های داده‌ای که بررسی شدند در دسترس نبود. از این رو ما یک تجزیه و تحلیل کیفی از آنها تولید می کنیم و مجموعه ای تلفیقی از اطلاعات را ارائه می دهیم تا به کاربر امکان می دهد هنگام انتخاب مجموعه داده، انتخابی آگاهانه داشته باشد.

جدول 1. خلاصه ای از نقشه ها و سیستم های طبقه بندی که نشان دهنده مناطق زیست محیطی شامل منطقه توندرا در آمریکای شمالی است. اگر نویسنده یا منبعی بیش از یک نسخه از نقشه را به دلیل به روز رسانی دارد، آخرین نسخه در زیر فهرست شده است. اگر داده های GIS مرتبط به صورت آنلاین در دسترس باشد، یک استناد گنجانده می شود. فرمت جدول از برانت [ 23 ] اقتباس شده است.

روش های طبقه بندی بوم منطقه را می توان به صورت کیفی یا کمی توصیف کرد. بوم منطقه ای شدن کیفی بیشتر به دانش تخصصی متکی است، در حالی که کمی اغلب سریعتر و قابل تکرارتر است. ممکن است هر دو تحلیل‌های چند متغیره در نظر گرفته شوند، اما با رویکرد کیفی، سازنده از نظر متخصص برای وزن دادن به عوامل ورودی استفاده می‌کند. برخی استدلال می‌کنند که طبقه‌بندی کمی ترجیح داده می‌شود زیرا عینی‌تر است [ 63 ، 64 ]، در حالی که برخی دیگر معتقدند که باید از کیفی استفاده کرد زیرا به تخصص انسان اجازه می‌دهد تا ویژگی‌های منحصربه‌فرد چشم‌انداز اکولوژیکی را شناسایی کند [ 65 ، 66 ، 67 ]، مانند دشت سیلابی. 68]. رویکردهای ترکیبی با این فرض پیشنهاد شده است که این دو روش می توانند مکمل یکدیگر باشند. به عنوان مثال، می‌توان از روش‌های کمی برای ترسیم مرزها استفاده کرد، با استفاده از متغیرهای هم وزن برای ارائه یک مبنای اولیه که یک متخصص می‌تواند متعاقباً آن را اصلاح کند [ 69 ]. بحث کمی در مقابل کیفی در زمینه ترسیم منطقه بوم ادامه دارد.

2.1. نمونه های طبقه بندی کمی منطقه زیست محیطی

روش‌های کمی تعیین بوم منطقه اغلب بر مدل‌های کامپیوتری و مقادیر زیادی داده تکیه می‌کنند. آنها همچنین می توانند اطلاعاتی را ارائه دهند که نقشه های کیفی نمی توانند، مانند وضوح مرزها [ 63 ].

هارگرو و هافمن [ 63 ] مرزهای بوم منطقه را به صورت کمی با استفاده از خوشه بندی چند متغیره ترسیم کردند. تکنیک آنها، مانند اکثر رویکردهای کمی، امکان استفاده از حجم عظیمی از داده ها را فراهم می کند. یکی از جنبه های مهم رویه آنها این است که مرزهای بوم منطقه را با توانایی به تصویر کشیدن وضوح یا نماینده بودن مرزها در هر نقطه از خط پیدا و تجسم می کند [ 63 ]]. توانایی تجسم وضوح مرزها، در این مورد با استفاده از خطوط، مفید است زیرا همیشه حداقل یک درجه بندی بین مرزهای بوم منطقه وجود دارد، برخلاف یک خط متمایز. این فرآیند شامل الگوریتمی است که از فاصله اقلیدینی، تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و آنچه نویسندگان آن را خوشه‌بندی جغرافیایی چند متغیره (MGC) می‌نامند برای تجزیه و تحلیل ویژگی‌های محیطی که کاربر می‌خواهد اعمال کند، استفاده می‌کند. در یک مورد، نویسندگان از نه شرایط محیطی، سازماندهی شده با سه PCA، برای نقشه برداری از ایالات متحده استفاده می کنند. اولین PCA چگالی خاک، عمق خاک معدنی و عمق سنگ بستر را گروه بندی کرد. PCA دوم گروه بندی میانگین دما و بارندگی سالانه و ارتفاع و شیب معکوس. سومین PCA تابش خورشیدی سالانه و ظرفیت نگهداری آب معکوس خاک را گروه بندی کرد [ 63]. این امر ایالات متحده را به 50 منطقه زیست محیطی مجزا جدا کرد، اما آنها همچنین ایالات متحده را با استفاده از وضوح 1 کیلومتر مربع به 7000 منطقه بوم گردی مجزا تقسیم ^کردند .

ژو و همکاران [ 64 ] تکنیکی را توسعه داد که سریع و قابل تکرار با استفاده از اطلاعات سنجش از راه دور و سایر داده های مکانی محیطی و منابع طبیعی است. مدل تحلیل الگوی فضایی نویسندگان از الگوریتمی استفاده می کند که مشابه ترین همسایگان را بر اساس معیارهای تعیین شده ادغام می کند. آن‌ها از GIS برای ایجاد یک روش خودکار برای نقشه‌برداری اکوسیستم بر اساس عمق ریشه‌زایی خاک، محتوای مواد آلی، ظرفیت آب در دسترس، درجه‌روز رشد و سبزی حاصل از ماهواره‌ای چند زمانی استفاده کردند [ 64 ]. این یک روش خوشه‌بندی سلسله مراتبی تجمعی است که در مورد نبراسکا، 2024 چند ضلعی را برای تشکیل مناطق سلسله مراتبی ترکیب کرد [ 69 ].

هارگرو و هافمن [ 69 ] چندین روش طبقه بندی کمی منطقه بوم، مانند الگوریتم های مختلف و مدل سازی رگرسیون را بررسی کردند. به عنوان مثال، مدل سازی افزایشی تعمیم یافته (GAM) ارتباطات مبتنی بر شواهد بین متغیر پاسخ و متغیرهای پیش بینی را تعیین می کند. GAM می تواند روابط غیر خطی را مدیریت کند، اما توزیع احتمال باید مشخص شود [ 69 ]. همچنین انواع مختلفی از GAM برای منطقه‌بندی و پیش‌بینی محدوده جغرافیایی، مانند درختان طبقه‌بندی و رگرسیون (CART) و تجزیه و تحلیل درخت رگرسیون (RTA) [ 69 ] وجود دارد. یک درخت رگرسیون با داشتن معیارهای آزمایشی یک متغیر پیش بینی که در هر مرحله از درخت تصمیم دودویی تعریف شده است [ 69 ] کار می کند.]. گره ها را می توان بعداً حذف یا کوچک کرد تا به تعمیم برسد.

2.2. خلاصه تفصیلی پنج مجموعه داده

در این بخش، روش‌ها و ویژگی‌های مجموعه داده‌های رایج منطقه زیست محیطی که در حال حاضر استفاده می‌شوند را توضیح می‌دهیم. به جز برای پوشش زمین جهانی 2000 [ 34 ]، مجموعه داده ها همه کیفی هستند و مرزها هنوز به دلیل انتخاب ورودی که توسط سازندگان آنها انجام می شود متفاوت است. در اینجا ما پنج مجموعه داده را به تفصیل بررسی می کنیم: مناطق زیست محیطی Omernik [ 31 ]; مناطق اکولوژیکی بیلی [ 42 ]; اولسون و همکاران بوم گردی های زمینی [ 37 ]; نقشه گیاهی قطب شمال [ 32 ]; و محصول Global Land Cover-2000 آمریکای شمالی [ 34]. این پنج سیستم برای تجزیه و تحلیل انتخاب شدند، زیرا قوی هستند، اخیراً به‌روزرسانی شده‌اند، به‌صورت آنلاین در دسترس هستند و نشان می‌دهند که چگونه اهداف و انتخاب‌های مختلف منجر به ترسیم‌های متفاوتی از توندرای آمریکای شمالی می‌شوند.

2.2.1. مناطق زیست محیطی Omernik (OER)

تلاش کلی نقشه برداری OER متکی بر شناسایی مناطقی است که در آنها مجموع ویژگی های زیستی، غیرزیستی، زمینی و آبی مشابه هستند و از قضاوت انسان متخصص در مورد الگوهای موجود در نقشه ها استفاده می کند [ 68 ]. هدف اصلی کمک به مدیران منابع طبیعی در درک واقعی کیفیت منابع قابل دستیابی [ 70 ]، ارزیابی کیفیت آب و مدیریت کلی اکوسیستم [ 11 ] است. مشابه سایر منابع، تعیین OER بر اساس کار دیگران است. OER یک همکاری چند سازمانی، چند ملیتی و چند رشته ای است. آژانس های درگیر عبارتند از EPA، USGS، Nationalatlas.gov، کانادا و CEC. OER بر چارچوبی استوار است که Omernik در ابتدا در سال 1987 آغاز کرد (به بخش 5.1 مراجعه کنید.) با استفاده از رویکرد وزن شواهد [ 66 ]. این رویکرد تفاوت در اهمیت نسبی ویژگی های مختلف برای مناطق و مقیاس های مختلف را توضیح می دهد [ 67 ]. رویکرد OER یکپارچه است، به این معنی که از ارتباط متقابل متغیرها برای تقویت متمایز بودن مناطق خاص استفاده می کند. به عنوان مثال، استفاده از زمین یک ابزار یکپارچه قوی است که ویژگی های خاک، فیزیوگرافی و آب و هوا را توصیف می کند زیرا آنها بر ظرفیت زمین تأثیر می گذارند [ 71 ].

در حال حاضر چهار سطح جداگانه از جزئیات در OER وجود دارد که سطح I درشت ترین آنهاست. هر سطح از جزئیات از تصاویر ماهواره ای و نقشه های منابع طبیعی به میزان های مختلف استفاده می کند. محصول سطح I برای کار در مقیاس بین قاره ای مفید است. سطح II برای مرورهای ملی و شبه قاره ای فیزیوگرافی، حیات وحش و کاربری زمین مفیدتر است [ 19 ]. سطح III با استفاده از تکنیک‌های سنجش از دور و نقشه‌های منابع طبیعی در مقیاس‌های 1:2 میلیون ایجاد شده است. این اجازه می دهد تا مشخصه های تعریف شده محلی شناسایی شوند و استراتژی های مدیریتی خاصی تدوین شوند. Ecoregions به صورت دیجیتالی در 1:250000 ترسیم شده است. استفاده برای مناطق کوچکتر، مانند پروژه هایی که نیاز به مرز نقشه در مقیاس 1:24000 دارند، توسط EPA توصیه نمی شود [ 72 ]].

به طور کلی، OER منطقه مورد علاقه ما را به عنوان “Tundra” طبقه بندی می کند. سطح دوم این را به چهار بخش تقسیم می کند که عبارتند از شمالگان شمالی، آلاسکا تاندرا، محدوده بروکس تاندرا و قطب شمال. سطح III Tundra شامل یک تا نه زیر بخش تحت سطح II است. توضیحات عالی از معیارها برای تمام واحدهای سطح III به صورت آنلاین توسط Wiken و همکاران در دسترس است. (نگاه کنید به [ 73 ]). این توصیف‌ها که تفاوت‌های جزئی بین مناطق سطح III را نشان می‌دهند، شامل مکان، آب و هوا، پوشش گیاهی، هیدرولوژی، زمین، حیات وحش و کاربری زمین/فعالیت انسانی است. کارشناسان منطقه ای از رشته های مختلف برای کمک به تدوین نقشه و انجام راستی آزمایی میدانی برای مناطق جزئیات سطوح III و IV استفاده می شوند [ 67 ]]. تکمیل جزئیات سطح IV به صورت ایالت به ایالت بسته به در دسترس بودن بودجه انجام می شود. این نقشه آخرین بار در سال 2006 به‌طور کامل به‌روزرسانی شد، اگرچه بخش‌هایی از سطوح III و IV Ecoregions of the Conterminous United States اخیراً در دسامبر 2011 بازبینی شده و در می 2012 منتشر شده است [ 72 ]. لازم به ذکر است که گرینلند در محصول آمریکای شمالی گنجانده نشده است زیرا این پروژه تنها با مشارکت کانادا، ایالات متحده آمریکا و مکزیک است.

نمونه هایی از کاربردهای OER عبارتند از: مرکز تحقیقات آبی بررسی بیولوژیکی ایندیانا [ 74 ]، منطقه ای سازی شاخص یکپارچگی زیستی برای جریان های تگزاس [ 75 ]، و استراتژی منابع جنگلی آریزونا [ 76 ]. گالانت و همکاران [ 70 ] همچنین OER را برای مستندسازی روندها در پویایی پوشش زمین و استفاده از زمین در ایالات متحده از 1973 تا 2000 تطبیق داد. آنها به چارچوبی نیاز داشتند که تأثیرات نسبی ویژگی های محیطی مختلف را تشخیص دهد و دریافتند که OER به خوبی با الگوهای مکانی و زمانی پوشش زمین و کیفیت آب های سطحی مطابقت دارد [ 70 ].

2.2.2. مناطق زیست محیطی بیلی (BER)

تفسیر BER از سه دهه تخصص در مطالعه تعاملات بین محیط و تأثیرات آن بر توزیع گیاهان و جانوران یا اکوژوگرافی [ 65 ] بهره می برد. این یک همکاری بین خدمات جنگلی ایالات متحده (USFS)، TNC و USGS است [ 77 ]]. BER از یک طبقه بندی سلسله مراتبی استفاده می کند که ابتدا مناطق زمین را با استفاده از عوامل اقلیمی مانند دما و بارش به چهار اکوسیستم بزرگ تقسیم می کند. سپس دامنه‌ها به بخش‌های اکوسیستمی، مانند بخش توندرا یا بخش استپ معتدل تقسیم می‌شوند. تقسیم بندی ها بر اساس آب و هوا، پوشش گیاهی، خاک و فرآیندهای ژئومورفیک است. در نهایت، بخش‌ها به «استان‌های» اکوسیستمی مانند استان توندرا قطب شمال یا استان استپی دشت بزرگ تقسیم می‌شوند. استان ها با استفاده از فرم سطح زمین، آب و هوا، پوشش گیاهی، خاک و جانوران طبقه بندی می شوند. به عنوان مثال، مناطق توندرا را می توان در محدوده قطبی یافت. توضیحات سطوح مختلف جزئیات مناطق بوم‌سازمانی ایالات متحده و شرح کامل رویکرد طبقه‌بندی توسط بیلی به صورت آنلاین در دسترس است (نگاه کنید به [ 44 ]]).

تمرکز کلی در نقشه برداری BER در رمزگشایی متغیرهای محیطی است که فرآیندهای اکوسیستم را در مقیاس های متعدد هدایت می کنند و استفاده از آن متغیرها برای تقسیم چشم انداز [ 68 ]. هدف اصلی از این امر کمک به USFS با تقویت سازمان مدیریت زمین عمومی و مشارکت در برنامه ریزی بلندمدت منطقه ای است [ 70 ]. BER دارای مقیاس 1:15 میلیون است که برنامه ریزی منطقه ای را ممکن می کند، اما کاربردهای آن را برای برنامه ریزی محلی محدود می کند.

سازمان هایی مانند TNC [ 78 ، 79 ]; فدراسیون ملی حیات وحش [ 80 ]؛ و برنامه نظارت و تحقیق USDA UV-B [ 81 ] BER را برای مدیریت زمین و اهداف برنامه ریزی منطقه ای مفید یافته اند.

2.2.3. اولسون و همکاران مناطق زیست محیطی زمینی (OTE)

نقشه OTE، تولید فدراسیون جهانی حیات وحش (WWF)، برای کمک به برنامه ریزی حفاظت از تنوع زیستی و تأکید بیشتری بر تفاوت های گل و جانوران بین مناطق ایجاد شده است. این نقشه ای از تنوع زیستی زمینی است که جزئیات کافی را ارائه می دهد تا در برنامه ریزی و تنظیم اولویت های حفاظتی جهانی و منطقه ای مفید باشد. این برای شناسایی مناطق آسیب پذیر، آستانه/معادل تنوع زیستی، و غیره است. OTE سلسله مراتبی است. وسیع‌ترین سطح، قلمرو است که شامل 14 بیوم زمینی و 825 بوم منطقه در داخل بیوم است. اندازه متوسط یک بوم منطقه 150000 کیلومتر مربع است [ 37 ]. نقشه “Global 200” [ 82 ] که با استفاده از نقشه OTE ایجاد شده است، نشان دهنده چیزی است که اولسونو همکاران 200 منطقه زمینی، آب شیرین و دریایی متمایز از نظر بیولوژیکی این سیاره است.

OTE با استفاده از انواع نقشه های جغرافیایی زیستی که قبلاً برای مناطق خاص منتشر شده بود ایجاد شد. OTE در واقع مناطق نزدیک و قاره ایالات متحده خود را از OER پذیرفته و اصلاح می کند [ 83 ]. اولسون و همکاران [ 37 ] مناطق بوم گردی تعریف شده OER را اصلاح کنید تا مجموعه گونه ها و جوامع زیست محیطی مورد علاقه حفاظت را منعکس کند [ 17 ]. ممکن است و در واقع به احتمال زیاد خطوط OTE با تغییرات مشاهده شده در آب و هوا مطابقت داشته باشد، اما قبل از هر چیز، نقشه به منظور منعکس کردن توزیع حیوانات و گیاهان در سراسر جهان است [ 37 ]]. تصمیم گیرندگان می توانند از این اطلاعات به عنوان ابزاری برای برنامه ریزی حفاظت استفاده کنند، شاید به روشی مستقیم تر از آنچه که ممکن است هنگام استفاده از OER. به عنوان مثال، می توان غنای گونه های پستانداران زمینی جهان را بر اساس اکورمنطقه ترسیم کرد. اولسون و همکاران [ 37 ] نشان داد که غنای گونه های پستانداران توندرا از 0 تا 66 متغیر است. مثال دیگری از کاربردهای بالقوه OTE نحوه اولسون و همکاران است. [ 37 ] بومی گونه های پستانداران زمینی را نقشه برداری کرد. تجزیه و تحلیل نویسندگان 0-3 گونه پستانداران بومی را برای منطقه قطب شمال، از جمله توندرا به همراه داشت.

2.2.4. نقشه گیاهی قطب شمال (CAVM)

CAVM یکی دیگر از پروژه‌های بسیار مشارکتی است که سازمان‌های دولتی و خصوصی را از سراسر جهان درگیر می‌کند، اگرچه نقشه نهایی در نهایت توسط خدمات ماهی و حیات وحش ایالات متحده (USFWS) و پروژه فلور و جانوران قطبی قطب شمال (CAFF) منتشر شد. بر اساس نقشه هایی با مقیاس های 1:2.5 میلیون تا 1:4 میلیون، عوامل گنجانده شده در نقشه نهایی شامل تصاویر سنجش از دور، توپوگرافی، هیدرولوژی، پوشش گیاهی، زمین شناسی سطحی، زمین شناسی سنگ بستر، خاک ها، درصد پوشش آب، زیر پهنه های زیست اقلیم و استان های گلدار [ 32]. در نگاه اول، ممکن است منطقی باشد که به سادگی از زیرمنطقه های زیست اقلیم استفاده کنیم که در ایجاد نقشه پایانی گنجانده شده اند. محصول نهایی ممکن است برای مرزهای توندرا بهتر از زیرمنطقه‌های زیست اقلیم استفاده شود، زیرا نقشه پوشش گیاهی نهایی دارای مناطق و گونه‌های خاص توندرا است که قبلاً برچسب‌گذاری شده‌اند. علاوه بر این، زیرمنطقه های زیست اقلیم بر اساس داده های آب و هوایی بسیار پراکنده [ 32 ] هستند و عوامل فوق الذکر را ادغام نمی کنند. بنابراین، CAVM نهایی انتخاب بهتری از نظر دقت مرز منطقه‌ای است. در مقاله خود، واکر و همکاران. [ 32] همچنین سایر رویکردهای پهنه بندی زیست اقلیم قطب شمال را خلاصه می کند. با این حال، CAVM به روزترین، قوی ترین و تنها گزینه دیجیتالی شده و به آسانی در دسترس است. داده های GIS محصول نهایی و تمام ورودی ها را می توان به صورت آنلاین یافت (به [ 33 ] مراجعه کنید).

CAVM با هدف ایجاد نقشه ای از ترکیب و توزیع واحدهای پوشش گیاهی در قطب شمال ایجاد شد و به طور خاص به منطقه قطب شمال محدود می شود [ 32 ]. به همین دلیل، نسبت به سایر سیستم های طبقه بندی که در بخش 3 تجزیه و تحلیل می کنیم، وسعت منطقه ای کمتری دارد .

2.2.5. پوشش جهانی زمین-2000 (GLC)

پیاده سازی شده توسط مرکز تحقیقات مشترک کمیسیون اروپا و توسعه یافته توسط Latifovic و همکاران. [ 34 ]، GLC گزینه ای برای پروژه هایی است که به داده های شطرنجی نیاز دارند. این محصول نشان دهنده طبقات مختلف پوشش گیاهی در آمریکای شمالی است. این با استفاده از داده‌های پوشش گیاهی ماهواره‌ای Pour l’Observation de la Terre (SPOT) به دست آمد. این به طور مشترک توسط منابع طبیعی کانادا و USGS تولید شد. GLC ممکن است برای مرزهای توندرا زمانی که الزامات خاصی برای پوشش گیاهی وجود دارد یا تأکید خاصی بر روی آن وجود دارد استفاده شود. به عنوان یک نمونه، متوجه می‌شویم که شطرنجی دارای ابعاد مشابهی با محصولات برداری است ( جدول 2) با استخراج مقادیر شطرنجی 15-17. این مقادیر به ترتیب با لایه‌هایی به نام‌های مرتع معتدل یا زیرقطبی با بوته‌های پراکنده، علفزارهای قطبی با بوته‌های کم‌کم و علف‌زارهای قطبی با بوته‌های کوتوله-کمک مطابقت دارند. به این ترتیب، ما محدوده Tundra خودمان را ایجاد و طبقه بندی می کنیم، زیرا Tundra از قبل به صراحت برچسب یا تعریف نشده بود.

جدول 2. مناطق بوم گردی توندرا (کیلومتر ² ) با پنج رویکرد متفاوت ترسیم شده، به تفکیک مناطق تخمین زده شده است. میانگین، انحراف معیار و ضریب تغییرات برآوردها ارائه شده است. منبع داده مرزهای مورد استفاده برای تعریف مناطق: ESRI [ 84 ].

GLC برای نشان دادن پوشش زمین جهان در سال 2000 ایجاد شد. در سال 2003 پس از گردآوری داده های به دست آمده از SPOT از ژانویه تا دسامبر 2000 تکمیل شد. توجه به این نکته مهم است که پرونده های آمریکای شمالی و گرینلند هر دو به این موارد گسترش نمی یابند. قطب این به این دلیل است که داده های سنجش از راه دور توسط ماهواره SPOT در طول تابستان به دلیل نور ضعیف به دلیل ارتفاع خورشید، حداکثر عرض جغرافیایی 75 درجه شمالی دارند (اتین بارتولوم، ارتباطات شخصی، 16 اوت 2012). مشابه OER، محصول GLC آمریکای شمالی شامل گرینلند نمی شود. یک فایل جداگانه که شامل گرینلند و ایسلند می باشد قابل دانلود است. در نتیجه، میانگین، انحراف معیار و ضریب تغییرات برای گرینلند در جدول 2 به دست می آید.بدون OER و GLC محاسبه شدند. داده‌های گرینلند به انواع مختلف Tundra طبقه‌بندی می‌شوند، برخلاف مجموعه داده آمریکای شمالی، که دارای مقادیری برای پیکسل‌هایی است که مطابق با کلاس‌های گیاهی است، مانند “علفزار معتدل یا زیرقطبی”. قدرت تفکیک مکانی در خط استوا 1 کیلومتر است.

2.3. یادداشت در نقشه های دیگر

سیستم های طبقه بندی دیگری در ادبیات وجود دارد که در این مقاله به تفصیل توضیح داده نشده است. این به دلیل عدم ارتباط و این واقعیت است که بسیاری از سیستم ها، شبیه به شطرنجی GLC، مناطق را به مناطق توندرا طبقه بندی نمی کنند. دلیل دیگر این است که داده ها قدیمی هستند و بنابراین به اندازه نقشه های به روز شده اخیر مفید نیستند. به عنوان مثال، سبز شدن عرض های جغرافیایی بالاتر با گرم شدن دما [ 9 ] باعث می شود که مرزها از سال به سال کمی تغییر کنند و این تغییرات در مقیاس زمانی دهه ها گسترده تر است. اگرچه نقشه‌های قدیمی‌تر ممکن است عملی نباشند (به جز در تحلیل‌های تاریخی)، اما همچنان به علم نقشه‌برداری بوم منطقه کمک کردند و در شکل‌دهی سیستم‌های طبقه‌بندی مدرن نقش داشتند. ما در بخش 5.1 به تبار نقشه های بوم منطقه اشاره می کنیم.

3. نتایج مقایسه کمی

تجزیه و تحلیل کمی از سیستم های طبقه بندی بر اساس منطقه برای نشان دادن چگونگی ارتباط محصولات با یکدیگر انجام شد ( جدول 2 ، جدول 3 ، جدول 4 ، جدول 5 ). ما مقدار کلی همپوشانی و همچنین همپوشانی بر اساس منطقه را به عنوان درصدی از مساحت هر روش طبقه بندی تجزیه و تحلیل می کنیم. پس از بازپخش هر مجموعه داده در منطقه مساوی آزیموتال لامبرت، آنالیزها با مجموعه ای از تقاطع ها در یک پایگاه داده جغرافیایی انجام شد. مایکروسافت اکسل نرم‌افزار آماری اولیه بود که پس از جمع‌آوری داده‌ها مورد استفاده قرار گرفت. همچنین لازم به ذکر است که GLC از فرمت شطرنجی به فرمت برداری برای اجرای محاسبات همپوشانی تبدیل شده است.

جدول 3. میزان همپوشانی در منطقه بوم گردی توندرا بین روش های مختلف: کانادا.

جدول 4. میزان همپوشانی در منطقه بوم گردی توندرا بین روش های مختلف: آلاسکا.

جدول 5. میزان همپوشانی در منطقه بوم گردی توندرا بین روش های مختلف: گرینلند.

بین روش‌های طبقه‌بندی، مقدار نسبتاً متفاوتی از کل مساحت توندرا وجود دارد. این ممکن است تا حدی به این واقعیت نسبت داده شود که OER و GLC شامل گرینلند نمی شوند. بیشترین میزان توافق برای کانادا رخ می دهد، در حالی که بیشترین تفاوت ها در گرینلند رخ می دهد. حتی زمانی که OER و GLC در محاسبات انحراف استاندارد و ضریب تغییرات لحاظ نشده باشند، گرینلند همچنان بیشترین تغییرات را دارد. اگرچه OTE بخش‌هایی از OER را تطبیق می‌دهد، تخمین‌های آن از کل مساحت توندرا بیشتر شبیه BER است. این احتمالاً به دلیل اضافه شدن گرینلند و اولویت های حیات وحش و تنوع زیستی است.

این واقعیت که OTE بر اساس OER است را می توان در جدول 3 ، جدول 4 مشاهده کرد که OTE همپوشانی OER را برای بیش از 99٪ از منطقه OER در کانادا و آلاسکا نشان می دهد. همچنین جالب است که ببینیم BER بیش از 95٪ از OER همپوشانی دارد. هر دوی این مجموعه داده ها با دانش تخصصی تولید شدند، اما اهداف و ورودی های متفاوتی داشتند، همانطور که در بخش 2.2.1 و بخش 2.2.2 توضیح داده شد . علاوه بر این، BER حدود 449000 کیلومتر ^مربع مساحت بیشتری نسبت به OER در کانادا دارد، که باعث می شود OER تنها 80٪ از BER برای آن منطقه همپوشانی داشته باشد. در نتیجه، تعجب آور نیست که BER با درصد بیشتری از OER همپوشانی داشته باشد به جای بالعکس، زیرا BER صرفاً به دلیل وسعت بیشتر BER است.

جدول 3 ، جدول 4 ، جدول 5 نشان می دهد که CAVM بیشترین درصد توافق را با سایر سیستم ها دارد، با میانگین همپوشانی از حدود 80٪ تا 91٪. این ممکن است به روش دقیق آن نسبت داده شود، اما همچنین اینکه CAVM به سادگی از ناحیه کمتری تشکیل شده است. OER بعد از CAVM بیشترین میزان همپوشانی را در کانادا و آلاسکا دارد. گرینلند، حتی پس از حذف OER و GLC، توافق بسیار کمتری دارد.

با توجه به این که، در مقایسه با روش های دیگر برای ترسیم مرزهای بوم منطقه، CAVM کوچکترین منطقه Tundra را ایجاد می کند. این شاید به دلیل تمرکز آن در ناحیه دور قطبی است که به اندازه سایر مجموعه داده ها به سمت جنوب گسترش نمی یابد. هنگامی که CAVM از جدول 2 حذف می شود ، انحراف استاندارد برای منطقه بوم گردی توندرا در کانادا بر اساس چهار رویکرد دیگر تقریباً 280235 کیلومتر مربع است ^، که حدود 11٪ از میانگین چهار برآورد است. این نشان می دهد که طبقه بندی های مختلف بیشتر در مورد منطقه Tundra در کانادا موافق هستند. ضریب تغییرات پایین 0.215 شواهد بیشتری برای این فرض ارائه می دهد. این را می توان در جدول 3 نیز مشاهده کرد، که در آن میانگین کلی درصد توافق بالاترین است، در مقایسه با جدول 4 ، جدول 5 ، با 77.6%.

وقتی OER و GLC گنجانده می‌شوند، میانگین درصد داده‌های همپوشانی ممکن است گمراه‌کننده باشد زیرا OER و GLC شامل گرینلند نمی‌شوند و بنابراین شامل 0 کیلومتر ^مربع مساحت آنجا می‌شوند. حتی روش‌های طبقه‌بندی که شامل آن می‌شود، توندرا بسیار کمتری را نسبت به سایر مناطق تعیین می‌کند. بخش اعظم گرینلند توسط یخ پوشانده شده است که باعث می شود تاندرا تا حد زیادی به آب و هوای معتدل تر سواحل محدود شود. این، همراه با همپوشانی، در شکل 1 در زیر نشان داده شده استبا استفاده از طرح منطقه مساوی آزیموتال لامبرت با نصف النهار مرکزی روی 100.0- و عرض جغرافیایی مبدا روی 50.0 تنظیم شده است. شکل با تبدیل هر یک از مجموعه داده ها به فرمت شطرنجی ایجاد شد. به پیکسل ها مقدار 1 داده شد و رسترهای حاصل با استفاده از ابزار Raster Calculator جمع شدند.

شکل 1. میزان همپوشانی بین پنج مجموعه داده. داده های مرزی آمریکای شمالی: ESRI [ 84 ].

شکل 1 نشان می دهد که علاوه بر کانادا، در شمال آلاسکا نیز توافق بالایی از منطقه وجود دارد. گرینلند نشان می دهد که چگونه سیستم های طبقه بندی مختلف سطوح مختلفی از جزئیات را ارائه می دهند. خطوط BER و OTE درشت تر و گسترده تر قابل مشاهده است. BER و OTE در مورد مساحت های بزرگ با CAVM همپوشانی دارند. شکل به برجسته کردن این نکته کمک می کند که هنگام انتخاب یک مجموعه داده ( بخش 5.2منطقه بیشترین توافق بین 5 مجموعه داده مقایسه شده در قطب شمال قاره آمریکای شمالی است و بیشتر اختلاف نظرها در تعیین مرزهای جنوبی و شمالی است. تفاوت‌ها در مرز شمالی احتمالاً به دلیل گستردگی داده‌های ورودی مورد استفاده توسط تحلیلگر(ها) است. تفاوت ها در مرز جنوبی بیشتر به دلیل تفاوت در تعریف Tundra و/یا هدفی است که مجموعه داده برای آن ایجاد شده است. این باید هنگام انتخاب یک مجموعه داده برای استفاده مورد توجه جدی قرار گیرد.

4. مطالعات موردی

در برخی موقعیت‌ها، در مقایسه با استفاده از داده‌هایی که قبلاً توسط سازمان‌های ایالتی، فدرال یا بین‌المللی تهیه شده‌اند، ممکن است ایجاد مرزهایی که برای یک سؤال یا هدف خاص تنظیم شده‌اند، سودمند باشد. اگر معیارهای متفاوتی مورد نیاز باشد، ممکن است این شرایط به وجود بیاید. منطقه مورد علاقه کوچکتر است و مقیاس دقیق تری را می طلبد. یا محدودیت های غیرقابل قبولی در داده های موجود وجود دارد، مانند اینکه چگونه GLC حداکثر عرض جغرافیایی 75 درجه شمالی دارد. مطالعات موردی که در زیر توضیح می‌دهیم، نمونه‌هایی با استفاده از داده‌ها و دانش از مرزهای Tundra قبلاً ترسیم شده برای ایجاد یک مجموعه داده بهبودیافته برای نیازهای خاص محققان هستند. ما منابعی را برای ایجاد بوم منطقه های سفارشی در بخش 5.3 ارائه می کنیم.

4.1. بوم منطقه های متحد آلاسکا: 2001 (UA)

یکی از نمونه‌های استفاده از چندین سیستم طبقه‌بندی بوم منطقه توندرا، پروژه Unified Ecoregion of Alaska: 2001 (UEA) است. این پروژه یک تلاش مشترک توسط USGS، خدمات پارک ملی ایالات متحده (NPS)، TNC، و پرسنل بسیاری از آژانس های دیگر و سازمان های خصوصی [ 38 ] بود. سازندگان نقشه تجربیات میدانی متخصصان در رشته‌ها و مجموعه‌های داده‌های مختلف مانند پوشش گیاهی، خاک، هیدروگرافی و یخبندان را ترکیب کردند. نویسندگان از هر دو رویکرد بیلی (سلسله مراتبی) و Omernik (یکپارچه) برای ترسیم 32 واحد بوم منطقه استفاده کردند. این 32 واحد بر اساس اقلیم، واکنش پوشش گیاهی و فرآیندهای اختلال در دو سطح بالاتر گروه بندی می شوند [ 38 ]]. هدف نقشه برداری از زمین ها و منابع آلاسکا بود تا پایه ای قوی تر برای مطالعه، مدیریت و درک اکوسیستم های آلاسکا فراهم شود. در 1:2.5 میلیون، محصول نهایی مقیاس دقیق تری نسبت به OER و BER دارد. این مزیت ایجاد نقشه شخصی را در صورتی که برای یک منطقه کوچکتر باشد برجسته می کند. نقشه UEA، توضیحات منطقه و ابرداده را می توان به صورت آنلاین یافت (به [ 85 ] مراجعه کنید).

4.2. برانت (2009) منطقه شمالی آمریکای شمالی

برانت [ 23 ] ادبیات منطقه شمالی در آمریکای شمالی را بررسی می‌کند و ترسیم جدیدی را ایجاد می‌کند که بر مرز توندرا تأثیر می‌گذارد. ترسیم جدید نویسنده با استفاده از GIS برای تجزیه و تحلیل سازگاری ها و اختلافات بین نقشه های قبلی، به ویژه میزان مرزها ایجاد شده است. برانت همچنین از داده های به روز در مورد پوشش گیاهی برای تکمیل محصول نهایی خود استفاده می کند. این مقاله دارای فهرست گسترده ای از نقشه هایی است که بر پوشش گیاهی، به ویژه توزیع درختان تمرکز دارند. تفاوت اصلی بین پنج رویکرد مختلف بررسی شده در این مطالعه و برانت [ 23] این است که برندت صرفاً بر جغرافیای گیاهی، که توزیع جغرافیایی گیاهان است، به عنوان معیار مرزها تمرکز می کند. در نتیجه، مقاله و نقشه مربوط به آن به ویژه برای محققانی که مایل به تمرکز بر روی پوشش گیاهی در کانادا و آلاسکا هستند مفید است. برانت مقایسه‌های بسیار دقیقی را در مورد انتخاب‌های مرزی بین منابع در مناطقی که او به‌عنوان اکوتون‌های جنگلی-تندرا، شمالی-همی‌بورئال و اکوتون‌های همی‌بورئال-معتدل مشخص می‌کند، انجام می‌دهد. نویسنده این اکوتون‌ها را بیشتر به مناطق منحصربه‌فرد تقسیم می‌کند، مانند گرینلند، لابرادور شمالی و کبک، قلمرو یوکان و کوه‌های مکنزی، کوردیلرای غربی، شمال شرقی ایالات متحده آمریکا و دریاچه‌های بزرگ، و غیره. مقیاس توصیه شده برای استفاده از نقشه به اندازه 1:8 میلیون درشت و 1:5 میلیون است.26 ]).

5. بحث

ما پیشینه مناطق بوم گردی را توضیح داده و نقشه های مختلف را خلاصه و مقایسه کرده ایم. اکنون نحوه انتخاب سیستم طبقه بندی را روشن می کنیم. برای انجام این کار، ما به بررسی می پردازیم:

منشاء دو نمونه نقشه منطقه بوم که قبلاً به تفصیل توضیح دادیم ( بخش 5.1 )
ملاحظات مهم برای انتخاب یک سیستم طبقه بندی ( بخش 5.2 )
منابعی برای کسانی که مایل به ایجاد نقشه های ecoregions سفارشی هستند ( بخش 5.3 ).

5.1. تبار نقشه‌های Ecoregion

یکی از جنبه های انتخاب یک سیستم طبقه بندی شامل دانستن نحوه استخراج داده ها است. نقشه های مدرنی که به تفصیل توضیح دادیم اساساً اصلاحات و گسترش کارهایی هستند که توسط دیگران شروع شده اند. نسخه 2010 EPA [ 86 ] OER به‌روزرسانی نقشه‌ای است که در سال 2006 تکمیل شد [ 31 ]، که به‌روزرسانی پروژه همکاری CEC 1997 [ 19 ] است که بر اساس انتشار اولین سطح سلسله مراتبی EPA است. چارچوب [ 71 ] و نقشه ای برای کانادا [ 87 ، 88 ]. مناطق بوم‌شناختی سطح IV OER بازبینی‌ها و تقسیم‌بندی‌های مناطق بوم‌شناختی سطوح اول، دوم و سوم هستند [ 19 ، 31 ، 66 ،71 ، 86 ، 87 ، 88 ].

اولین نقشه Ecoregion بیلی در واقع از ایالات متحده در سال 1976 [ 89 ] بود. علاوه بر این، او تعیین‌های دامنه اکوسیستم را بر اساس سیستم کوپن [ 90 ] قرار داد، زیرا برخی آن را استاندارد بین‌المللی برای اهداف جغرافیایی [ 77 ] می‌دانستند. BER بر اساس نقشه ای است که بیلی و کوشوا [ 91 ] برای USFWS ایجاد کردند، که از مفاهیم پیشرفته کراولی [ 60 ، 77 ] نشات گرفته است.

علاوه بر انطباق بخش‌هایی از Omernik [ 83 ]، OTE کار خود را بر روی نقشه‌های جغرافیایی زیستی دیگر قرار داد. یکی از نمونه ها استان های جغرافیایی زیستی جهان [ 56 ] Udvardy است . اودواردی با هدف تعریف واحدهای جغرافیایی مفید برای حفاظت، نسخه اولیه ای از بوم منطقه های کل زمین را ساخت. این نقشه و سیستم طبقه بندی برای اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی [ 58 ] تولید شده است. Udvardy از تقسیمات فیلوژنتیکی، تشکیلات پوشش گیاهی، گیاهان/جانوران و آب و هوا به عنوان عوامل ورودی استفاده می کند [ 56 ]. این گزینه بسیار قدیمی است، اما می توان آن را به صورت آنلاین پیدا کرد (به [ 57 ] مراجعه کنید).

درک رویکردهای روش های طبقه بندی گذشته ممکن است به تصمیم گیرندگان در انتخاب یک سیستم با روشن کردن انتخاب ها و اهداف مورد استفاده اولیه کمک کند. به عنوان مثال، OTE برخی از انتخاب های انجام شده توسط OER را اتخاذ کرد، اما همچنین بر قلمروهای جغرافیایی زیستی کلی بر اساس Udvardy [ 56 ] بود که متعاقباً پس از مشورت با بسیاری از نقشه های جهانی و منطقه ای دیگر اصلاح شد [ 37 ]. علاوه بر این، رویکردهایی که به اصلاح و گسترش نقشه‌های قبلی ادامه می‌دهند، ممکن است مستندات و جزئیات بهتری داشته باشند.

5.2. انتخاب یک سیستم طبقه بندی

انتخاب یک سیستم طبقه‌بندی بوم منطقه به اهداف تک تک کاربران و اینکه چگونه روش طبقه‌بندی با آن اهداف همسو می‌شود، بستگی دارد [ 67 ، 68 ]. به عنوان مثال، OTE برای محققان علاقه مند به تنوع زیستی و حفاظت ارزشمند خواهد بود زیرا برای کمک به شناسایی مناطق آسیب پذیر بیولوژیکی طراحی شده است. دانشمندانی که مایل به استفاده از تفسیر OER هستند باید بدانند که گرینلند در تجزیه و تحلیل لحاظ نشده است. CAVM و GLC برای موقعیت‌هایی که بر پوشش گیاهی تأکید دارند یا برای نیازهای مکان‌هایی که فراتر از آمریکای شمالی هستند، مناسب هستند. علاوه بر دانستن روش شناسی، باید محدودیت های داده ها را نیز درک کرد. جداول و شکل 1نشان می دهد که سیستم های طبقه بندی دارای مناطق و جزئیات بسیار متغیر هستند. از میان مواردی که به تفصیل بررسی می کنیم، OER جدیدترین به روز شده است، اما گرینلند را شامل نمی شود. GLC شامل مناطق بالای کانادا نمی شود و در صورت تمایل، باید یک فایل جداگانه برای گرینلند که نیمه شمالی آن وجود ندارد دانلود کنید. این بدان معنا نیست که مجموعه داده ها ضعیف هستند، بلکه کاربر باید محدودیت های مکانی مجموعه داده های خاص را بداند. علاوه بر این، همانطور که در بخش 4 توضیح دادیم ، ممکن است در برخی موارد ترکیب طرح‌های طبقه‌بندی مختلف ترجیح داده شود، به ویژه اگر وسعت منطقه مورد علاقه/مطالعه کوچک‌تر باشد، همانطور که UEA [ 38 ] و برانت [ 23 ] مثال می‌زنند.

اطلاعات ارائه شده در اینجا می تواند به عنوان نقطه شروع برای توسعه یک تابع وزن دهی برای ایجاد یک مجموعه داده جدید بر اساس تمام یا چند مجموعه داده تحلیل شده در اینجا استفاده شود. این تابع می تواند عواملی مانند تاریخ تولید، درجه همپوشانی با منابع دیگر، وسعت فضایی کلی و روش شناسی را برای رسیدن به تعیین نوع Ecoregion ترکیب کند. همچنین روش‌هایی برای مقایسه نقشه‌ها غیر از موارد استفاده شده در این مقاله وجود دارد. به عنوان مثال، آمار کاپا توافق بین دو مجموعه داده طبقه بندی شده را بیان می کند و برای ارزیابی دقت مدل های تغییر کاربری زمین [ 92 ]، مقایسه نقشه های پوشش گیاهی جهانی [ 93 ]، و مقایسه دقت تفاوت های طبقه بندی بین نقشه های موضوعی [ 94 ] استفاده شده است.]. علاوه بر این، نرم افزاری با هدف خاص مقایسه نقشه ها توسعه یافته است. یک مثال، کیت مقایسه نقشه در دسترس عموم است [ 95 ]، که از تکنیک‌هایی مبتنی بر قوانین محاسبات مجموعه فازی استفاده می‌کند که سازندگان اظهار می‌کنند مشابه قضاوت انسان است.

5.3. منابع برای ایجاد Ecoregions سفارشی

منابعی برای کمک به محقق در صورت نیاز به مجموعه داده های ecoregion سفارشی وجود دارد. دو مثالی که ما بررسی می کنیم اندرسون و همکاران هستند. [ 96 ] و مک ماهون و همکاران. [ 68 ]. ما نکات اصلی این آثار را خلاصه می‌کنیم و برخی از جنبه‌های رویکردهای مطالعات موردی خود را ارزیابی می‌کنیم. با این حال، ما نمی‌توانیم تحلیل جامعی ارائه دهیم، زیرا سطح جزئیات فراتر از محدوده این مقاله است.

5.3.1. اندرسون و همکاران (1999): رهنمودهایی برای نمایندگی جوامع زیست محیطی

در اندرسون و همکاران. [ 96 ]، نویسندگان یک فرآیند گام به گام برای ترسیم مناطق زیست محیطی ارائه می دهند. کار آنها نشان می‌دهد که چگونه جوامع بوم‌شناختی تعریف می‌شوند، چگونه می‌توان نمونه‌های روی زمین را شناسایی کرد، معیارهایی برای جوامع نمونه، و چگونه این اطلاعات را برای دستیابی به اهداف حفاظتی به کار برد. اندرسون و همکاران [ 96 ] تا حد زیادی به برنامه ریزی حفاظت و تعیین اهداف حفاظتی برای جوامع هدف می پردازد.

یکی از ملاحظات کلیدی مطرح شده توسط اندرسون و همکاران. [ 96 ] که برانت [ 23 ] به وضوح به آن می پردازد این سؤال است که سیستم بر چه عواملی مبتنی است. برندت عمداً در تعیین مرزها بر جغرافیای گیاهی تکیه می کند. اندرسون و همکاران [ 96 ] بر ارزیابی محدوده جغرافیایی که سیستم طبقه بندی در آن سازگار است، تأکید می کند. هر دو برانت [ 23 ] و UEA [ 38 ] کار خوبی در شناسایی این موضوع انجام می دهند، زیرا آنها پروژه هایی بر اساس مناطق خاص هستند. نقشه برانت شامل منطقه شمالی و زیرمنطقه همیبوریال در آمریکای شمالی است و UEA به طور خاص تجزیه و تحلیل آلاسکا است.

نویسندگان اندرسون و همکاران. [ 96 ] معتقدند که دانش تخصصی در شناسایی نمونه هایی از جوامع بوم شناختی بسیار مفید است. بار دیگر، هر دو مطالعه موردی از این رویکرد پیروی می کنند. برانت [ 23 ] بررسی ها و مقایسه های گسترده ای را در مورد موضوع خود انجام داد. برانت همچنین نقشه خود را اصلاحی از انتشارات گذشته Rowe [ 97 ] و Viereck and Little [ 98 ] دانست. نواکی و همکاران [ 38] به صراحت اشاره می کند که UEA با ترکیب روش های BER و OER ایجاد شده است که دو سیستم ایجاد شده توسط متخصصان مشهور هستند. علاوه بر این، UEA همکاری دانشمندانی بود که در رشته‌های لازم برای تکمیل پروژه مسئول هستند.

5.3.2. مک ماهون و همکاران (2004): به سوی یک مبنای علمی دقیق برای توسعه بوم منطقه ها

مک ماهون و همکاران [ 68 ] یک سری سؤالات و گزاره هایی را مطرح می کند که باید در حین ایجاد مناطق بوم گردی در نظر گرفت. اینها شامل سؤالات تحقیق و همچنین مسائل کلیدی تعیین مرزها می شود. این مقاله همچنین بینش‌هایی را در مورد موضوعات مختلفی ارائه می‌کند که در هنگام نقشه‌برداری مناطق بوم‌زیستی بسیار مهم هستند. این موضوعات شامل روش‌های کمی و کیفی برای تعریف مناطق اکولوژیکی، تکرارپذیری داده‌ها و دیدگاه‌های طبقه‌بندی و نقشه‌برداری است. برانت [ 23 ] و نواکی و همکاران. [ 38 ] به طور مستقیم به مک ماهون و همکاران پاسخ ندهید.پرسش‌های پژوهشی است، اما گاهی اوقات به‌طور غیرمستقیم به آن‌ها می‌پردازند، که به ارائه شواهد بیشتری برای قدرت روش‌هایشان کمک می‌کند.

مک ماهون و همکاران [ 68 ] چندین سؤال در رابطه با مرزها و پایداری اکوسیستم ها، الگوها و مقیاس در تعریف مناطق اکولوژیکی، و تداعی های فضایی سلسله مراتبی اکوسیستم ها مطرح می کند. یکی از نمونه‌های برانت [ 23 ] که به این مسائل توجه می‌کند این است که نویسنده چگونه اکوتن جنگل-توندرا را تعریف می‌کند. برانت از محدودیت درخت شمالی و گونه‌های درختی خاص برای تعیین مرز شمالی بین منطقه شمالی و توندرا قطب شمال استفاده می‌کند. برانت علاوه بر این، مفاهیم اختلال انسان و گونه های مهاجم و نقشه های متعدد با مقیاس های متعدد را بررسی می کند. در انجام این کار، نویسنده به تعدادی از مک ماهون و همکاران پاسخ می دهد. ‘s [ 68] سوالات مربوط به مقیاس، تمایز مرزی، و تبادل پویا ماده و انرژی.

مناطق بوم گردی تعریف شده در UEA دارای توصیفاتی از آب و هوا، مواد اولیه، گیاهان، جانوران، اشکال زمین و آب و هوای خاص واحدها هستند. این توصیفات به طور غیرمستقیم به سوالات و گزاره های مطرح شده توسط مک ماهون و همکاران می پردازد. [ 68 ] در مورد فرآیندهای اکوسیستم داخلی، ویژگی های چشم انداز، و روابط بین الگوهای فضایی و فرآیندهای اکولوژیکی. مک ماهون و همکاران [ 68] همچنین درجه تغییرپذیری در سطوح مختلف سلسله مراتب را زیر سوال می برد. UEA با اتخاذ یک رویکرد جالب و جامع برای نقشه برداری با این موضوع مقابله می کند. با نگاشت با استفاده از هر دو روش BER (سلسله مراتبی) و OER (یکپارچه)، محصول نهایی از یک “طرح آرشی” استفاده می کند. 32 بوم منطقه در هشت گروه در سطح 2 و سه رژیم در سطح 1 قرار می گیرند که آن ها Boreal، Maritime و Polar هستند [ 38 ].

6. کار آینده

چشم انداز قطب شمال به دلیل تغییرات آب و هوایی و فرآیندهایی مانند حلقه های بازخوردی که تغییرات آب و هوایی منتشر می شود، با سرعت بیشتری در حال تغییر است. توندرا نقش اصلی را در کنترل انواع و میزان بسیاری از این تغییرات ایفا می کند. ما فهرستی از مجموعه داده های موجود را گردآوری کرده ایم ( جدول 1) و پنج مورد از آنها را که ممکن است برای کار در مورد توندرا در آمریکای شمالی مورد استفاده قرار گیرند برجسته کرد. این مقاله گامی به سوی پیشبرد درک ما از محدودیت‌ها و اثربخشی روش‌های طبقه‌بندی بوم منطقه‌ای خاص است. کار آینده باید مستلزم همکاری مستمر بین کارشناسان در مقیاس بین‌المللی باشد تا مجموعه‌ای مشترک از تعاریف یا طرح طبقه‌بندی ایجاد کنند که محققان را قادر می‌سازد تا نقشه‌های بوم منطقه را اصلاح و به روز کنند، حتی با تغییر خود چشم‌انداز. تصمیم گیرندگان در کشورهای مختلف باید یک نقشه مرجع مشترک برای کار با هدف مدیریت اکوسیستم و در نظر گرفتن پاسخ های بالقوه به تغییرات آب و هوایی داشته باشند. کمیسیون همکاری های زیست محیطی [ 19برای مثال، به ایجاد OER کمک کرد و شامل ایالات متحده، کانادا و مکزیک بود. این سه کشور به منظور داشتن یک چارچوب مشترک برای استفاده در سیاست بین المللی با یکدیگر همکاری کردند. مقایسه‌های بیشتر بین روش‌های طبقه‌بندی بوم منطقه‌ای باید برای مناطق بومی مختلف در سایر نقاط جهان انجام شود و اینکه این روش‌ها تا چه حد نیازهای مدیریتی خاص و عمومی را برطرف می‌کنند [ 67 ]. تحقیق و ارزیابی مستمر به بهبود درک ما از بوم مناطق و فرآیندهای حاکم بر آنها کمک خواهد کرد. ابزارهای جدید و مجموعه داده‌های سنجش از راه دور در دسترس هستند که می‌توانند بهبود و همگام‌سازی این نقشه‌های پایه را که باید بر اساس آن تصمیم‌گیری شود، ممکن می‌سازد.

منابع

Markham, CR در مورد منشاء و مهاجرت esquimaux گرینلند. جی روی جئوگر. Soc. لندن 1865 ، 35 ، 87-99. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
مرکز ملی داده برف و یخ (NSIDC). وسعت یخ دریای قطب شمال در حداقل فصلی رکورد می نشیند . در دسترس آنلاین: http://nsidc.org/arcticseaicenews/2012/09/arctic-sea-ice-extent-settles-at-record-seasonal-minimum/ (دسترسی در 30 سپتامبر 2012).
سفید، دی. هینزمن، ال. آلسا، ال. کاسانو، جی. چمبرز، ام. فالکنر، ک. فرانسیس، جی. گوتوفسکی، WJ; هلند، ام. هلمز، آر.ام. و همکاران سیستم آب شیرین قطب شمال: تغییرات و تأثیرات جی. ژئوفیس. Res. 2007 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Arft، AM; واکر، دکتر. گورویچ، جی. آلاتالو، جی.ام. برت هارت، ام اس; دیل، ام. دیمر، ام. گوگرلی، ف. هنری، GHR; جونز، MH; و همکاران پاسخ گیاهان تاندرا به گرمایش تجربی: متاآنالیز آزمایش بین المللی تاندرا. Ecol. مونوگر. 1999 ، 69 ، 491-511. [ Google Scholar ]
فولی، JA نقاط اوج در تندرا. Science 2005 ، 310 ، 627-628. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
هنری، جی اچ. گیاهان مولائو، U. Tundra و تغییرات آب و هوایی: آزمایش بین المللی تاندرا (itex). گلوب. Biol را تغییر دهید. 1997 ، 3 ، 1-9. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
لیستون، جنرال الکتریک؛ مک فادن، جی پی؛ استورم، ام. Pielke، RA مدل‌سازی تغییرات در برف تاندرای قطبی، شارهای انرژی و رطوبت به دلیل افزایش بوته‌ها. گلوب. Biol را تغییر دهید. 2002 ، 8 ، 17-32. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
واکر، دکتر. Wahren، CH; Hollister، RD; هنری، جی اچ. Ahlquist، LE; آلاتالو، جی.ام. برت هارت، ام اس; Calef، MP; کالاگان، تلویزیون; کارول، AB; و همکاران واکنش جامعه گیاهی به گرمایش تجربی در سراسر بیوم توندرا. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2006 ، 103 ، 1342-1346. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
جئونگ، جی اچ. Kug، JS؛ کیم، بی.ام. حداقل، SK; لیندرهولم، HW; هو، CH; راینر، دی. چن، دی. ژوئن، SY سبز شدن در عرض جغرافیایی بالا دور قطبی ممکن است گرم شدن را در فصل رشد تقویت کند. صعود دینام. 2012 ، 38 ، 1421-1431. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
برنامه پایش و ارزیابی قطب شمال (AMAP)، پوشش جغرافیایی. در دسترس آنلاین: http://www.amap.no (در 28 مارس 2013 قابل دسترسی است).
لاولند، TR; بازرگان، JM بوم منطقه ها و بوم منطقه سازی: دیدگاه های جغرافیایی و زیست محیطی. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S1–S13. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Thornthwaite, CW آب و هوای آمریکای شمالی: بر اساس یک طبقه بندی جدید. Geogr. Rev. 1931 , 21 , 633-655. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Merriam، CH مناطق زندگی و مناطق زراعی ایالات متحده ؛ وزارت کشاورزی ایالات متحده، بخش بررسی بیولوژیکی: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1898.
کلمنتز، FE; Shelford، VE Bioecology ; جان وایلی و پسران: نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 1939; پ. 425. [ Google Scholar ]
Maini، JS مطالعه فیتواکولوژیکی سیلوتوندرا در دریاچه درخت کوچک، NWT. قطب شمال 1966 ، 19 ، 220-243. [ Google Scholar ]
Tikhomirov، BA تحقیقات جغرافیایی گیاهی در مورد پوشش گیاهی تاندرا در اتحاد جماهیر شوروی. می توان. جی. بات. 1960 ، 38 ، 815-832. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
تامپسون، آر اس؛ Shafer, SL; اندرسون، KH; استریکلند، LE; Pelltier، RT; بارتلین، پی جی. ویژگی های توپوگرافی، زیست اقلیمی، و پوشش گیاهی کروین، MW سه سیستم طبقه بندی بوم منطقه ای در آمریکای شمالی: مقایسه در امتداد ترانسکت های سراسر قاره محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S125–S148. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Bliss، LC Arctic Tundra و Polar Desert Biome. در پوشش گیاهی زمینی آمریکای شمالی ، 2nd; Barbour، MG، Billings، WD، Eds. انتشارات دانشگاه کمبریج: کمبریج، انگلستان، 2000; صص 1-40. [ Google Scholar ]
کمیسیون همکاری های زیست محیطی، مناطق زیست محیطی آمریکای شمالی: به سوی یک چشم انداز مشترک . کمیسیون همکاری های زیست محیطی: مونترال، QC، کانادا، 1997.
پست، WM؛ امانوئل، WR؛ Zinke، PJ; Stangenberger، AG استخرهای کربن خاک و مناطق حیات جهان. طبیعت 1982 ، 298 ، 156-159. [ Google Scholar ]
کریستنسن، TR انتشار متان از تاندرای قطبی. Biogeochemistry 1993 ، 21 ، 117-139. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
شولزه، ام. Knorr، W. آرنل، شمال غربی؛ Prentice، IC تجزیه و تحلیل خطر تغییرات آب و هوا برای اکوسیستم های جهان. Proc. Natl. آکادمی علمی ایالات متحده آمریکا 2006 ، 103 ، 13116-13120. [ Google Scholar ]
Brandt, JP وسعت منطقه شمالی آمریکای شمالی. محیط زیست Rev. 2009 , 17 , 101-161. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
وزارت جنگل‌ها و محدوده بریتیش کلمبیا (BCMFR)، نقشه‌های بیوژئوکلیماتیک . در دسترس آنلاین: http://www.for.gov.bc.ca/hre/becweb/resources/maps/GISdataDownload.html (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
Saucier، JP; Robitaille، A. گروندین، پی. برگرون، جی اف. Gosselin، J. Les Régions Écologiques du Québec Méridional (نسخه 4). مقیاس: 1:1250000 . در دسترس آنلاین: http://www.mrnf.gouv.qc.ca/publications/forets/connaissances/carte-regions-ecologiques.pdf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
خدمات جنگل کانادا، Shapefiles نقشه منطقه شمالی آمریکای شمالی . در دسترس آنلاین: http://cfs.nrcan.gc.ca/pages/357 (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
کوتک، م. گریزر، جی. بک، سی. رودولف، بی. روبل، اف. نقشه جهانی طبقه بندی آب و هوای کوپن-گایگر به روز شد. هواشناسی Z. 2006 , 15 , 259-263. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
کوتک، م. گریزر، جی. بک، سی. رودولف، بی. روبل، اف. نقشه جهانی طبقه بندی آب و هوای کوپن-گیگر به روز شد. در دسترس آنلاین: http://koeppen-geiger.vu-wien.ac.at/present.htm (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
گردشگری، پارک ها و تفریحات آلبرتا. 2005 مناطق طبیعی و مناطق فرعی آلبرتا . در دسترس آنلاین: http://tpr.alberta.ca/parks/heritageinfocentre/naturalregions/default.aspx (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
کمیته مناطق طبیعی مناطق طبیعی و مناطق فرعی آلبرتا . در دسترس آنلاین: http://www.tpr.alberta.ca/parks/heritageinfocentre/docs/NRSRcomplete%20May_06.pdf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، بوم مناطق آمریکای شمالی. مقیاس: مقیاس های مختلف . در دسترس آنلاین: http://www.epa.gov/wed/pages/ecoregions/na_eco.htm (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
واکر، دی. رینولدز، MK; Daniëls، FJA; اینارسون، ای. الوبک، ا. گولد، WA; کاتنین، AE; خلود، اس.اس. مارکون، سی جی; ملنیکوف، ES; و همکاران نقشه پوشش گیاهی قطب شمال. J. Veg. علمی 2005 ، 16 ، 267-282. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
دانشگاه آلاسکا فیربنکس کاتالوگ نقشه در دسترس آنلاین: http://www.arcticatlas.org/maps/catalog/index (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
لاتیفویچ، آر. Zhu، ZL; Cihlar، J. گیری، سی. اولتوف، اول. نقشه برداری از پوشش زمین آمریکای شمالی و مرکزی – پوشش زمین جهانی 2000. از راه دور. حس محیط. 2004 ، 89 ، 116-127. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
مرکز تحقیقات مشترک، واحد مدیریت منابع زمین، کمیسیون اروپا، محصولات پوشش زمین جهانی-2000 ; 2003. در دسترس آنلاین: http://bioval.jrc.ec.europa.eu/products/glc2000/products.php (در 28 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
فدراسیون جهانی حیات وحش، مناطق زیست محیطی زمینی جهان . در دسترس آنلاین: http://worldwildlife.org/publications/terrestrial-ecoregions-of-the-world (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
اولسون، دی.م. دینرستین، ای. ویکرامانایاک، ED; برگس، ND; پاول، GVN؛ آندروود، EC; D’amico، JA; ایتوآ، آی. Strand, HE; موریسون، جی سی؛ و همکاران بوم منطقه های زمینی جهان: نقشه جدیدی از حیات روی زمین. BioScience 2001 ، 51 ، 933-938. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
نواکی، جی. اسپنسر، پی. فلمینگ، ام. براک، تی. Jorgenson, T. Unified Ecoregions of Alaska: 2001. Usgs Open File Report 02–297 . 2001. در دسترس آنلاین: http://agdcftp1.wr.usgs.gov/pub/projects/fhm/akecoregions.htm (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
Elliott-Fisk، DL The Taiga و Boreal Forest. در پوشش گیاهی زمینی آمریکای شمالی ، 2nd; Barbour، MG، Billings، WD، Eds. انتشارات دانشگاه کمبریج: کمبریج، انگلستان، 2000; صص 41-74. [ Google Scholar ]
مارشال، آی بی; خاموش، PH; بالارد، M. چارچوب ملی اکولوژیکی برای کانادا . در دسترس آنلاین: http://sis.agr.gc.ca/cansis/nsdb/ecostrat/index.html (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
گروه کاری طبقه بندی اکولوژیکی (ESWG)، چارچوب ملی اکولوژیکی برای کانادا ؛ کشاورزی و غذای کشاورزی کانادا، شعبه تحقیقات، مرکز تحقیقات و محیط زیست زمین و منابع بیولوژیکی کانادا، اداره محیط زیست، شعبه تجزیه و تحلیل اکو زون: اتاوا، ON، کانادا، 1999.
بیلی، RG Ecoregions of America. مقیاس: 1:15,000,000 ; خدمات جنگلی USDA: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1997.
بیلی، آر جی. وزارت کشاورزی ایالات متحده، خدمات جنگل. بوم مناطق آمریکای شمالی در دسترس آنلاین: http://www.fs.fed.us/rm/ecoregions/products/map-ecoregions-north-america/ (در 28 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
بیلی، RG شرح مناطق زیست محیطی ایالات متحده ، ویرایش دوم وزارت کشاورزی ایالات متحده، خدمات جنگل: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1995.
Nowacki، GT; Brock، T. Ecoregions and Subregions of Alaska، Ecomap نسخه 2.0. مقیاس: 1:5000000 . در دسترس آنلاین: http://agdc.usgs.gov/data/usgs/erosafo/ecoreg (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
شولتز، جی . اکوسون های جهان: تقسیمات بوم شناختی ژئوسفر . Springer-Verlag: اشتوتگارت، آلمان، 1995. [ Google Scholar ]
Timoney، KP یک بررسی ژئوبوتانیکی جنگل زیربارتیک-توندرای مناطق شمال غربی. Ph.D. پایان نامه، دانشگاه آلبرتا، ادمونتون، AB، کانادا، 1988. [ Google Scholar ]
Tuhkanen, S. یک سیستم دور قطبی و شاخص ها در جغرافیای گیاهی. Acta. ربات فن 1984 ، 127 ، 1-50. [ Google Scholar ]
پایت، S. تاندرای جنگلی و خطوط درخت فعلی شبه جزیره کبک-لابرادور شمالی. نوردیکانا 1983 ، 47 ، 3-23. [ Google Scholar ]
اتکینسون، K. پهنه بندی پوشش گیاهی در زیر قطبی کانادا. منطقه 1981 ، 13 ، 13-17. [ Google Scholar ]
براون، DE; Lowe, CH; Pase، CP یک سیستم طبقه بندی دیجیتالی برای جوامع زیستی آمریکای شمالی، با نمونه های جامعه (سری) و انجمن از جنوب غربی. J. Ariz-Nev. آکادمی علمی 1979 ، 14 ، 1-16. [ Google Scholar ]
حفاظت از طبیعت. جوامع بیوتیک لایه جنوب غربی GIS . در دسترس آنلاین: http://azconservation.org/downloads/biotic_communities_of_the_southwest_gis_data (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
فرانکلین، جی اف برنامه ذخیره زیست کره در ایالات متحده. Science 1977 ، 195 ، 262-267. [ Google Scholar ]
اسوالد، ای تی. Senyk, J. Ecoregions of Yukon Territory ; خدمات جنگلداری کانادا: ویکتوریا، BC، ایالات متحده آمریکا، 1977. [ Google Scholar ]
والتر، اچ. جعبه، E. طبقه بندی جهانی اکوسیستم های طبیعی زمینی. بوم گیاهی. 1976 ، 32 ، 75-81. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Udvardy, MDF A Classification of the Biogeographical Provinces of the World ; اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت و منابع طبیعی: مورگز، سوئیس، 1975; پ. 48. [ Google Scholar ]
ژئوشبکه فائو اکومناطق Udvardy . در دسترس آنلاین: http://www.fao.org/geonetwork/srv/en/metadata.show?id=1008 (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
اتحادیه بین المللی حفاظت از طبیعت. فراداده های UNEP-WCMC- استان های جغرافیایی زیستی اودواردی . در دسترس آنلاین: http://www.unep-wcmc.org/medialibrary/2011/10/03/7d9d7a51/Udvardy_metadata.pdf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
خرگوش، KF; ریچی، JC زیست اقلیم شمالی. Geogr. Rev. 1972 , 66 , 333-365. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
کراولی، جی.ام.جغرافیای زیستی. می توان. Geogr. 1967 ، 11 ، 312-326. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Lobeck, AK Physiographic Provinces of North America (مقیاس: 1:12,000,000) ; Hammond: Maplewood، NJ، ایالات متحده، 1948. [ Google Scholar ]
تاس، LR استان های بیوتیک آمریکای شمالی ; انتشارات دانشگاه میشیگان: Ann Arbor, MI, USA, 1943; پ. 78. [ Google Scholar ]
هارگرو، دبلیو دبلیو. هافمن، FM استفاده از خوشه بندی چند متغیره برای مشخص کردن مرزهای بوم منطقه. محاسبه کنید. علمی مهندس 1999 ، 1 ، 18-25. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
ژو، ی. نارومالانی، س. والتمن، WJ; والتمن، SW; Palecki، MA یک مدل تجزیه و تحلیل الگوی فضایی مبتنی بر GIS برای نقشه‌برداری و مشخصه‌یابی اکو منطقه. بین المللی جی. جئوگر. Inf. علمی 2003 ، 17 ، 445-462. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
بیلی، RG شناسایی مرزهای بوم منطقه. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S14–S26. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
مک ماهون، جی. گرگونیس، اس ام. والتمن، SW; Omernik، JM; Thorson، TD; فریوف، جی. روریک، ق. کلید، JE توسعه یک چارچوب فضایی از مناطق زیست محیطی مشترک برای ایالات متحده همجوار. محیط زیست مدیریت کنید. 2001 ، 28 ، 293-316. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Omernik، JM دیدگاه هایی در مورد ماهیت و تعریف مناطق اکولوژیکی. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S27–S38. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
مک ماهون، جی. ویکن، EB; Gauthier، DA به سوی یک مبنای علمی دقیق برای توسعه مناطق بوم‌شناختی نقشه‌برداری شده. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S111–S124. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
هارگرو، دبلیو دبلیو. هافمن، پتانسیل FM روش های کمی چند متغیره برای ترسیم و تجسم مناطق بوم گردی. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S39–S60. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
گالانت، آل. لاولند، TR; Sohl، TL; Napton، DE با استفاده از چارچوب ecoregion برای تجزیه و تحلیل پویایی پوشش زمین و کاربری زمین. محیط زیست مدیریت کنید. 2004 ، 34 ، S89–S110. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Omernik، JM بوم مناطق ایالات متحده همسایه. ان دانشیار عامر Geogr. 1987 ، 77 ، 118-125. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، سطح IV بوم مناطق مرزی ایالات متحده . در دسترس آنلاین: ftp://ftp.epa.gov/wed/ecoregions/us/Eco_Level_IV_US.htm (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
ویکن، EB; ناوا، اف جی; گریفیث، GE مناطق زیست محیطی زمینی آمریکای شمالی-سطح III . در دسترس آنلاین: ftp://ftp.epa.gov/wed/ecoregions/pubs/NA_TerrestrialEcoregionsLevel3_Final-2june11_CEC.pdf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
مرکز تحقیقات آبزیان ایندیانا بیولوژیکی. بوم منطقه ها در دسترس آنلاین: http://www.indiana.edu/~inbsarc/ecoregions.html (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
Linam، GW; Kleinsaser، LJ; Mayes، KB منطقه‌بندی شاخص یکپارچگی بیوتیک برای جریان‌های تگزاس . در دسترس آنلاین: http://www.tpwd.state.tx.us/publications/pwdpubs/media/pwd_rp_t3200_1086.pdf (در تاریخ 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
بوتنر، جی. هندریکس، آ. بونس، ک. بالارد، ال. برایت، ک. بریل، ک. کاسدی، اس. کاستیو، ک. دالبرگ، اچ. داو، سی . استراتژی منابع جنگلی آریزونا . در دسترس آنلاین: ftp://ftp.epa.gov/ wed/ecoregions/pubs/Arizona_Forest_Resource_Strategy_2010.pdf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
بیلی، RG Ecoregions نقشه آمریکای شمالی: یادداشت توضیحی . وزارت کشاورزی ایالات متحده، خدمات جنگل: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1998.
Hoekstra، JM; مولنار، جی ال. جنینگز، ام. Revenga، C. اسپالدینگ، MD; بوچر، TM; رابرتسون، جی سی. هایبل، تی جی; الیسون، ک . اطلس حفاظت جهانی: تغییرات، چالش ها و فرصت هایی برای ایجاد تفاوت . انتشارات دانشگاه کالیفرنیا: برکلی، کالیفرنیا، ایالات متحده آمریکا، 2010. [ Google Scholar ]
Sotomayor، L. مناطق بومگردی زمینی و دریایی ایالات متحده. در دسترس آنلاین: http://gis.tnc.org/data/MapbookWebsite/map_page.php?map_id=103 (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
فدراسیون ملی حیات وحش، مناطق زیست محیطی . در دسترس آنلاین: http://www.nwf.org/Wildlife/Wildlife-Conservation/Ecoregions.aspx (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
وزارت کشاورزی ایالات متحده، دانشگاه ایالتی کلرادو، شبکه تحقیقاتی و اقلیم شناسی نظارت بر UV-B . در دسترس آنلاین: http://uvb.nrel.colostate.edu/UVB/uvb_network.jsf (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
اولسون، دی.م. Dinerstein, E. The Global 200: رویکردی بازنمایی برای حفاظت از با ارزش ترین مناطق بوم شناختی زمین. حفظ کنید. Biol. 1998 ، 12 ، 502-515. [ Google Scholar ]
Omernik، JM Ecoregions: چارچوب فضایی برای مدیریت محیطی. در ارزیابی بیولوژیکی و معیارها: ابزارهای برنامه ریزی و تصمیم گیری منابع آب ؛ دیویس، دبلیو.، سیمون، تی.، ویرایش. Lewis Publishing: Boca Raton, FL, USA, 1995; صص 49-62. [ Google Scholar ]
مؤسسه منابع سیستم های محیطی (ESRI)، پایگاه داده های ویژگی های SDC، قاره های جهان ؛ ESRI: Redlands، CA، USA، 2012.
سازمان زمین شناسی ایالات متحده، نقشه برداری بوم مناطق آلاسکا . در دسترس آنلاین: http://agdc.usgs.gov/data/usgs/erosafo/ecoreg (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، سطح سوم بوم مناطق قاره ایالات متحده . در دسترس آنلاین: http://www.epa.gov/wed/pages/ecoregions/level_iii_iv.htm (در 23 ژانویه 2013 قابل دسترسی است).
Wiken، EB Ecozones زمینی کانادا ; سری طبقه بندی اراضی اکولوژیکی; Environment Canada: اتاوا، ON، کانادا، 1986. [ Google Scholar ]
ویکن، EB; Gauthier، DA; مارشال، آی بی; لاتون، ک. هیروونن، اچ . دیدگاهی در مورد اکوسیستم های کانادا: مروری بر اکوسیستم های زمینی و دریایی . کاغذ گاه به گاه؛ شورای کانادا در مناطق زیست محیطی: اتاوا، ON، کانادا، 1996. [ Google Scholar ]
بیلی، RG Ecoregions of the United States (مقیاس: 1:7,500,000) ; خدمات جنگلی USDA: Ogden، UT، ایالات متحده آمریکا، 1976.
کوپن ، W. Grundriss der Klimakunde ; Walter de Gruyter: برلین، آلمان، 1931. [ Google Scholar ]
بیلی، آر جی. کوشوا، CT بوم مناطق آمریکای شمالی (مقیاس: 1:12,000,000) ; خدمات ماهی و حیات وحش ایالات متحده: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1981.
ون ویلیت، جی. برگت، آ.ک. Hagen-Zanker، A. بازدید مجدد از کاپا برای توضیح تغییر در ارزیابی دقت مدل‌های تغییر کاربری زمین. Ecol. مدل. 2011 ، 222 ، 1367–1375. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
منسرود، RA; لیمانز، آر. مقایسه نقشه‌های پوشش گیاهی جهانی با آمار کاپا. Ecol. مدل. 1992 ، 62 ، 275-293. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
مقایسه نقشه موضوعی Foody، GM: ارزیابی اهمیت آماری تفاوت‌ها در دقت طبقه‌بندی. فتوگرام مهندس سنجش از دور 2004 ، 70 ، 627-633. [ Google Scholar ]
ویسر، اچ. de Nijs, T. کیت مقایسه نقشه. محیط زیست مدل نرم افزار 2006 ، 21 ، 346-358. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
اندرسون، ام. کامر، پی. گروسمن، دی. گرووز، سی. پویانی، ک. رید، ام. اشنایدر، آر. ویکری، بی. ویکلی، الف. رهنمودهایی برای نمایندگی جوامع بوم‌شناختی در طرح‌های حفاظت محیطی منطقه‌ای . در دسترس به صورت آنلاین: http://conserveonline.org/workspaces/cbdgateway/era/standards/supportmaterials/std7sm/EcoregionConservation%20PlansGuide.pdf (در 28 مارس 2013 قابل دسترسی است).
Rowe, JS Forest Regions of Canada ; اطلاعات کانادا: اتاوا، ON، کانادا، 1972. [ Google Scholar ]
Viereck، LA; درختان و درختچه های کوچک، EL آلاسکا ; راهنمای کشاورزی; وزارت کشاورزی ایالات متحده: واشنگتن، دی سی، ایالات متحده آمریکا، 1972.

© 2013 توسط نویسندگان; دارنده مجوز MDPI، بازل، سوئیس. این مقاله یک مقاله با دسترسی آزاد است که تحت شرایط و ضوابط مجوز Creative Commons Attribution (http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/) توزیع شده است.

;کاربردهای GIS مقالات

درخواست مشاوره

09120049370

8 صبح تا 12 شب