بومشناسي کاربردي/ سال پنجم / شمارهفدهم / پاييز ۱۳۹۵

بررسی الگوي پراکنش مکانی گونههاي گیاهی شاخص در گروههاي اکولوژیک
(مطالعه موردي: منطقه حفاظت شده مانشت ایلام)

مهدي حیدري1٭، حمدیه کریمیکیا1، علیاکبر جعفرزاده1 و مصطفی نادري1

(تاریخ دریافت: 22/1/1394 ؛ تاریخ پذیرش: 2/6/1395)

چكيده
723900818388

126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

ساختار جنگل يکي از عوامل کليدي در شناخت اکوسيستمهاي جنگلي است. يکي از مؤلفههاي اصلي ساختار توده جنگل نظم مکاني و موقعيت درختان در کنار يکديگر است. تحقيق حاضر، در منطقه حفاظت شده مانشت واقع در استان ايلام انجام شده است. بهمنظور تعيين گروههاي اکولوژيک و الگوي پراکنش مکاني گونههاي شاخص گياهي از روش قطعه نمونه با مساحت ثابت استفاده شد. براي جمعآوري اطلاعات ۱۲۵ قطعه نمونه مربعي شکل با مساحت ۴۰۰ مترمربع بهصورت تصادفي سيستماتيک در منطقه برداشت شد. با استفاده از آناليز دوطرفه گونههاي معرف( TWINSPAN) گياهي منطقه طبقهبندي شد و سپس تحليل الگوي مکاني با استفاده از شاخصهاي نسبت ميانگين به واريانس، موريسيتا و استاندارد شده موريسيتا محاسبه شد. نتايج نشان داد که چهار گروه اکولوژيک گياهي در منطقه قابل تشخيص است. همه شاخصها، الگوي کپهاي را براي گونههاي شاخص اين گروههاي اکولوژيک نشان دادند .نتايج اين مطالعه ميتواند اطلاعات مفيدي بهمنظور تشريح پايداري اين اکوسيستم با ارزش و پايش اقدامات حفاظتي و احيايي ارائه دهد.

واژههاي كليدي: گروههاي اکولوژيک ،گونههاي شاخص، منطقه حفاظت شده مانشت، الگوي پراکنش، جنگلهاي زاگرس

۱. گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزي، دانشگاه ايلام
* : مسئول مكاتبات، پست الكترونيكي: m_heydari23@yahoo.com
مقدمه
126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

بهرهوري پایدار از منابع جنگلی بعد از کنفرانس توسعه و محـ یط زیست سازمان ملـل متحـد در سـال 1992 در ریـ و بـه یکـ ی از اساسیترین مباحث جنگلداري در سطح دنیا تبدیل شد و تغییـ ر الگو از تمرکز بر پایداري تولید چوب به مدیریت پایـ دار جنگـل پدیدار شد که در برگیرنده کلیه مسائل اکولـوژ یکی، اقتصـاد ي و اجتماعی میباشد (34). بهطور کلی عناصر اصلی تولید کننده هر اکوسیستم، پوشش گیاهی و ترکیـب گونـه اي آن اسـت . مطالعـه پوشش گیاهی اولین قدم در راه شناخت دقیقتر هر اکوسیسـتم و نقطه شروعی براي مطالعات بعـدي اسـت زیـرا گیاهـان بهتـرین نماینده شرایط محیط از نظر فیزیکی و بیولـوژیکی هسـتند ( 13). اکوسیستمهاي جنگلی بهویژه گونههاي گیاهی و جانوري موجود در آن پیوسـته در اثـر فعال یـ تهـا ي مـد یریتی جنگـل از جملـه بهرهبرداري و عملیات پرورشی در حال تغییرند، به همـ ین دلیـ ل براي رسیدن به هدفهاي جنگلداري نوین به ابزاري نیاز اسـت که با استفاده از آن بتوان بـه تفـاوت میـ ان تـوده هـا و هـم چنـین تغییرات آن طی زمان پی بـرد (9). گونـه هـا ي کـف جنگـل کـهمشــخص کننــده شــرا یط رویشــگاهی نظیــر رطوبــت ، مــواد غذایی،pH خاك و همچنین شرایط آب و هوایی مشابه هسـتندبا همدیگر گروهی را ایجاد میکنند که بـه آن گـروه گونـه هـا ي اکولوژیک میگویند( 10). در همین راستا توصیف کمی ساختار جنگل یکی از مناسـب تـر ین ابزارهـا در مـد یریت نـو ین جنگـل درنظر گرفته میشود. در حقیقت ساختار تودة جنگلـ ی مؤلفـه اي مهم در شناخت و توصیف اکوسیستمهاي جنگلی اسـت (21) و کمیت و پراکنش مکانی درختان و همچنین ترکیب گونـه اي آنهـا اغلب با پایداري کارکردهاي اکوسیسـتم مـرتبط اسـت (2، 33 و 36). نظم مکـان ی موقعیـ ت درختـان ، الگـو پـراکنش گونـه هـا ي مختلف و تفاوت اندازه درختان، برخی از مؤلفههاي مهم ساختار تـوده هـا ي جنگلـ یانـد (21). یکـ ی از آشـکارتر ین جنبـه هـا ي ساختاري یک تودة جنگلی، الگوي مکانی یا نحوه توزیع درختان در آن است. فرآیندهاي اکولوژیک در بومسازگان جنگلی بهطـور مستقیم از الگوي مکانی درختان و محدودیتهـا محیطـ ی ماننـد ۶۶
توپوگرافی و اقلیم تأثیر میپذیرند. مطالعه در زمینه روابط متقابل تراکم درختان و شرایط محیطی میتواند آگاهی مدیران جنگل را درباره فرآیندهاي تشکیل دهنده این الگوهـا افـزایش دهـد و در نتیجه، درك بهتري از اینکه ایـ ن اکوسیسـتم هـا چگونـه توسـعه مییابند و حفظ میشوند فراهم کند (19). اگر چـه جنگـل هـا ي زاگرس از نظر تولیـ د چـوب (محصـول اصـل ی جنگـل ) مطـرح نیستند اما از جنبـه هـا ي زیسـت محیطـ ی، حفاظـت منـابع آب و خاك، پناهگاه حیات وحش و تولیـ د محصـولات فرعـ ی متنـوع ، نقش انکارپذیري در پایداري اکوسیستم و معیشـت سـاکنان ایـ ن مناطق ایفـا مـ یکننـد (12). الگـو ي مکـان ی درختـان در جنگـل ، مشخصه مهمی در درك پویایی اکوسیستم جنگل میباشد (17 و 38) که بر استقرار، رویش، رقابت، تجدید حیات، مـرگ و میـ ر، استفاده از منابع، ایجاد روشـنه و در نهایـ ت توسـعه زیراشـکوب جنگل تأثیرگذار است. الگوي مکانی درختان ابتدا با توزیع بذر و تغییرات مکانی تجدید حیات و زندهمانی اولیه آنها تعیین میشود (32) و سـپس تحـت تـ أثیر شـرا یط محیطـ ی از قبیـ ل خـاك ، توپوگرافی، رقابت، گذشـته تـوده ، طوفـان هـا و طغیـ ان آفـات و بیماريها قرار میگیرد. بنابراین بهطوريکه ملاحظه میشود ایـ ن ارتباط دو سویه است. بهطور کلی سه نوع الگـو ي مکـان ی اصـل ی در طبیعت وجود دارد: خوشهاي یا تجمعی، منظم یا یکنواخت و تصـادف ی. آگـاه ی از الگـو ي مکـان ی درختـان در تـوده جنگلـ ی میتواند در موارد زیر مفید باشد (25 و 35):

1- درك ارتبـاط درون گونـه اي و بـ ین گونـه اي درختـان در جنگل 2- اتخاذ شیوههاي جنگلشناسی بـا الهـام از فرآینـد هـاي طبیعـ ی در جنگـل 3- انتخـاب روش آمـاربردار ي در جنگـل 4- بهبود مدلهاي پویایی توده با درنظر گرفتن رقابتهاي درون گونهاي و بین گونـه اي. از روشهـا ي آنـال یز الگـو ي مکـانی کـه شاخهاي از آمار مکانی است میتوان بـرا ي کمـ ی کـردن الگـوي مکانی جوامع گیاهی استفاده کرد (16). مطالعـه الگـو ي پـراکنش مکانی گیاهان یکی از جنبههاي اکولوژي گیاهی است که بررسـ ی آن در جوامع گیاهی بهمنظور درك و شناخت بهتـر ایـ ن جوامـع بوده است (17) و از اقدامات اولیه براي درك بسیاري از مسـائل در اکولـوژ ي و مـد یریت جنگـل اسـت (27). بنـابرا ین شـناخت الگوي پراکنش مکـان ی مـ یتوانـد کلیـ د راهنمـا یی بـرا ي اعمـالدخالتهاي مدیریتی بهمنظور حفظ، احیـ اء و توسـعه ایـ ن منـابع ارزشمند در راستاي توسعه پایدار باشد.
پوربابایی و همکاران در جنگـل هـا ي اسـتان گـ یلان الگـو ي پـراکنش مکـان ی کرکـف را بـه صـورت کپـه اي (4)، بصـ یري و همکاران در جنگلهاي شمال مریوان (قامیشله) الگـو ي پـراکنش مکانی درختان را بهصورت کپهاي (3)، صفري الگـو ي پـراکنش مکانی بنه و بلوط ایرانی را با استفاده از شاخصهاي قطعه نمونه به شکل کپهاي و با شاخصهاي فاصلهاي نیز کپهاي و در برخـ ی آنها کپـه اي متمایـ ل بـه تصـادف ی معرفـ ی نمـود (8). شهسـواري میرکویی و همکاران الگوي مکانی خشکهدارهـا را در تـوده هـاي مدیریت شده و مدیریت نشده، جنگلهاي خیـرود کنـار نوشـهر بررسی و به الگوي کپهاي دسـت یافتنـد (7). نتـا یج آنـال یز الگـو مکانی گونهها درختی در تحقیق نوري و همکاران نیـ ز نشـان داد الگو پراکنش گونههاي راش، ممـرز ، توسـکا بـه صـورت کپـه اي است (14). ماسندل و کلینرت، الگـوي پـراکنش درختـان بلـوطاروپایی را در داخل یک توده کـاج جنگلـی در آلمـان ، تصـادفیتعیین کردند (28). گیلز و مـاچن، الگـوي پـراکنش گونـه پیـ رو (Juniperus communis) را کپهاي تشخیص دادند و علت آن را زادآوري طبیعی گیاه دانستند (18).
ابراهیمی و پوربابایی تـأثیر حفاظـت بـر الگـوي پـراکنشمکانی درختان غالب در جوامع راش (مطالعه موردي: ماسـالگیلان) را بررسی و نشان دادند که تمامی شاخصهـا ي قطعـهنمونهاي براي گونههاي غالب در دو منطقـه الگـوي کپـه اي را پیروي میکنند (1).
پوربابایی و همکـاران ارتبـاط بـین خصوصـیات فیزیکـی و شیمیایی خاك و پراکنش گیاهان مرتعی را در مراتـع شهرسـتاندیواندره کردستان بررسی کردند. نتایج حاصـل از خوشـه بنـد ي نشان داد که چهار گـروه اکولوژیـک در منطقـه قابـل تشـخیصمیباشد. مهمترین خصوصیات فیزیوگرافیـک و خـاکی در ایـنجوامع ازت، پتاسیم، کربن آلی، درصد ماده آلی، اسیدیته، درصد
پراکنش

رطوبت اشباع، بافت خاك و هدایت الکتریکی، ارتفاع از سـطحدریا، جهت و شیب معرفی شد( 5)
لامونت و فوکس، الگـوي مکـانی بیشـتر درختـان آکاسـیا در استرالیاي غربی را در دو قسمت، یکی بـین تـوده هـاي درختـی و دیگري داخل هر کپه از درختان بررسی کردند و به این مطلب پـی بردند که خشکسالی و چراي دام در هر دو محدوده بـر نـوع الگـو تأثیر میگذارد (24). ارتباط بین گـروه هـا ي اکولوژیـک گیـاهی و خصوصیات خاك در جنگلهاي خزري مورد بررسی قرار گرفـت و چهار گروه اکولوژیک گیاهی تفکیک شد( 10).
با وجود مطالعات مختلفی که در زمینه الگوي پراکنش انجام شده است( 1، 3، 5 و 14) در این مطالعه با رویکردي جدید بررسی الگوي پراکنش مکانی گونههاي گیاهی شاخص در گروههاي اکولوژیک مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به اهمیت جنگلهاي زاگرس از یک سو و اهمیت مطالعۀ الگوي پراکنش مکانی بهعنوان معیاري براي مدیریت و پایش جنگل از سویی دیگر، این تحقیق با هدف بررسی الگوي مکانی گونههاي شاخص گروههاي اکولوژیک در منطقه حفاظت شده مانشت انجام شده است.

مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

این بررسی در منطقه حفاظت شده مانشت واقع در شمال شرقی استان ایلام صورت گرفته است. وسـعت منطقـه مـورد مطالعـه1174 هکتار بوده و در مختصات جغرافیایی ’18 °46 تا ’46 °46 طول شرقی و ’36 °33 تا ’45 °33 عرض شمالی واقـع گرد یـ ده است. م یـانگین بارنـدگی سـالیانه 632 میلـی متـر و هـم چنـین متوسط دماي سالیانه 8/9 درجـه سـانتی گـراد اسـت . حـداقل مطلق دما 15- درجه سانتیگراد در بهمن ماه و ماکزیمم مطلق سالیانه 47 درجه سانتیگراد است. منطقه مورد بررسی در دامنه ارتفاعی 1400 متر تا حدود 2600 متـر گسـترش داشـته و ازنظر سازند زمینشناسـ ی شـامل دو سـازند آسـماري و پابـدهمیباشد (شکل 1).

126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

نمونهبرداري پوشش گیاهی
پس از جنگل گردشی و شناسایی منطقه اقدام به تیپبنـد ي پوشـشگیاهی با توجـه بـه سـیماي ظـاهر ي گونـه هـا ي غالـب درختـی و درختچهاي گردید. با اسـتفاده از روش کـربس( 19) حـداقل تعـدادقطعات نمونه مورد نیاز محاسبه شد و همچنین با بهکـارگ یري روش حداقل سطح با استفاده از پلاتهاي حلزونی و منحنی سـطح/گون ه ،مساحت قطعات نمونه تعیین گردید (31). بهمنظور بررسی و تعیـی ن گروههاي اکولوژیـ ک گیـ اهی 125 قطعـه نمونـه مربعـی شـکل بـهمساحت 400 مترمربع بهصورت تصـادف ی- سیسـتمات یک در منطقـهبرداشت شد. در داخل هـر قطعـه نمونـه حضـور یـ ا عـدم حضـورگونهها، تراکم، فراوانی و درصد تاج پوشش آنها ثبت گردید.

تعیین گروههاي اکولوژیک گیاهی
بهمنظور تعیین و مطالعه گروههاي اکولوژیک گیـاهی ، اطلاعـات ۶۸

شکل 1. موقعیت منطقه مورد مطالعه
پوشش گیاهی حاصل از 125 قطعه نمونه با استفاده از نـرم افـزار PC-ORD (26) و به کمک آنـالیز دو طرفـه گونـه هـا ي معـرف
(TWINSPAN) مورد تجزیه و تحلیل قـرار گرفـت. ایـ ن روش نوعی طبقهبندي چند صفتی است کـه در حـال حاضـر بـهطـورگسترده مورد استفاده قرار میگیرد (11).
اساس TWINSPAN بر مقایسـه قطعـات نمونـه براسـاس وجود یا عدم وجود گونهها و نیز فاکتوري به نام شبه گونه است. قطعاتی که بیشترین شباهت را دارند در کنـار هـم قـرار گرفتـه و یک گروه اکولوژیک را بهوجود میآورند( 10).

پردازش و آنالیز دادهها
در این مطالعه بهمنظـور بررسـی الگوهـاي پـراکنش درختـان ازروش متداول در مطالعات جنگل و الگوي پراکنش مکانی یعنـ ی روش قطعه نمونه با مساحت ثابت استفاده شد .بهمنظـور تعیـینالگوي پراکنش بلوط ایرانی در منطقه مورد مطالعه ،شاخصهاي مربوط به الگوي پراکنش از رابطه 1 محاسبه گردید:

S2 [1]
X
I: شـاخص پـراکنش، 2S: وار یـانس تعـداد درخـت در قطعـات

نمونه، X : میانگین تعداد درخت در قطعات نمونه. این نسـبتیکی از قدیمیترین و از سادهترین معیارهاي سـنجش پـراکنشمیباشد .که معمولاًمعمولا مبتنی بر مشاهداتی است که در یک آرا یـش تصادفی با توزیع پواسن توصیف میشود. اگـر وار یـ انس برابـرمیانگین باشد، مقدار نسبت برابر یک خواهـد بـود، کـه در ا یـن حالت جمعیت مـورد بررسـی داراي الگـو ي پـراکنش تصـادفی خواهد بود و اگر نسبت واریانس به میانگین کمتر از یک باشـدجمعیت داراي الگوي پراکنش یکنواخـت و اگـر بیشـتر از یـ ک باشد داراي الگوي پراکنش تجمعی (کپهاي) خواهد بود (6). بـااستفاده از آزمون کاي اسـکو ئر انحرافـات معنـیدار (I) از عـددیک آزمون میشود (رابطه 2 و 3):
X2  I(n1)

X00252/ X X2  00752/

آنگاه: فرض الگوي پراکنش بهشکل غیرتصادفی رد میشـود . در غیر اینصورت فرض غیرتصادفی بودن الگوي پراکنش پذیرفتـهمیشود. آزمون دیگر که بههمین منظور و در نمونههـا ي بـزرگاستفاده میشود، مقدار d است که بهسـمت توز یـ ع نرمـال م یـ ل میکند (رابطه 4):
331026-63483

d  2×2  2(n 1 1) [4]
اگر 96/1|d|< باشد، پـراکنش تصـادفی اسـت (05/0P > ). اگـر 96/1-d < پراکنش یکنواخت، و اگر 96/1d > باشـد، پـراکنشبه شکل کپهاي خواهد بود (3، 6 و 22).
شاخص پراکنش موریسیتا: موریسـ یتا در سـال 1962 شـاخصزیر را براي بررسی پراکنش افراد ارائه کرد (رابطه 5):
Id  n  X22 XX [5]
( X)
Id: شاخص پراکنش موریسـیتا،n : انـدازه نمونـه، ΣΧ: مجمـوع
پراکنش

اعداد کـوادر اتهـا (…+3×1+x2+x) و 2ΣΧ: مجمـوع مربعـاتاعــداد کــوادراتهــا (…+23×21+x22+x). مقــدار مــورد انتظــار
شاخص پراکنش موریسیتا براي حالتهاي آرایش تصادفی برابر
 n-1 
64475068393

یک، براي حالت حداکثر یکنواختی برابر X-1-1 و بـرا ي

حــداکثر تجمــع (کپــهاي) برابــر n مــیباشــد (4، 12 و 22). موریسیتا براي آزمون فرض تصادفی بودن پراکنش روند زیـ ر را پیشنهاد کرد (رابطه6):
X2  I (d x  1) n x [6]
df  n 1
df در این رابطه همان درجه آزادي میباشد .براي آزمـون تصـادفی بودن پراکنش درختان توده مورد بررسـ ی، کـا ي اسـکو ئر محاسـبهشده از رابطه موریسیتا با کاي اسکوئر جدول مقایسه میگردد. اگر کاي اسکوئر محاسبه شـده کمتـر از کـاي اسـکو ئر جـدول باشـد،تصادفی بودن پراکنش افراد (درختـان) پذ یرفتـه مـیشـود. در غ یـ ر اینصورت تصادفی بودن پراکنش افراد رد میشود( 4، 12 و 22).
شاخص اسـتاندارد شـده موریسـ یتا: بـا قـرار دادن شـاخصموریسیتا در یک مقیـ اس مطلـق از 1- تـا 1+ اصـلاحات ی در آن ایجاد شده است. پس از محاسبه شاخص موریسیتا، دو شـاخص مهم تحت عنوان شاخص یکنواختی و شـاخص تجمـع محاسـبه میشود. شاخصهاي یکنواختی و تجمع به ترتیب مطابق روابـط
7 و 8 محاسبه میشود:
Mu  x09752/ ( X )ni 1Xi [7]
41443597283

MC  X00252/ ( X )ni 1Xi [8]
126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]

براسـاس ایـ ن دو شـاخص و مقـدار Id شـاخص اسـتاندارد شـده موریسیتا محاسبه میشود. Ip شاخص پراکنش اسـتاندارد موریسـ یتا میباشد که مقدار آن بین 1- تا 1+ بهدست میآیـ د. بـرا ي الگـو ي پ راکنش تص ادفی مق دار آن براب ر ص فر، ب راي الگ وي ح داکثر یکنواختی برابر منهاي یک و براي حـداکثر تجمـع (کپـه اي) برابـریــک مــیباشــد (4 و 22). بــراي تجزیــه و تحلیــل دادههــا از نرمافزارهايEcological Methodology و PC-ORD استفاده شد.

126873867918

Downloaded from ijae.iut.ac.ir at 16:09 IRST on Saturday October 28th 2017 [ DOI: 10.18869/acadpub.ijae.5.17.65 ]



قیمت: تومان


پاسخ دهید