Ecological Zoning of Southern Khorasan lands for Ferula assafoetida production using geographical Information system (Case study:Nehbandan)

Document Type : Article extracted From phd dissertation

Authors
Gholamreza Doraki 1
Mohammad Ali Behdani 1
Morteza Esmaelnejad 2
Mohammad Hassan Sayyari Zahan 1
1 Department of Plant Production and Genetics, Faculty of Agriculture, University of Birjand, Birjand, Iran.
2 Department of Geography, Faculty of Literature and Humanities, University of Birjand, Birjand ,Iran.
10.22034/he.2025.551761.1160
Abstract
Ferula assa-foetida L. is a key medicinal-industrial species in Iran, and its cultivation development can simultaneously help protect natural habitats, provide local employment, and reduce raw sales. This study aimed to assess the ecological suitability of the location for the establishment and development of Ferula assa-foetida in Nehbandan County and provide an "action plan" for executive decision-making. Materials and Methods: Topographic data from DEM with a resolution of 30 meters, 15-year climate (precipitation, temperature, and humidity), and topsoil data (0–30 cm: texture, pH, EC, organic matter, nitrogen, phosphorus, potassium, lime, gypsum, and saturated moisture) were collected and assimilated to a 30-meter grid. Layer normalization was performed with appropriate fuzzy functions (fuzzy large/small/medium/optimum). The criteria were weighted using the AHP based on the judgments of 15 experts, and the results were analyzed in Expert Choice software (CR=0.05<0.1). The final overlap was obtained using the gamma operator in ArcGIS Pro 3.4 (γ = 0.8) and the Jenks classification. “Rainfall” with a relative weight of 0.219 was the most effective factor, followed by “altitude” (0.146) and “temperature/LST” (0.120). The soil texture package had an intermediate share (sand 0.073, silt 0.040, clay 0.022), and the modifier indices, including saturated moisture (0.066) and slope direction (0.061), moderated the classes. In soil chemistry, pH (0.059) and salinity (EC=0.045) identified local limiting factors; the nutrients nitrogen (0.034), potassium (0.019), and phosphorus (0.010), as well as lime (0.011) and gypsum (0.007), played a secondary and manageable role. The final map showed “very suitable/suitable” cores mainly in the northern foothill belts and central-eastern outcrops; in contrast, the southern and southwestern plains were assigned to the “moderate to poor” classes due to low rainfall, high LST, and, in some places, ultra-sandy/salinity textures. The spatial skeleton of the suitability of Anghozeh in Nehbandan is built with the three pillars of “precipitation-altitude-temperature” and is trimmed with “texture-soil chemistry-slope direction”. Accordingly, it is recommended to focus investment and promotion on the "very suitable/suitable" islands of the north and east, and to improve border areas with targeted interventions commensurate with the "limiting factor" (reducing salinity/alkalinity, optimizing soil texture and moisture, selecting sunny directions). In addition to reducing pressure on harvesting from natural habitats, this study's output provides a basis for locating processing rings and reducing raw sales, and offers a generalizable model for provinces with the same climate.

Keywords

Subjects

1-     اردکانی، م. ر. 1380 . اکولوژی. انتشارات دانشگاه تهران. 325 صفحه.
2-     امیدبیگی، ر. و پیرمرادی، م. ر.،1385 . بررسی تأثیرات قطر ریشه و دفعات تیغ زنی بر میزان شیره­دهی گیاه دارویی- مرتعی آنغوزه. مجله منابع طبیعی ایران. (1)59: 269 – 261.
3-     باقری, ر.، محمودی، ع. ع.، چکشی، ب. و پورعباس، م. ح.، ۱۳۹۱، بررسی اثر ارتفاع بر محصول دهی آنغوزه (مطالعه موردی بشرویه، خراسان جنوبی. )اولین همایش ملی بیابان، تهران، مرکز تحقیقات بین المللی بیابان دانشگاه تهران).
4-     بوستانی، م. ط.، بررسی میزان متوسط شیره­دهی هر بوته آنغوزه، همایش ملی توسعه پایدار گیاهان دارویی. مشهد، 1384.
5-     بیابانی، ع.، س. آهن­ساز، ب. کامکار و ا. رومانی. 1396. ارزیابی تناسب اراضی حوزه گرگان رود (استان گلستان ) جهت کشت گندم با  استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS). مجله یافته­های تحقیقاتی در بهبود تولیدات گیاهان زراعی. 3(1):  19-1.
6-     پاکزاد، م. و ع. ر. اسلامی. 1396. مکان­یابی اراضی مستعد جهت توسعه کاشت گونة کهور ایرانی با استفاده از GIS (مطالعه موردی: حوزه آبخیز رحمت­آباد استان کرمان). مجله سنجش ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 8(2): 61-48.
7-     پوشیده­رو، م. و احمدی­زاده، س. س. ر.، 1396. ارزیابی رویشگاه گیاه دارویی آنغوزه در استان خراسان جنوبی با استفاده از روش مدلسازی حداکثر آنتروپی. پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند.
8-     پیرمرادی، م. ر، 1390. ارزیابی خصوصیات مورفولوژیکی، فیزیولوژیکی، فیتوشیمیایی و ژنتیکی گیاه دارویی آنغوزه (Ferula assa-foetida L.)  در استان کرمان، پایان نامه دکتری، رشته علوم باغبانی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، 153 صفحه.
9-     تفقدی سبحانی، م.، سعید افخم الشعرا، م. ر.، قلاسی مود، ش. و یاری. ر.،  1397. بررسی آت اکولوژی گیاه دارویی آنغوزه (Ferula assa-foetida L) (مطالعه موردی خراسان جنوبی – مراتع غری شهرستان بشرویه). پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند.
10-  حبیبی کاسب، ح،. 1371 . مبانی خاکشناسی. انتشارات دانشگاه تهران. 421 صفحه.
11-  حسینی بمرود، غ. ر.، مهدوی، س. خ.، 1392. بررسی برخی خصوصیات اکولوژیکی گیاه دارویی کما آنغوزه (Ferula assa-foetida L.) مطالعه موردی منطقه سبزوار استان خراسان رضوی. فصلنامه علمی- پژوهشی گیاه و زیست بوم، سال 9، ویژه نامه شماره 1-36، ص 45-31.
12-  حسینی، س. م. ، بهدانی، م. ع. و خاسعی سیوکی، ع.، 1394. پهنه­بندی زمانی و مکانی و اراضی مستعدکشت پنبه با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی استان خراسان جنوبی). پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه بیرجند.
13-  خسروی، ح.  و مهرابی، ع. ا. ، 1384 ، بررسی اقتصادی برداشت گونه آنغوزه در منطقه طبس، مجله منابع طبیعی ایران، جلد 58 ، شماره  4، ص 933-944.
14-  رشید سرخ­آبادی، م.، شهیدی، ع. و خاشعی، ع.، (1394) پهنه­بندی مکانی کشت زعفران (Crocus sativus L) بر اساس عوامل اقلیمی با استفاده از روش تحلیل سلسله مراتبی (مطالعه موردی: شهرستان تربت حیدریه). نشریه بوم شناسی کشاورزی. جلد 7، شماره 2، تابستان 1394 ، ص. 236- 225.
15-  زرگری، ع.، 1375، گیاهان دارویی، انتشارات دانشگاه تهران، جلد دوم، 976 صفحه.
16-  زرین­کفش، م،. 1380 . خاک شناسی جنگل. انتشارات موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور. 360 صفحه.
17-  سعادت­فر، ا.، توسلیان، ا.  و حسین جعفری، س.، 1397. تعیین رویشگاه بالقوه گیاه دارویی آنغوزه (Ferula assafoetida) با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و سیستم اطلاعات جغرافیایی (مطالعه موردی: منطقه چترود، کرمان). نشریه سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 9(4): 155-139.
18-  صادقی­نیا، م.، تازه، م.، جعفری ز.  و کیانی، ک.، 1395 . تعیین رویشگاه بالقوه گاوزبان خارک دار (Anchusa strigosa) با استفاده از تحلیل سلسله مراتبی و سیستم اطلاعات جغرافیایی در شهرستان دزفول.  نشریه سنجش ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی. 7(4):. 30-18.
19-  عبدل­پور، س. ه.، محمدی، ح. و شمسی­پور، ع. ا.، 1399. قابلیت اراضی کشت و توسعه گیاه دارویی آنغوزه با رویکرد اقلیمی مطالعه موردی: استان کهگیلویه و بویراحمد. فصلنامه جغرافیای طبیعی. سال دوازدهم، شماره 48، صفحه 32-17.
20-  قاسمی آریان، ع،. روحانی، ح. و حاجی میررحیمی، س. د.، 1396. بسته کارآفرینی تولید آنغوزه در شرایط دیم. انتشارات اسرار علم، تهران. 58 ص.
21-  قدسی پور، ح. 1395. فرآیند تحلیل سلسله مراتبی (AHP). انتشارت دانشگاه صنعتی امیرکبیر، چاپ یازدهم، 222 صفحه.
22-  کاظمی پشت مساری، ح .، ز. طهماسبی سروستانی، ب. کامکار، ش. شتایی و س. صادقی. 1392. پهنه­بندی زراعی – بوم­شناختی اراضی کشاورزی استان گلستان جهت کشت کلزا با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS)  و فرایندتجزیه وتحلیل سلسله مراتبی (AHP). مجله تولید گیاهان زراعی. 5(1):  139-123.
23-  مرادی. ا.، مبصر. ح. ر.، مهربان. ا. و گنجعلی. ح. ر.، 1399. پهنه­بندی توان اکولوژیک کشاورزی در شمال ومرکز استان سیستان وبلوچستان جهت کشت کلزا با سامانه GIS. نشریه دانش کشاورزی و تولید پایدار. جلد 93 شماره 9، صفحه 295-279.
24-  مزدیستا، م. 1319. آنغوزه ایران و بررسی آن. پایان نامه دکتری، دانشکده داروسازی، دانشگاه تهران، 90 ص.
25-  معاونت علمی و فناوری ریاست جمهوری، 1393.  مستند ویژه دومین جشنواره و نمایشگاه ملی گیاهان دارویی، فرآورد ه­های طبیعی و طب سنتی ایران. ناشر دانش بنیان فناور، 112 ص.
26-  مقدم، م. ر،. 1380، اکولوژی توصیفی و آماری پوشش گیاهی. انتشارات دانشگاه تهران. 286 صفحه.
27-  نصیری بزنجانی، س.، رضوی­زاده، س. ,و علومی، ح.، 1396. بررسی محتوای ترکیبات فنیل پروپانوئیدی شیرابه و ترکیبات شیمیایی اسانس گیاه آنغوزه (Ferula assa-foetida L.) در برخی رویشگاه­های طبیعی استان کرمان. مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران). جلد 30، شماره 3. صفحه 674-687.
28-  وزارت جهادکشاورزی، آمارنامه کشاورزی سال 1398، جلد 2. انتشار 1399. 
29-  یوسف­زاده، ک.، 1387 .بررسی تنوع ژنتیکی تبار بابونه بر مبنای خصوصیات کاریولوژیکی و مورفولوژیکی، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد.
30-   Askari, M. R., Sarmadian, F., Khodayari, M. and Norozi, A. A. 2009. Zonation of agro-ecological potency by remote sensing and GIS in Takestan region. Iranian Journal of Water and Soil Research. 2 (4): 93-104 (In Persian with English Abstract).
31-   Azhir, F. and Shahmoradi, A. A., 2007. Autecology of Ferula ovina Boiss. In Tehran Province. Iranian Journal of Range and Desert Research, 14(3): 359- 367.
32-   Bertome, J. Isabel Arrillage, M. and Segura, J. 2007. Essential oil variation whitin and among
33-   Davies, F.S. and Albrigo, L.G. l994. Environmental constraints on growth, development and physiology of citrus. In: Citrus (Eds. Davies, F. S. and Albrigo, L. G) 51-82. CAB International, Wallingford, UK.
34-   Dehghanpour, S., 2019. Investigating the Behavior of Marketing Management among Medicinal Plant Producers of Cornelian Cherry in Kaleybar County. Thesis submitted in partial fulfillment for the degree of M.Sc. in Agricultural Management, Department of Water Engineering and Agricultural Management, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil.
35-   Elisabetsky, E., Figueiredo, W., Oliveria, G. 1992. Traditional amazonian nerve tonics as antidepressant agents: Chaunochiton kappleri: a case study. Journal of Herbs, Spices and edicinal Plants, 1: 125-162.
36-   FAO. 2002. Global agro-ecological assessment foragriculture in the 21st century. Land and water digital media series, 21. FAO, Rome. 71 pp.
37-   FAO.2020. http://www.fao.org/faostat/en/#data/QC
38-   Fatehi M, Farifteh F, Fatehi-Hassanabad Z. 2004. Antispasmodic and hypotensive effects of Ferula asafoetida gum extract. Journal of Ethnopharmacology. 91(3): 321-324.
39-   Gholami, B. A. and Faravani, M., 2014. Effects of different cutting methods and times of cutting on growth performance and Gum Resin production of Ferula assa-foetida. Journal of Agricultural Sciences, 59(1): 35-44.
40-   Hadavand Mirzaei, H. and Hasanloo,T. 2014. Assessment of chemical composition of essential oil of Ferula assa-foetida oleogumresin from two different sites of Yazd province in center of Iran. Research Journal of Pharmacognosy. 1(2): 51-54.
41-   Heydaripoor, M. 1997. Asafetida, Natural resources department of Kerman province publication.
42-   Homayouni Moghadam, F., M. Dehghan., E. Zarepur., R. Dehlavi., F. Ghaseminia & S. Ehsani, 2014. Oleo gum resin of Ferula assa-foetida L. ameliorates peripheral neuropathy in mice, Journal Ethnopharmacol, 154:183-9.
43-   http://www.nrskh.ir/?p=3777.
44-   https://www.maj.ir/Dorsapax/userfiles/Sub65/amarnamehj2-1398-site.pdf.
45-   Iranshahi, M. and Iranshahi, M. 2011. Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of Asafoetida (Ferula assafoetida oleo-gumresin), a review. Journal of Ethnopharmacol, 134: 1-10.
46-   Iranshahi, M., 2011. Traditional uses, phytochemistry and pharmacology of asafoetida (Ferula assa-foetida oleogum- resin)- a review. Journal of Ethnopharmacol, 134: 1-10
47-   Jahani, S., M. Salehi., A. Shakiba., A. Moradipour & F. Forouzandeh, 2015. Production and Study of Antioxidant and Antibacterial Activities of Gelatin Nano-Capsules Containing Ferula Assa-Foetida Essential Oil. Journal of Arak Medical University. (In Persian).
48-   Kamkar B, Dorri MA, da Silva JAT. 2014. Assessment of land suitability and the possibility and performance of a canola (Brassica napus L.)– soybean (Glycine max L.) rotation in four basins of Golestan province, Iran. The Egyptian Journal of Remote Sensing and Space Science. 17(1): 95-104.
49-   Kapoor, L.D. 1990. Handbook of Ayurvedic Medicinal Plants, CRC Press, Boka Raton, FL.
50-   Kavoosi, G. and Rowshan, V., 2013. Chemical composition, antioxidant and antimicrobial activities of essential oil obtained from Ferula assa-foetida oleo-gum-resin: effect of collection time. Journal of Food Chemistry, 138: 2180-2187.
51-   Kazemzadeh, Z., Habibi, Z., Usefzadi, M. Ashabi, M. A. and Rikan, M. (2010). Chemical composition and antibavterial activityof the essential oil of Salvia Mavrolamys bpiss & kotschy from vest Azarbayjan Province. Journal medicinal plant. 9: 75-82 (In Farsi).
52-   Khederzadeh, S., Samiei, M., Mobaraki, A., Ezeddinloo, L. and Haghi, H. A., 2017. Genetic comparison of Iranian Asafetida (Ferula assa-foetida L.) populations based on cpDNA Ribosomal protein L16 intron. International Journal of Agriculture Innovations and Research, 5(4): 577-583.
53-   Khorami B. Plant love. Livestock, Cultivation and Industry. 2007; 76: 64 - 9.
54-   Khosravi H, Mehrabi A. Economic study of Ferula harvesting in Tabass region. Iranian J. Natural Res. 2006; 58 (4): 933 - 44.
55-   Koozehgran, S., Mousavi Baygi, M., Sanaeinejad, S.H., and Behdani, M.A. 2011. Study of the Minimum, Average and Maximum Temperature in South Khorasan to Identify Relevant Areas for Saffron Cultivation using GIS. Journal of Soil and Water. 25(4): 892-904. (In Persian with English Summary).
56-   Malczewski, J. 2006. GIS-based multicriteria decision analysis: a survey of the literature. International Journal of Geographical Information Science. 20(7): 703-726.
57-   Mehrpour, M., B. Kashefi & M. Moghadam, 2016. Evaluation of phytochemical and antioxidant activity in different parts of Ferula assafoetida L. from Semnan and Khorasan provinces. Eco-phytochemical. Journal of Medicinal plants, 4: 56-68. (In Persian)
58-   Mir, S.J., 2018. A Study of Factors Affecting the Competitiveness of Iranian Medicinal Plants and Its Products in the Global Market. Institute for Planning Research, Agricultural Economics and Rural Development. https://www.maj.ir/Dorsapax/userfiles/Sub0/darooee.pdf.
59-   Mirzaei Mousavand, A., Ghorbani, A., Zare Chahouki, M. A., Keivan Behjou, F. and Sefidi, K., 2016. Effective environmental factors on distribution of Prangos ferulacea Lindl. species in rangelands of Ardebil Province. Journal of rangeland, 10(2): 191-203.
60-   Moghaddam, M. and Farhadi, N., 2015. Influence of environmental and genetic factors on resin yield, essential oil content and chemical composition of Ferula assa-foetida L. populations. Journal of Applied Research on Medicinal and Aromatic Plants, 2: 69-76.
61-   Mohaddes Hosseini, S.A., 2019. Comparison of economic benefits of cultivating medicinal plants with agricultural products in Khorasan Razavi province. Iranian Medicinal Plants Technology, 2(1): 1-14.
62-   Mohammadi, G.H. and Aliha, M. 1991. A Study about Galbanum, Research Institute of Forests and Rangelands Publication.
63-   Mozaffarian,V., 2007. Flora of Iran, Umbeliferae. Research Institute of Forests and Rangelands Publications, Iran, 387 p.
64-   Narayana Reddy, M., and Rao, N.H. 2011. GIS Based Decision Support Systems in Agriculture. National Academy of Agricultural Research Management Rajendranagar. p. 1-11.
65-   natural population of Lavandula latifolia and its relation to their ecological areas. Biochemical
66-   Nowruzian, A., M. Masoumian & M.A. Ebrahimi, 2016. Micropropagation of Ferula assa-foetida L. Iranian journal of Rangeland and Forests plant breeding and genetic research, 24: 123-133. (In Persian)
67-   Pirmoradi, M. R., 2012. Morphological, Physiological, Phytochemical and Genetical evaluation of Asafoetida in Kerman province. Ph.D. Thesis, Horticulture Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, 167 Pp.
68-   Pirmoradi, M.R. 2003. Effects of Different Methods of Root Incision and Some Other Factors on the Yield and Survival of Asafetida (Ferula assa-foetida L.), MSc. Thesis, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran.
69-   Saaty RW. 1987. The analytic hierarchy processwhat it is and how it is used. Mathematical Modelling. 9(3): 161-176.
70-   Seetharam, K.A., Pasricha, J.S. 1987. Condiments and contact dermatitis of the finger-tips. Indian  ournal of dermatology, venereology and leprology, 53: 325-228.
71-   Shad, G.H. 1996. Ecology and the Exploitation Methods of Asafetida in Mohammad Abad Chelpo Kashmar, MSc. thesis, The Natural Resources Faculty, Gorgan Agriculture University.
72-   Shah, N.C. and Zar, A. 2004. Asafoetida (Heeng): The well known medicinal condiment of India and Iran. A review. The Scitech Journal Issn, 1(4): 30-36.
73-   Sharifi, M. and M. Pouresmael., Breaking seed dormancy in Bunium persicum by stratification and chemical substances, Asian Journal of Plant Sciences, 5(4) 2006: 695-699.
74-   Sheidai Karkaj, E., Mofidi Chelan, M., Akbarlou, M. and Motamedi, J., 2013. Investigation on changes in soil organic matter and nutrient elements under various grazing intensities (Case study: Chaharbagh mountain rangelands of Golestan province). Iranian Journal of Range and Desert Research, 20(4): 720-723
75-   Systematics and Ecology, (35): 479-488.
76-   Yazdanshenas, H., Jafari, M., Azarnivand, H. and Arzani, H., 2015. Investigating productivity and utilization of Tragacanth gum on the basis of soil characteristics in Tiran and Kroun rangelands (Isfahan). Journal of rangeland, 9(3): 207-221.
77-   Zarekarizi, A.R., Omidi, M., Falah Hoseini, H., Yazdani, D., Rezazadeh, S.H., Iravani, N. and Oladzad, A. 2011. A Review on Pharmacological Effects of Ferula assa-Foetida L.: A Systematic Review. Journal of Medicinal Plants, 10(40):17-25.
Human Ecology
Volume 4, Issue 13
Winter 2026
Pages 1805-1822