Date of Award

11-2024

Document Type

Thesis

Degree Name

Master of Science in Environmental Science

Department

Biology

First Advisor

Prof. Taoufik Ksiksi

Second Advisor

Prof. Samir Safi

Abstract

This thesis is concerned with the current habitat distribution of important 15 halophyte species and the impact climate change on their distribution, probability of occurrence and presence for two future temporal points (2050, 2070). The main objective of this thesis is to define the current distribution of important halophytes and to assess the impacts of climate change on their distribution using future climate projections CMIP5 RCP 8.5. This study utilizes multidimensional available data to address the current and to predict the future distribution of Halophyte plant species. To perform this study, the object-oriented and reproducible R package known as SDM, and RStudio platform were used for the species distribution modeling. The Species Distribution Modeling techniques showed a high discriminatory ability with area under the ROC (receiver operating characteristic) curve (AUC) between 0.94 to 0.99 for the 15 species. At a global scale, results showed a clear distributional shift and expansion of halophytes towards the poles of the earth under climate change. Moreover, most of the important halophytes, like Aerva javanica (Burm. f.) Juss., Prosopis cineraria (L.) Druce, Rhizophora mucronata Lam, and Phragmites australis (Cav.) Trin. are expected to survive and massively expand within the harsh climatic conditions under climate change. In addition, the results showed different distributional behaviors of halophytes under climate change, but plants either showed an increase in presence like Amaranthus graecizans L, almost stable presence like Acacia tortilis (Forssk.) Hayne, or a decline in presence like Anastatica hierochuntica L within the Gulf and UAE scales in the future. Most of the selected halophytes should have an obvious presence within the hyper-arid regions currently and predictably in future under climate change. This study represents a guide and a holistic overview of 15 important halophyte species current and future distribution under climate change. It gives an enhanced understanding of climate change’s impacts on halophytes distribution and presence behaviors for environmental conservation sustainable planning and decision making.

Arabic Abstract


توقع التوزیع الحالي لمواطن النباتات الملحیة المھمة والتحولات المحتملة في ظل التغییر المناخي باستخدام نمذجة توزیع الانواع

تتناول ھذه الأطروحة التوزیع الحالي لمواطن 15 نوعًا مھمًا من النباتات الملحیة وتأثیر التغیر المناخي على توزیعھا واحتمالیة ظھورھا وتواجدھا لنقطتین زمنیتین مستقبلیتین (2025، 2070). الھدف الرئیسي من ھذه الأطروحة ھو تحدید التوزیع الحالي للنباتات الملحیة المھمة وتقییم آثار تغیر المناخ على توزیعھا فالمستقبل باستخدام توقعات المناخ المستقبلیة RCP 8.5 CMIP. تستخدم ھذه الدراسة البیانات المتاحة متعددة الأبعاد لمعالجة التوزیع الحالي والتنبؤ بالتوزیع المستقبلي لأنواع النباتات الملحیة المختارة. لإجراء ھذه الدراسة، تم استخدام حزمة R ذات التوجه الموضوعي والقابلة لإعادة الإنتاج والمعروفة باسم SDM ومنصة Rstudio لنمذجة توزیع الأنواع. أظھرت تقنیات نمذجة توزیع الأنواع قدرة تمییزیة عالیة مع مساحة تحت منحنى ROC بين 0.94 إلى 0.99 للأنواع الخمسة عشر. على نطاق عالمي، أظھرت النتائج تحولاً واضحاً في توزیع النباتات الملحیة وتوسعھا نحو أقطاب الأرض في ظل تغیر المناخ. وعلاوة على ذلك، من المتوقع أن تبقى معظم النباتات الملحیة المھمة، مثل Aerva javanica (Burm. f.) Juss. ، Prosopis cineraria (L.) Druce، Rhizophora mucronata Lam وPhragmites australis (Cav.) Trin. وتتوسع بشكل كبیر في ظل الظروف المناخیة القاسیة في ظل تغیر المناخ. أظھرت النتائج سلوكیات توزیعیة مختلفة للنباتات الملحیة في ظل تغیر المناخ، ولكن النباتات أظھرت إما زیادة في التواجد مثل Amaranthus graecizans L، أو تواجد مستقرًا تقریبًا مثل Acacia tortilis (Forssk.) Hayne، أو انخفاضًا في التواجد مثل Anastatica hierochuntica L داخل نطاق الخلیج والإمارات العربیة المتحدة في المستقبل. یجب أن یكون لمعظم النباتات الملحیة المختارة وجود واضح داخل المناطق شدیدة الجفاف حالیًا ومن المتوقع في المستقبل في ظل التغیر المنا خي. تمثل ھذه الدراسة دلیلا ونظرة شاملة ل 15 نوعًا مھمًا من النباتات الملحیة وتوزیعھا الحالي والمستقبلي في ظل تغیر المناخ. كما تقدم فھمًا معززًا لتأثیرات تغیر المناخ على سلوكیات توزیع وتواجد النباتات الملحیة من أجل الحفاظ على البیئة والتخطیط المستدام واتخاذ القرارات.

Download
COinS