بوم شناسي کاربردي/ سال پنجم / شماره پانزدهم / بهار ۱۳۹۵

تنوع گونه اي و شناسايي گروه هاي عملکردي گياهي در مراتع مشجر منطقه حفاظت شده شيمبار در استان خوزستان

مهري دیناروند1، حمید اجتهادي1*، محمد جنگجو2 و بهرام اندرزیان3

(تاریخ دریافت: 12/11/1393 ؛ تاریخ پذیرش: 27/10/1394)

چكيده
126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

اندازه گيري تنوع و شناسايي صفات و گروه هاي عملکردي گياهي و طبقه بندي آنها به شناسايي دقيق توان رويشي مراتع و اعمال برنامه هـايمديريتي مناسب کمک مي کند. هدف از اين تحقيق اندازه گيري تنوع گونه اي و شناسايي گروه هـاي عملکـردي در سـه منطقـه اکولـوژيکيهم جوار در منطقه شيمبار يا شيرين بهار بود. در سه فصل زمستان، بهار و تابستان سا ل هاي ۱۳۹۱ تا ۱۳۹۳ داده هاي مربوط به درصد پوشـشگونه اي از تعداد ۱۰۶ پلات به روش تصادفي طبقه بندي شده در شيب هاي رو به جنوب و شمال و بخش تالابي جمع آوري شد. تنوع گونه اي (آلفا) و تنوع بين زيستگاهي (بتا) به کمک نرم افزارهاي PAST و SDR اندازه گيري شد. شاخص تنوع گونـه اي شـانون و سيمپسـون نشـانمي دهد به ترتيب بيشترين تنوع گونه اي (آلفا) مربوط به تالاب، پس از آن شيب جنوبي و در نهايت شيب شمالي اسـت . غنـاي گونـه اي در شيب شمالي بيش از شيب جنوبي بود و تالاب غناي گونه اي کمتري نسبت به ارتفاعات اطراف داشت. براي طبقه بنـدي و مشـخص کـردنپاسخ پوشش گياهي منطقه به عوامل محيطي و تعيين گروه هاي عملکردي، تعداد ۶۶ ويژگي مربوط به مقاومت به آشفتگي ها انـدازه گيـري وآناليز خوشه بندي با روش Ward و توسط نرم افزار R انجام شد. گونههاي يک ساله و چندساله منطقه هر کدام بـه ۲۱ دسـته تقسـيم شـد ودرختان و درختچه ها در ۸ خوشه طبقه بندي شدند.

واژه هاي كليدي : غناي گونه اي، تنوع آلفا، تنوع بتا، خوشه بندي

۱. گروه زيست شناسي، دانشکده علوم، دانشگاه فردوسي مشهد
۲. گروه مرتع و آبخيزداري، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست ،دانشگاه فردوسي مشهد
۳. مرکز تحقيقات کشاورزي و منابع طبيعي خوزستان
* : مسئول مكاتبات، پست الكترونيكي: hejtehadi@um.ac.ir
۱
مقدمه
126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

تنوع در بـوم شناسـي عمـدتاعمـدتاً بـه صـورت تنـوع زيسـتي مطـرحمي شود. اجتماع جمعيت هاي گياهي و جانوري در يـک ناحيـه،تنوع زيستي آن ناحيه ناميده مي شود (۱). تنوع گونه اي يـا تنـوعتاکسوني، سطح ميانه نظام سلسله مراتبي تنـوع زيسـتي اسـت وبه بررسي تنوع گونه هـا اعـم از گيـاهي يـا جـانوري در نـواحيخاصي مي پردازد (۲۴). تنـوع گونـه اي در هـر منطقـه در نتيجـهعوامل محيطي و انساني تغيير مي کند. با شناسـايي عوامـل مـؤثر در تغييرات تنوع گونه اي مي تـوان روش هـاي مـديريتي مناسـبرا انتخاب کرد (۱۲). آگاهي از ويژگـي هـاي محيطـي رويشـگاههر گونه گياهي نيز نقش مؤثري در پيشنهاد گونـه هـاي سـازگاربا شرايط محيط در منـاطق مشـابه دارد. بنـابراين درصـورتي کـهروابط بين پوشش گيـاهي و عوامـل محيطـي تجزيـه و تحليـلشود، مي توان به اين امر مهم دسـت يافـت (۱۰). هـم چنـين بـاارزيابي تغييرات شـاخص هـاي تنـوع در يـک منطقـه در طـولزمان امکان ارزيابي مديريت اعمال شـده وجـود دارد. بـه عنـوانمثال بررسي تنوع گياهي پس از آتش سـوزي در منطقـه جـوزکدر خراسان شـمالي نشـان داد بـا گذشـت زمـان تنـوع افـزايشمي يابد اما اين افزايش به صـورت جـايگزيني گياهـان چندسـالهتوسط علفي هاي يک ساله بود کـه ممکـن اسـت سـبب کـاهشپاي داري اکوسيســتم در براب ر ناملايمــات محيطــي گــردد (۸).
هم چنين مقايسه تنوع گونه اي گياهـان دو عرصـه تحـت چـرا وقرق مرتـع کهنـه لاشـک نوشـهر نشـان داد تفـاوت معنـي داري بــين ايــن دو منطقــه وجــود دارد و البتــه عرصــه تحــت قــرق به علت داشتن مجموعه اي متنوع تر و در نتيجـه حضـور متعـادلگون ه ه ا ب ا دامن ه اکولوژي ک متغي ر، از پاي داري اکول وژيکيبيشـتري در مقاب ل عرص ه تحـت چ را برخ وردار اس ت (۱۱).
ذکر اين نکته لازم اسـت کـه بـالا بـودن مقـدار شـاخص تنـوعهمواره دليل بـر بهبـود وضـعيت منطقـه نيسـت، بلکـه بايـد بـابررسي ترکيب گونـه اي مشـخص شـود کـه در نتيجـه تغييـراتايجاد شده، کدام دسته از گونـه هـاي گيـاهي در منطقـه افـزايشيافت ه اس ت (۱۲). وج ود ان واع آش فتگي ه ا از جمل ه چ راي
۲
مفرط، آتش سوزي، جاده سازي و گسترش شـهر نشـيني و تغييـراقليم تأثير مستقيمي بر تنـوع گونـه اي دارنـد بنـابراين شـناختپاســخ گياهــان بــه عوامــل محيطــي و صــفات عملکــردي (FTs: Functional Traits) بيانگر تاريخ تکاملي و سازش هـاي
اکولوژيکي گونه هاي گياهي است و به خوبي بـا اسـتفاده از ايـن صفات مي توان پاسخ هـاي احتمـالي را بـه انـواع آشـفتگي هـا و
تغيير اقليم پيش بيني کـرد (17). طبقـه بنـدي براسـاس صـفات وپاسخ هاي مشترك به عوامل محیطـی، گـاهی مسـتقل از فیلـوژنیگونه هاسـت و فقـط بـر مبنـاي ویژگـی هـاي رفتـاري و صـفاتمشـترك گیاه ان انج ام م یشـود (21). طبق ه بن دي گ روه ه اي عملکردي اختصاصی بوده و نمی توان هـر کلاسـه بنـدي را بـرايهر مطالعه اي به کار بـرد . بـراي ایـن منظـور لازم اسـت هـدف ون وع تغیی رات ی ا آش فتگی محیط ی مش خص باش د و ص فاتمرتبط با آن، مورد مطالعه و بررسـی قـرار گیـرد. بـه عنـوان مثـالچنانچه تحقیق در خصـوص ارتبـاط گیاهـان بـا رطوبـت خـاكباشــد، لازم اس ت صــفاتی ک ه مشــخص کننــده میــزان تحمــلخشکی گیاهان است ملاك طبقه بندي قـرار گیـرد (18). بـه طـورکلی می توان گفت رفتار گیاهـان در برابـر پاسـخ بـه آشـفتگی هـاکــاملاکــاملاً اختصاصــی اســت و اغلــب بــیش از یــک اســتراتژي(س ندروم) ب راي بق ا در ه ر ش رایط محیط ی خواهن د داش ت
(21). متأسفانه در منطقه حفاظت شده شـيمبار بـه دليـل عوامـلتأثيرگذار منفي و آشـفتگي هـاي ناشـي از فعاليـت هـاي انسـانيمانن د چ راي دام، ت أمين س وخت و فعالي ت ه اي مرب وط ب ه ساخت و ساز جاده اي که منجربه تغيير سيماي منطقـه گرديـده،بسياري از گونه هاي علفي چندسـاله در خطـر انقـراض هسـتند.
اندازه گيري تنوع و شناسـايي صـفات و گـروه هـاي عملکـرديگياهي منطقه و طبقه بندي آنها علاوه بر اينکه به شناسـايي دقيـقتوان رويشي مراتع منطقه کمک مي کنـد، در درک مـا نسـبت بـهعکس العمل پوشـش گيـاهي منطقـه بـه آشـفتگي هـا و حضـوراحتمالي گونه هـاي مقـاوم بـا صـفات مشـابه يـا مهـاجم يـاريمي رساند. هدف از اين پژوهش نيز بررسي و ارزيـابي مقـدماتيوض عيت رويش ي منطق ه، ب ه منظ ور برنام ه ريــزي مناســب و متناسب با زيستگاه هاي موجود و مديريت منطقه حفاظـت شـدهدر راستاي احيا و اصلاح مي باشد. منطقه حفاظت شـده شـيمباربه دليل تنوع زيستگاهي، وجود تالاب، بيشه مردابـي، درخـت زار بلوط و مراتع ييلاقـي از اهميـت ويـژه اي برخـوردار اسـت امـاتاکنون تحقيـق کـاملي در خصـوص شناسـايي دقيـق منطقـه وتنوع گونه اي آن، انجام نشده است؛ بنـابراين نتـايج ايـن تحقيـقمقدمه مطالعات بعدي اکولـوژيکي و مـديريت منطقـه حفاظـتشده خواهد بود.

مواد و روش ها
منطقه مورد مطالعه
منطق ه شــيمبار ي ا شــيرين بهــار ش امل مح دوده اي در دامنــه شمالي درياچه سد شـهيد عباسـپور در حـوزه زاگرسـي (ناحيـه ايراني- توراني) است. اين منطقه در ۴۵ کيلومتري شمال شـرقيمسـجد سـليمان و در محـدوده بخ ش انـديکا، بـين مختص اتجغرافيــايي ۳۲ درجــه و ۸ دقيقــه تــا ۳۲ درجــه و ۲۹ دقيقــه عرض شمالي و ۴۹ درجه و ۲۹ دقيقه تا ۴۸ درجـه و ۴۶ دقيقـهطول شرقي قرار دارد (شـکل ۱ و ۲). مسـاحت ایـن منطقـه 53
هزار هکتار می باشد. تغییرات ارتفاعی منطقه بـین 400 تـا 3400 متــر از ســطح دریــا اســت. میــانگین حــداکثر دمــا 34 درجــه سانتی گراد در تیر ماه و میانگین حداقل دما 6 درجـه سـانتی گـراددر دي ماه و متوسط بارندگی سـالیانه 400 میلـی متـر بـه صـورتباران و تگرگ و در ارتفاعـات مشـرف بـه منطقـه از نـوع بـرفاست منحنی آمبروترمیک نشان می دهد منطقـه از اواخـر بهـار تـااوایل پاییز فاقد بارندگی است (شکل 3). آنالیز پنج نقطـه بخـشخشکی و آب تالاب نشان داد، خاك منطقه لومی رسـی اسـت و ه دایت الکتریک ی آن ب ین 92/0 ت ا 15/1 میل ی م وس و می زان اسیدیته 3/7 تا 5/7 اسـت . میـزان هـدایت الکتریکـی آب تـالابشیمبار 3203 تا 3580 میکروزیمنس و اسیدیته آن 7/7 می باشـد .
سیماي عمومی منطقه نیز شامل سـه رویشـگاه شـاخص، جنگـل(درخت زار) بلوط، مراتع با پوششی از گونه هایعلفی و تـالاب بـاپوشش انبوهی از درختچه هاي آبدوست است.
روش تحقیق
با پیمایش میدانی در سه فصل زمستان، بهار و تابستان سـال هـاي1391 تا 1393 نمونه هـاي گیـاهی منطقـه جمـع آوري و پـس ازپرس و خشک کردن بـا اسـتفاده از منـابع گیـاه شناسـی از جملـهفلور ایرانیکا (22)، فلور ایران (2)، فلـور خوزسـتان (15)، فلـورع راق (23)، فل ور فلس طین (25) و فل ور ترکی ه (19)، ت ا ح د زیرگونه و واریته شناسایی شدند. اسـامی فارسـی نیـز از فرهنـگنام هاي گیاهان ایران اقتباس شده است (14). داده هاي مربـوط بـهدرصد پوشـش گونـه اي از تعـداد 106 پـلات بـه روش تصـادفیطبقه بندي شده در شـیب هـاي رو بـه جنـوب و شـمال و بخـشتالابی جمع آوري شد. اندازه پلات به روش سطح حـداقل تعیـینگردید (1 مترمربع براي شیب هاي شمال، جنوب و زیـر اشـکوب
بیشــه زار و 25 متــر مربــع بــراي بیشــه زار تــالاب). بــه کمــک نرم افزارهاي PAST و SDR تنوع گونه اي (آلفا) براي هـر شـیبجداگانه و بخش تالابی انـدازه گیـري شـد. هـم چنـین تنـوع بـینزیستگاهی (بتا) براي مقایسه زیستگاه هاي منطقه محاسبه شـد . بـااستفاده از نرم افـزارSAS مقایسـه آمـاري بـراي شـاخص هـا نیـزانجام شد. براي طبقه بندي و مشخص کردن پاسخ پوشش گیـاهیبـه عوامـل محیطـی و تعیـین گـروه هـاي عملکـردي، ص فاتی ازگیاهان که بیشترین ارتباط را با عکـس العمـل پوشـش بـه عوامـلمحیطی دارند انتخاب شد. در نتیجه 66 ویژگی مربـوط بـه صـفاتزایشی، رویشی، تولید مثلی، شکل زیستی، فـرم هـاي رویشـی، نـوعرویشگاه، نحوة تکثیر، پراکنش دانـه ، مصـارف و کـاربرد انتخـاب وبراساس استاندارد هاي موجود و امکانات آزمایشگاهی انـدازه گیـريشدند (16). آنالیز خوشه بندي بـا روش وارد (Ward) و بـا اسـتفادهاز نرم افزار R, version 3.1. 2 انجام شـد . از جملـه شـاخص هـايم ورد اس تفاده ب راي ان دازهگی ري غن ا و تن وع در ای ن تحقی ق شــاخص هــاي مارگــالف (DMg)، شــاخص منهینیــک (DMn)، شانون- واینر و سیمپسون بودند (به ترتیب رابطه هاي 1 تا 4).

شاخص مارگالف 1DMg  S
ln N

51886871220

شاخص منهینیک DMn  S
126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

N
۳
126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

S تعداد کل گونه ها و N تعداد کل افراد می باشد.

s
H  P (lnP )i i شاخص شانون- واینر
i1
Pi نسبت افراد در گونه i ام جامعه می باشد.
شاخص تنوع سیمپسون 2D  1 Pi 1
1
Pi نســبت افــراد در گونــه i ام جامعــه و D-1 مقــدار شــاخص سیمپسون از تنوع است.

۴

شکل 1. موقعیت منطقه حفاظت شده شیمبار در ایران و استان خوزستان

شکل 2. سیماي پوشش گیاهی منطقه حفاظت شده شیمبار
نتایج
تنوع گونه اي منطقه حفاظت شده شیمبار
غناي گونه اي در شیب شمالی بیش از شیب جنوبی بـوده و تـالابشیمبار غناي گونه اي کمتري نسـبت بـه ارتفاعـات اطـراف داشـت.
یکنواختی پوشش در شیب جنوبی بیشـتر از شـیب شـمالی بـوده وتالاب بیشـترین یکنـواختی را در منطقـه داشـت. یکنـواختی بـالايپوشش در شیب جنوبی و بخش تالاب باعث شده علی رغـم غنـاي گونه اي کمتر نسبت به شیب شمالی، از تنوع بیشـتري برخـوردارباشند (جدول 1). اگرچه آنـالیز واریـانس شـاخص هـاي تنـوع وغنا براي شیب هاي شـمالی، جنـوبی و تـالاب نشـان داد تفـاوتمعن ی داري در س طح احتم ال 95 درص د ب ین آنه ا وج ود دارد (جدول 2) اما ایـن اخـتلاف بـین شـیب هـاي شـمالی و جنـوبینامحسوس بوده و معنی دار نیست (جدول 3).
همان گونـه کـه در شـکل 4 دیـ ده مـ ی شـود، براسـاس آنـالیز خوشه بندي، گونه هاي یک ساله منطقه مورد مطالعـه بـه 21 دسـتهتقسیم می شوند (جدول 4). دسـته گـروه هـا ي تـک لپـه اي بـا دوخوشه از دولپه اي جدا شـده اسـت. تقسـ یم بنـد ي هـا ي کـوچکترمرب وط بــه قرابــت گونــه هــا براســاس صــفات و ویژگــی هــاي مورفولوژي است.

شکل 3. منحنی آمبروترمیک منطقه شیمبار براساس داده هاي اقلیمی

جدول 1. اندازه گیري تنوع آلفا در شیب هاي جنوبی، شمالی و تالاب با استفاده از نرم افزارهاي PAST و SDR
تالاب شیب شمالی شیب جنوبی شاخص تنوع
46 55 48 تعداد گونه
2/86 2/61 2/69 شاخص شانون
0/9 0/85 0/88 شاخص تنوع سیمپسون
0/7 2/4 2 شاخص غناي منهینیک
5/4 8/7 7/4 شاخص غناي مارگالف
0/74 0/66 0/7 یکنواختی بریلویین
آنالیز خوشه بندي گونه هاي چندساله منطقـه مـورد مطالعـه نشـانمی دهد (شکل 5) که این دسـته از گ یاهـان بـه 21 دسـته تقسـیم می شوند (جدول 5).
درختــان و درختچــه هــاي منطقــه در 8 خوشــه قراردارنــد (شکل 6). گونه هاي نم پسند یا آبدوسـت کـه نسـبت بـه غرقـابمقاوم هستند در دو دسته با تفاوت اندك کنار هم قرار مـ ی گیرنـد(جدول 6). گونه هاي خشکی پسند که عناصر اصـل ی درختـ ی در منطقه هستند در یک خوشه جداگانه دیده می شوند.

بحث
طی تحقیقی در مراتع طالقان میانی غرب تهران براي تعیین تنـوعگونه اي از شاخص هاي سیمپسون و شانون- وینر به دلیل توانـا یی
126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

۵

126873903225

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.15.1 ]

بیشتر آنها در تشخیص تنوع استفاده شد زیـرا شـاخص شـانون-وینر بیشتر تحت تأثیر غناي گونه اي است و شـاخص سیمپسـونتحت تأثیر فراوانی گونه هـاي غالـب قـرار مـی گیـرد (12). پرمـا و ش تایی جویب اري (3) اث ر عوام ل فیزی وگرافی مانن د ارتف اع از سطح دریا، شیب و جهت آن را بر تنوع گونـه هـاي چـوبی درجنگل هاي حفاظت شده قلاجه در استان کرمانشاه مـورد بررسـیقرار دادنـد . نتـایج نشـان داد تنـوع گونـه اي در جهـات شـمالی،شمال شرقی و شمال غربی نسـبت بـه جهـات دیگـر جغرافیـاییبیشــتر اســت. مطالعــه تنــوع منطقــه شــیمبار نشــان داد، غنــاي
۶
جدول 2. آنالیز واریانس شاخص هاي تنوع و غنا

منابع

درجه
م
ی
انگ
ی
مربعات

مجموع

ن



قیمت: تومان


پاسخ دهید