نشریه علمی محیط زیست و  توسعه

نشریه علمی محیط زیست و توسعه

مقیاس در ‌بوم‌شناسی سیمای سرزمین: مفاهیم، چالش‌ها و راهکارها

نویسندگان
1 استادیار گروه محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کردستان
2 استاد محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران
10.22034/eiat.2025.217689
چکیده
مقیاس یک موضوع بسیار کلیدی در ‌بوم‌شناسی سیمای سرزمین است. مقیاس یکی از عناصر اصلی در مطالعات محیط‌زیستی است و پاسخ‌‌‌های ‌‌‌به‌دست آمده برای یک سوال اکولوژیکی خاص به شدت وابسته به مقیاس مطالعه است. مقیاس بر نتایج حاصل شده و امکان تعمیم آن‌ها به سایر مکان‌ها، زمان‌ها و دیگر مقیاس‌ها اثرگذار است. عدم استفاده از اصطلاحات مرتبط با مفهوم صحیح مقیاس منجر به ابهام در مطالعات شده است. مقیاس ابعاد مکانی و زمانی یک موضوع و یا یک فرآیند است و از سطوح سازمانی که برای شناسایی یک مکان در یک سلسله مراتب استفاده ‌می‌شود، متمایز است. مقیاس با دو اصطلاح دانه‌بندی، کوچکترین واحد مکانی و زمانی در یک مجموعه داده، و گستره مکانی، اندازه کل منطقه مورد مطالعه یا بازه زمانی مورد مطالعه، تعیین ‌می‌شود. به لحاظ علمی، مقدار عددی ‌‌‌به‌دست آمده از یک اندازه‌گیری خاص تحت تاثیر مقیاس قرار ‌می‌گیرد. مسائل مربوط به مقیاس به دلایل مختلفی مشکل‌ساز است. اولا، توصیف و درک الگوها و فرآیندها در مناطق ‌وسیع‌تر دشوار است؛ زیرا مشاهدات صورت گرفته تحت تاثیر مقیاس مطالعه هستند و دوما، جمع‌آوری و مقایسه داده‌‌‌های حاصل از مقیاس‌‌‌های مختلف مطالعه پیچیده و زمان‌بر است؛ اما با وجود پیشرفت‌‌‌های قابل توجه، روش‌‌‌های ‌‌‌برون‌یابی اطلاعات در مقیاس‌‌‌های مختلف هنوز وضع نشده است. به طور کلی، هیچ مقیاس صحیحی برای مطالعات ‌بوم‌شناسی سیمای سرزمین وجود ندارد. به طوری که، مقیاس‌ باید بر اساس سوال و یا هدف مطالعه انتخاب شود. با این حال، شناسایی مقیاس مناسب موضوع چالش برانگیزی است و توسعه روش‌‌‌های آن موضوع پژوهش‌‌‌های حال حاضر است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

زبردست، لعبت؛ یاوری، احمدرضا؛ پریور، پرستو؛ و ستوده، احد. (1394). مقدمه‌ای بر مفاهیم پایه اکولوژی سیمای سرزمین با کاربرد در برنامه‌ریزی محیط زیست. انتشارات آوای قلم، ص 179.
زبیری، محمود؛ و دالکی، احمد. (1388). اصول تفسیر عکس‌های هوائی با کاربرد در منابع طبیعی. انتشارات دانشگاه تهران، 324 ص.
حسینی، سید محسن. و رستمی، سجاد. (1396). اکولوژی سیمای سرزمین. انتشارات پژوهشکده محیط زیست جهاد دانشگاهی، صص 328.
Addicott, J. F., Aho, J. M., Antolin, M. F., Padilla, D.K., Richardson, J.S., & Soluk, D.A. (1987). Ecological neighborhoods: scaling environmental patterns. Oikos, 49:340–346.
Allen, T. F. H. (1998). The landscape “level” is dead: persuading the family to take it off the respirator. In D. L. Peterson and V. L. Parker, eds. Ecological Scale, pp. 35–54. Columbia University Press, New York, New York, USA.
Allen, T. F. H., & Hoekstra, T. W. (1992). Toward a Unified Ecology. Columbia University Press, New York, New York, USA.
Carpenter, S. R., & Kitchell, J. F. (1987). Plankton community structure and limnetic primary production. American Naturalist, 124:159–172.
Caswell, H., & Cohen, J. E. (1995). Red, white, and blue—environmental variance spectra and coexistence in metapopulations. Journal of Theoretical Biology, 176:301–316.
Chen, L. D., Yang, L., Yihe, L., Feng, X., & Fu, B.-J. (2008). Pattern analysis in landscape ecology: progress, challenges, and outlook. Acta Ecologica Sinica, 28, 5521-5531. https://doi.org/10.1016/S1872-2032(09)60011-1.
Cohen, A. E., Gonzalez, A., Lawton, J. H., Petchey, O. L., Wildman, D., & Cohen, J. E. (1998). A novel experimental apparatus to study the impact of white noise and 1/f noise on animal populations. Proceedings of the Royal Society of London Series B—Biological Sciences, 265:11–15.
Elliott, N. C., Kieckhefer, R. W., Lee, J. H., & French, B. W. (1999). Influence of within-field and landscape factors on aphid predator populations in wheat. Landscape Ecology, 14:239–252.
Estades, C. F., & Temple, S. A. (1999). Deciduous forest bird communities in a fragmented landscape dominated by exotic pine plantations. Ecological Applications, 9:573–585.
Gergel, S. E., Turner, M. G., & Kratz, T. K. (1999). Scale-dependent landscape effects on north temperate lakes and rivers. Ecological Applications, 9:1377–1390.
Greig-Smith, P. (1952). The use of random and contiguous quadrants in the study of the structure of plant communities. Annals of Botany, 16:293–316.
Hargrove, W. W., & Pickering, J. (1992). Pseudoreplication: a sine qua non for regional ecology. Landscape Ecology, 6: 251–258.
Hagget, P. (1963). Scale components in geographical problems. In R. J. Chorley and P. Haggett, eds. Frontiers in Geographical Teaching, pp. 164–185. Methuen & Company Limited, London, UK.
Hastings, H. M., & Sugihara, G. (1993). Fractals: A User’s Guide for the Natural Sciences. Oxford University Press, New York, New York, USA.
Hurlbert, S. H. (1984). Pseudoreplication and the design of ecological field experiments. Ecological Monographs, 54: 187–211.
Kennedy, A. D. (1997). Bridging the gap between general circulation model (GCM) output and biological microenvironments. International Journal of Biometeorology, 40:119–122.
King, A. W. (1991). Translating models across scales in the landscape. In M. G. Turner and R. H. Gardner, eds. Quantitative Methods in Landscape Ecology, pp. 479–517. Springer Verlag, New York, New York, USA.
Koestler, A. (1967). The Ghost in the Machine. Macmillan, New York, New York, USA. Kolasa, J. 1989. Ecological systems in hierarchical perspective: breaks in community structure and other consequences. Ecology, 70:36–47.
Krummel, J. R., Gardner, R. H., Sugihara, G., O’Neill, R. V., & Coleman, P. R.  (1987). Landscape patterns in a disturbed environment. Oikos 48:321–324.
Kuuluvainen, T., Kimmo, S., & Kalliola, R. (1998). Structure of a pristine Picea abies forest in northeastern Europe. Journal of Vegetation Science, 9:563–574.
Levin, S. A. (1992). The problem of pattern and scale in ecology. Ecology, 73:1943–1983.
Lynn, B. H., Rind, D., & Avissar, R. (1995). The importance of mesoscale circulations generated by subgrid-scale landscape heterogeneities in general-circulation models. Journal of Climate, 8:191–205.
Magnuson, J. J. (1990). Long-term ecological research and the invisible present. BioScience, 40:495–501.
McCarty, H. H., Hook, J. C., & Knos, D. S. (1956). The Measurement of Association in Industrial Geography. University of Iowa, Department of Geography Report 1:1–143. Ames, Iowa, USA.
Meentemeyer, V. (1984). The geography of organic decomposition rates. Annals of the Association of American Geographers, 74:551–560.
Mandelbrot, B. B. (1967). How Long Is the Coast of Britain? Statistical Self-Similarity and Fractional Dimension. Science, 165, 636-638. http://dx.doi.org/10.1126/science.156.3775.636
Neilson, R. P., & Wullstein, L. H. (1983). Biogeography of two southwest American oaks in relation to atmospheric dynamics. Journal of Biogeography, 10:275–297.
O’Neill, R. V., S. J. Turner, V. I. Cullinan, D. P. Coffin, T. Cook, W. Conley, J. Brunt, J. M. Thomas, M. R. Conley, & J. Gosz. (1991b). Multiple landscape scales: an intersite comparison. Landscape Ecology 5:137–144.
O’Neill, R. V., D. L. DeAngelis, J. B. Waide, & T. F. H. Allen. (1986). A Hierarchical Concept of Ecosystems. Princeton University Press, Princeton, New Jersey, USA.
O’Neill, R. V. (1979a). Natural variability as a source of error in model predictions. In G. S. Innis and R. V. O’Neill, eds. Systems Analysis of Ecosystems, pp. 23–32. International Cooperative Publishing House, Fairland, Maryland, USA.
O’Neill, R. V. (1979b). Transmutation across hierarchical levels. In G. S. Innis and R. V. O’Neill, eds. Systems Analysis of Ecosystems, pp. 58–78. International Cooperative Publishing House, Fairland, Maryland, USA.
Pearson, S. M., M. G. Turner, L. L. Wallace, & W. H. Romme. (1995). Winter habitat use by large ungulates following fires in northern Yellowstone National Park. Ecological Applications 5:744–755.
Pearson, S. M. (1993). The spatial extent and relative influence of landscape-level factors on wintering bird populations. Landscape Ecology, 8:3–18.
Platt, T., & Denman, K. L. (1975). Spectral analysis in ecology. Annual Review of Ecology and Systematics, 6:189–210.
Rastetter, E. B., King, A. W., Cosby, B. J., Hornberger, G. M., O’Neill, R. B., & Hobbie, J. E. (1992). Aggregating fine-scale ecological knowledge to model coarser-scale attributes of ecosystems. Ecological Applications, 2:55–70.
Rescia, A. J., Schmitz, M. F., deAgar, P. M., dePablo, C. L., & Pineda, F. D. (1997). A fragmented landscape in northern Spain analyzed at different spatial scales: implications for management. Journal of Vegetation Science, 8:343–352.
Ripley, B. D. (1978). Spectral analysis and the analysis of patterns in plant communities. Journal of Ecology 66:965–981.
Rowe, J. S. (1961). The level-of-integration concept and ecology. Ecology 42:420–427. Rowe, J. S., and G. W. Scotter. 1973. Fire in the boreal forest. Quaternary Research, 3:444–464.
Russo, J. M., & Zack, J. W. (1997). Downscaling GCM output with a mesoscale model. Journal of Environmental Management, 49:19–29.
Schneider, D. C. (1994). Quantitative Ecology: Spatial and Temporal Scaling. Academic Press, San Diego, California, USA.
Sisk, T. D., Haddad, N. M., & Ehrlich, P. R. (1997). Bird assemblages in patchy woodlands: modeling the effects of edge and matrix habitats. Ecological Applications, 7:1170–1180.
Sollins, P., Spycher, G., & Topik, C. (1983). Processes of soil organic matter accretion at a mudflow chronosequence, Mt. Shasta, California. Ecology, 64:1273–1282.
Sugihara, G., & May, R. M. (1990). Applications of fractals in ecology. Trends in Ecology and Evolution, 5:79–86.
Turner, M.G., Gardner, R.H., & O’Neill, R.V. (2015). Landscape ecology in theory and practice: pattern and process. Library of Congress Cataloging-in-Publication Data, 417 Pp.
Wiens, J.A. (2002). Riverine landscapes: taking landscape ecology into the water. Freshwater Biology, 47(4), 501-515.
Wiens, J. A., Stenseth, N. C., Van Horne, B., & Ims, R. A. (1993). Ecological mechanisms and landscape ecology. Oikos 66:369–380.
Wu, J., Li, H. (2006). Concept of Scale and scaling. J. WuIn, scaling, and uncertainty in Ecology: Methods and Applications (Pp. 3-15), Netherlands: Springer.