بومشناسي کاربردي/ سال پنجم / شمارهفدهم / پاييز ۱۳۹۵

بررسی اثر تغییر مقیاس بر الگوي پراکنش مکانی سه گونۀ مرتعی با شاخصهاي فاصلهاي و روش آنالیز نقطهاي در مراتع استان چهارمحال بختیاري

مژده صفائی1*، حسین بشري1 و حمزهعلی شیرمردي2

(تاریخ دریافت: 2/10/1393 ؛ تاریخ پذیرش: 10/5/1395)

چكيده
723900818388

126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

ا يـن مطالعـه ب ا هـدف بررس ي الگـو ي پ راکنش سـه گو نـة مرتع ي Hertia angustifolia ،Nepeta glomerulosa و Acanthophyllummicrocephalum براساس شاخصهاي فاصلهاي و آناليز نقطهاي و ارزيابي اثر تغيير مقياس بر اين الگوهاي پراکنش در ايستگاه تحقيقـات ي قلعهقارک شهرستان شهرکرد انجام شد. جهت نمونهبرداري از پوششگياهي در طول ۴ ترانسکت ۵۰ متري بهروش تصـادف ي – سيسـتمات يک تعداد ۴۰ نقطه با فاصله پنج متر از يکديگر انتخاب و پراکنش مکاني گونههاي مورد مطالعه به 6 روش فاصلهاي هاپکينز، جانسون و زيمـر،ابرهارت، هولگيت، هينز و مربعتي اندازهگيري گرديد. جهت آناليز نقطهاي، منطقه معرفي به مسـاحت ۱۰۰ مترمربـع انتخـاب و مختصـاتمکاني پايههاي هر سه گونه ثبت گرديد. جهت بررسي اثر تغيير مقياس بر تعيين الگوي پراکنش گونههاي گياهي مورد مطالعه اطلاعـات در سه مقياس۱۰×۱۰، ۱۰×۵ و ۵×۵ متر آناليز شد. براساس نتايج ،پراکنش گونة H. angustifolia با تاج و پرزهاي پرمانند برروي بذور فندقه از نوع الگوي تصادفي و دو گونة N. glomerulosa و A. microcephalum بهدليل بذور فندقه که در فاصلهاي مشخص از پايه مادري پراکنـدهميشوند، از الگوي پراکنش کپهاي تبعيت ميکنند. با کوچک شدن مقياس در روش آناليز نقطهاي، هر سـه گو نـة گيـ اهي، الگـو ي کپـه اي داشتند. شناسايي الگوي پراکنش گونههاي فوق و عوامل اثرگذار بر اين الگوها (نظير مکانيسم پراکنش بـذر و مق يـ اس نمونـه بـردار ي) در انتخاب استراتژي مناسب جهت ارزيابي مراتع بسيار کاربردي است.

واژههاي كليدي: شاخص فاصلهاي، آناليز نقطهاي، اکوسيستمهاي مرتعي، شهرستان شهرکرد ،الگوي پراکنش

۱. گروه مرتع و آبخيزداري، دانشکده منابع طبيعي، دانشگاه صنعتي اصفهان
۲. بخش تحقيقات جنگل و مرتع، مرکز تحقيقات و آموزش کشاورزي و منابع طبيعي استان چهارمحال و بختياري، سازمان تحقيقـات ، آمـوزش وترويج کشاورزي، شهرکرد
mojdeh.safaei@na.iut.ac.ir :مسئول مكاتبات، پست الكترونيكي : *
37
بومشناسي کاربردي/ سال پنجم / شمارهفدهم / پاييز ۱۳۹۵

126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

مقدمه
الگوي پراکنش مکانی گیاهان از جنبههاي مهم و کـاربرد ي در اکولوژي گیاهی است کـه بررسـی آن در جوامـع گیـاهی، بـه منظور درك و شناخت این جوامـع ضـ روري اسـت ( 8، 11 و 14) و بهمعناي آرایش فضایی و چگونگی قرار گـرفتن افـرادیک گونه یا گونههاي مختلف نسبت به هـم در یـک منطقـهمیباشد( 16). بررسی الگوهاي پراکنش گیاهـان نقـش بسـیار مهمـی در ارزیـابی یکنـواختی و عـدم یکنـواختی محیطـی ، الگوهاي رفتاري گیاهان و تعیین روشهـاي مناسـب و دقیـق براي اندازهگیري خصوصیات کمـی گیاهـان ماننـد پوشـش و تراکم دارد( 12، 15 و 18). عوامل فیزیکی مانند شیب، جهت جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریـا و عوامـل بیولـوژیکی ماننـد چراي دام و آتش سوزيهاي ناشی از فعالیتهـاي انسـان بـر نحوه الگوي پراکنش گیاهان مؤثر هستند( 1). در بین جوامـعگیاهی سه نوع الگوي پراکنش یکنواخت، کپـه اي و تصـادفیدیده میشود( 13) که الگوي پراکنش یکنواخـت در جوامـعگیاهان دستکاشت و بعضـی گیاهـان منـاطق بیابـانی اتفـاقمیافتد( 14). در پراکنش کپهاي افراد بهصورت گروههایی در کنار هـم قـرار مـیگیرنـد و در قسـمت هـاي مسـاعدتري ازرویشگاه تجمع مییابند که این الگو ممکـن اسـت بـهعلـترفتار اجتماعی یا تمایل در ایجـاد گـروه و عـدم یکنـواختیمحیطی و روش تکثیر غیرجنسـ ی گیاهـان باشـد( 14). در پـراکنشتصادفی افراد مستقل از هم قرار گرفته و حضور یک فرد در توزیـعافراد دیگر تأثیري ندارد. گیاهان شانس مسـاوي بـراي اشـغال یـکنقط ه مع ین از فض اي مرتع ی را دارن د( 13 و 14). هاچینس ون از اولین بوم شناسانی بود کـه اهم یـ ت الگوهـا ي مکـان ی را در جوامـعدرنظر گرفت و عوامل ایجاد الگوهاي پراکنش را در قالب سه عامـلاص لی الگوه اي محیط ی (Environmental Patterns) ، الگوه اي مورفولوژیــک ((Morphological Patterns و الگوهــاي اجتمــاعی ((Sociological Patterns مطرح نمـود ( 14). در الگوهـا ي محیطـ ی اثرات عمده فاکتورهـاي محیطـی بـرروي گیاهـان، باعـث ایجـادالگوهایی در مقیاس بزرگ و تغییـر در ترکیـب فلوریسـتیکی
۳۸
گیاهان مـی شـود. در الگوهـاي مورفولوژیـک جنبـههـایی ازمورفولوژي نظیر کلافی بودن، ریزومی یـا کلنـی بـودن، ایجـادالگوهاي خاصی مینمایـد و الگوهـاي اجتمـاعی ناشـی از تـأثیرفاکتورهایی هستند که به خصوصیات ذاتی گیاه و میکـرو محـیطبســـتگی دارد. مـــرادي و همکـــاران( 6) پـــراکنش دو گونـــه Astragalus verus و Bromus tomentellus در مراتع فریدونشهر اس تان اص فهان را براس اس س ه روش ش اخصه اي فاص لهاي، شاخصهاي کوادراتی و آنالیز نقطهاي مورد بررسی قـرار دادنـدو به این نتیجه رسیدند کـه پـراکنش گونـه هـاي هـدف از نـوع الگوي تصـادفی بـوده و روش آنـالیز نقطـه اي پـراکنش ، نتـایج همگن و دقیقتري را ارائه داده اسـت . بارانیـ ان و همکـاران ( 2) براي تعیین الگوي پراکنش گونـه هـاي گیـاهی در تیـپ گیـاهی Bromus tomentellus و Astragalus verus در مرات ع فری دن اصفهان با استفاده از الگوي پراکنش براساس سه روش آنالیز پراکنش نقطهاي، شاخصهـاي فاصـله اي الگـوي پـراکنش و شاخصهاي کوادراتی پراکنش، مطالعهاي انجام دادند و نتایج ایشان نشان داد که پراکنش گونههاي گیاهی چندساله موجود در منطقه از نوع الگوي تصادفی بوده و روش آنالیز پـراکنش نقطهاي بهدلیل درنظر گرفتن مختصات کلیه پایههاي گیـاهی ، نتایج همگن و دقیـق تـري را ارائـه داده اسـت. گتـزین ( 10) هشت شـاخص فاصـلهاي تعیـین الگـوي پـراکنش را مـوردمقایسه قرار داد و بیان نمود کـه شـاخص هـاپکینز در تمـامالگوهاي غیرتصادفی کـارایی بـالایی دارد. ویگانـد و ملـونی(21) با شبیه سازي الگوي پـراکنش، بـه بررسـی مـدلهـايمختلف اکولوژیکی پرداخته و در نهایت آنالیز نقطهاي الگوي پراکنش را بهعنوان روش سریعتر براي دسـتیابی بـه الگـويپراکنش معرفی کردند. با توجـه بـه اهمیـت اکوسیسـتم هـا ي مرتعی و بـه منظـور اعمـال مـدیریت حفـاظتی صـحیح بـراي جلوگیري از تخریب و کمک به احیاي این اکوسیستمها، لازم است که مطالعات جامعی در ارتباط با ساختارهاي مکـانی در این جوامع انجام شود. در این راستا الگوي پراکنش گونههاي Nepeta glomerulosa (پونــه) ،Hertia angustifolia (کــرقیچ) و Acanthophyllum microcephalum (چوبک) در ایسـتگاه تحق یقـات ی قلعهقارك شهرستان شهرکرد با استفاده از شاخصهاي فاصـله اي و روش آنالیز نقطهاي الگوي پراکنش مورد بررسی قرار گرفـت.
H. angustifolia گونــهاي فــورب از خــانواد ة Compositeae داراي فرم رویشی بوتهاي یا نیمـه بوتـهاي، N.glomerulosa یـ ا پونه از خانوادة Labiateae داراي فرم رویشی همیکریپتوفیت و A. microcephalum گونهاي بوتهاي از خانواده Caryophylaceae و داراي ف رم رویش ی کاموفی ت براس اس طبق هبن دي رانک ائر میباشد و هر سه گونۀ انتخاب شده از گونههـا ي منطقـ ۀ ایـ ران تورانی میباشند. با توجه به اینکه در منطقه مطالعاتی گونههـا ي فوق الذکر گونههاي غالب بودند بررسـ ی الگـو ي پـراکنش ایـ ن گونهها در جهت انجام مطالعات آنالیز و ارزیابی پوشش گیـ اهی ضروري بهنظر میرسد .همچنین در این مطالعه نشـان داده شـدکه چطور نتایج این گونه مطالعات میتواند تحت تـ أثیر مقیـ اس مطالعه قرار گیرد.

مواد و روشها
منطقۀ مورد مطالعه
این مطالعه در ایستگاه تحقیقـات ی قلعـه قـارك بـا مسـاحت 47 هکتــار کــه متعلــق بــه مرکــز تحق یقــات کشــاورزي و منــابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاري میباشـد، انجـام شـد. قلعـهقـــارك در محـــدود ة 50 درجـــه و 56 دقیقـــه و 46 ثانیـــه طول شرقی و 32 درجه و 18 دقیقه و 17 ثانیه عـرض شـمال ی واقــع شــده اســت. متوســط ارتفــاع از ســطح دریــا در ایــن منطقه 2173 متر مـ یباشـد. تیـ پ گیـ اهی منطقـه مـورد مطالعـه

Acanthophyllum microcephalum- Nepeta glomerulosa – م یباش د. متوس ط بارن دگی س الیانه در Hertia angustifolia .منطقه مورد مطالعه 350 تا 400 میلیمتر میباشد

روش انجام مطالعه
ب راي مقایس ه و تحلی ل روشه اي مختل ف ارزی ابی الگ وي پ راکنش ،ی ک مک ان مرتع ی ک ه ب ه لح اظ ش رایط پوش ش گی اهی (گون ه غال ب، می زان پوش ش ت اجی و…) و م دیریتی همگــن بــود انتخــاب گرد یــد. از جملــه گونــه هــاي غالــب منطقــۀ مرتعــی مــورد مطالعــه مــیتــوان بــه گونــههــاي Hertia angustifolia (DC.) ،Nepeta glomerulosa Boiss O.Kuntze وAcanthophyllum microcephallum Boiss اشاره نمود که بهعنوان گونـه هـا ي هـدف انتخـاب شـدند. در منطقـهمطالعاتی، سطح نمونهبرداري بهصورت تصادفی انتخاب گردیـ د و نمون هب رداري ب هروش تص ادفی – سیس تماتیک در امت داد 4 ترانســکت 50 متــري (دو ترانســکت در جهــت شــیب و دو ترانسکت عمود بـر جهـت شـیب) انجـام شـد. در امتـداد هـرترانسکت 10 نقطه بـه فواصـل 5 متـر انتخـاب گردیـ د. بعـد ازانتخاب نقطهها، فاصله نقطه تا نزدیکترین گیاه، فاصله گیـ اه تـانزدیکترین همسایه و فاصـله نقطـه تصـادفی تـا دومـین گیـ اه نزدیک به آن اندازهگیري گردید. بهمنظور تعیین الگوي پـراکنشسه گونۀ مـورد بررسـی روش آنـال یز نقطـه اي و شـاخص هـا ي فاصلهاي مورد استفاده قرار گرفت.

آنالیز نقطهاي الگوي پراکنش
126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

بهدلیـ ل وسـعت منطقـه مطالعـاتی و عـدم امکـان انـدازهگیـ ري مختصات کلیه پایهها در این سطح، منطقه معرفـ ی بـه مسـاحت100 مترمربع ( ابعاد 10×10 متر) بـرا ي آنـال یز نقطـه اي الگـو ي پراکنش بـه صـورت تصـادفی انتخـاب گرد یـ د. محـل هـر پایـ ه H. angustifolia ، N.glomerulosa و A. microcephalumبهصورت یک نقطه و جداگانه با استفاده از مؤلفههـا ي طـول (X) و عرض (Y) در دستگاه مختصات بـا درنظـر گـرفتن نقطـه مبـدأ بـهمختصات( 0و0) در گوشه پـا یین سـمت چـپ هـر منطقـه معـرفمشخص گردید. بدین ترتیب محل اسـتقرار هـر پایـ ه از گونـه هـا ي مورد مطالعه بهصورت دقیق در دستگاه مختصـات برداشـت شـد وبهعنوان دادههاي خام ورودي در نرمافـزار 3.0ILWIS بـرا ي انجـامآنالیز نقطهاي الگوي پراکنش وارد گردید (شکل1). بهمنظور بررسـ ی اثر تغییر مقیاس بر تعیین الگوي پـراکنش پا یـ ههـا ي گیـاهی مـوردمطالعـــه عـــلاوه بـــر مســـاحت 10×10 متـــر، دو ســـطح
39
126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:29 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.37 ]

10×5 متر یـا 50 مترمربعـی و 5×5 متـر یـا 25 مترمربعـی نیـزانتخاب و نتایج تجزیه و تحلیل گردید. مختصات پایههـا ي سـهگونه مورد مطالعه برداشت شده از هر منطقه معرف بـه صـورتجدولی شامل مختصات طول و عرض جغرافیایی وقوع هر پایه ،به محیط نرمافزار ILWIS فراخوانده شد و سپس نقشه نقطـه اي پراکنش محل پایههاي مذکور تولید گردید. بـا اسـتفاده از آنـالیز نقط هاي الگ وي پــراکنش ایـن ن رمافــزار ک ه براســاس روش نزدیکترین همسایه، میانگین فاصله مـ ؤثر و میـ زان تجمـع نقـاطنسبت به یکدیگر تعریف شده است، پراکنش پایههاي گونههاي مورد مطالعه بررسی شد. پس از میانیابی و آنالیز مکـان ی نقـاطدر نرمافزار، خروجی به سه صورت نقشه، نمودارها و اطلاعات آماري قابل ملاحظه میباشند که در هر یک از مـوارد، مـیتـوانیکــی از الگوهــاي پــراکنش تصــادفی، مــنظم و یــا کپــهاي را تشخیص داد؛ بدین ترتیب که شاخص آماري پـ یشبینـ ی شـده
براي حالت تصادفی (CRS: Complete Randomness Spatial) بــا مقــدار مشــاهده شــده (Observed) مقایســه مــیگــردد. در صورتیکه بین مقادیر مشاهده شده و مقادیر پیشبینی شـده تفـاوتمعنیداري وجود نداشت ،یعنی پایهها از الگـو ي پـراکنش تصـادفی تبعیت میکنند و چنانکه مقدار CRS از مقدار مشـاهده شـده کمتـربود پراکنش پایهها یکنواخت و در غیر اینصـورت پـراکنش کپـهاي خواهد بود( 20). در نرمافزار دو تکنیک اساسی براي برآورد الگوي ۴۰
بومشناسي کاربردي/ سال پنجم / شمارهفدهم / پاييز ۱۳۹۵

شکل 1. نمایش چگونگی پراکنش پایههاي سه گونه در آنالیز پراکنش نقطهاي (مثلث: N. glomerulosa ، مربع: H. angustifolia و دایره A. microcephalum) در محدوده 100 مترمربع

پراکنش نقاط فراخوانده شـده اسـتفاده مـیگـردد؛ روش فاصـله تـا
نزدیکتـر ین همسـا یه (Distance to Nearest Neighbors :DNN) که براساس محاسبه فاصله بین پایههـا ي گیـ اهی تـا نزد یـ کتـر ین گی اه اط راف م یباش د و روش نزدیکت رین همس ایۀ واکنش ی (Reflexive Nearest Neighbors :RNN) که این روش بر ایـ ن مبنا است کـه در مرحلـه اول فاصـلهاي را از یـ ک پایـ ۀ گیـ اهی درنظر گرفته، اگر در این فاصله پایۀ گیـ اه دیگـر ي قـرار گرفـتاین دو پایۀ گیاهی بهعنوان نزدیکترین همسایۀ واکنشی انتخاب میگردد( 20).

شاخصهاي فاصلهاي تعیین الگوي پراکنش
با استفاده از دادههاي بـ هدسـت آمـده، شـاخصهـا ي فاصـله اي الگوي پراکنش (هولگیت، هاپکینز، جانسون و زیمر، هینز، مربع T و ابرهارت) محاسبه گردید .سپس مقدار بهدست آمده از هـریک از شاخصهاي فاصلهاي محاسـبه شـده در سـطح احتمـال 5 درصد با استفاده از روش آماري مربـوط بـه همـان شـاخصآزمون شد تا اخـتلاف هـر کـدام از الگـوي پـراکنش تصـادفی مشخص گردد (جدول 1).
بعد از جمعآوري آمار و اطلاعات با توجه به دامنـه مقـادیر ارائه شده براي شـاخص هـا (ابرهـارت و هـاپکینز)و هـم چنـین استفاده از آزمون آماري مناسـب ( مربـعT ، جانسـون و ز یمـر،
نزدیکترین گیاه تا گیاه اول بهروش مربع T میباشد.

هینــز و هولگیــت) نــوع الگــوي پــراکنش تعیــین شــد. بــراي تجزیــه و تحلیــل و تعیــین الگــوي پــراکنش از نــرمافزارهــاي Minitab 16 ، Ecological Methodology و ILWIS اســتفاده شد.

نتایج
تعیین الگوي پراکنش با استفاده از آنالیز نقطهاي پس از آنالیز دادههاي برداشت شده از هر منطقـه معـرف مـوردمطالعه( 100 مترمربعی) و ورود آنها بـه نـرم افـزار ILWIS، در نهایت سه سري اطلاعات خروجی بهدست آمد که نشـان دهنـد ة الگوي پراکنش تصادفی و کپهاي در گونههاي مورد بررسی بود .شکل 1 پراکنش کلیۀ پایههاي سه گونۀ مورد مطالعـه و مق یـ اس مطالعه را نشان میدهد. به علاوه در جدول 2 نتیجـ ۀ حاصـل ازمقایسۀ آماري مقادیر پـ یشبینـ ی شـده و مقـدار مشـاهده شـده

120396-1567486

جدول

1
.

شاخص
ها
ي

فاصله
ا
ي

الگو
ي

پراکنش

فرمول

معادله

شاخص

معادله
فرمول

شاخص

N
i
i
i
d
d
/
A
N





2
2
1
05

هولگ
شاخص

ی
ت

)
17
(
)
Mcmurry,
2000
(

E
S
I
()
X


2
1

شاخص

ابرهارت

)
Krebs,
1999
(

N

جدول

1

.



قیمت: تومان


پاسخ دهید