بررسی امکان به کارگیری سرخس ها به عنوان شاخص زیستی شرایط رویش گاهی در جنگل های شمال ایران(مطالعه موردی: خیرودکنار نوشهر)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشکده محیط زیست و انرژی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران*( مسوول مکاتبات).

2 دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران.

3 استادیار، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه ارومیه.

4 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.

چکیده

زمینه و هدف: تحقیق حاضر با هدف بررسی امکان به کارگیری سرخس ها به عنوان معرف زیستی شرایط رویش گاه و تعیین مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خاک مؤثر بر دامنه پراکنش عناصر رویشی در جنگل آموزشی پژوهشی دانشگاه تهران در منطقه نوشهر انجام پذیرفت.
روش بررسی: برای این منظور از روش نمونه برداری انتخابی برای تعیین محل قطعات نمونه استفاه شد و در مجموع 55 قطعه نمونه از منطقه مورد بررسی برداشت گردید. به منظور برداشت فلورستیک، در اشکوب علفی، قطعات نمونه مربعی شکل به مساحت 100 متر مربع تعیین و پوشش علفی با استفاده از جداول تغییر یافته براون بلانکه ثبت گردید. در مرکز و هم چنین چهار گوشه قطعات نمونه، از عمق 20-0 سانتی متری افق سطحی خاک، نمونه های خاک برداشت شد و مهم ترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک (رطوبت اشباع، اسیدیته، بافت خاک، آهک، فسفر قابل جذب، درصد ازت کل، پتاسیم تبادلی، درصد ماده آلی) و عوامل فیزیوگرافی( ارتفاع، شیب و جهت) مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تجزیه و تحلیل داده های پوشش گیاهی و تعیین ارتباط بین پوشش رستنی(علفی) و متغیر های محیطی از آنالیزهای مختلف (آنالیز خوشه ای،آنالیز تطبیقی قوس گیری شده[1] و آنالیز تطبیقی متعارفی[2]) استفاده شد.
یافته ها: نتایج نشان داد که از بین عوامل مختلف فیزیوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا)، عامل شیب از مهم ترین عوامل فیزیوگرافی در استقرار گونه هایی نظیرPhylitis scolopendrium وPolystichum aculeatum و در صورت عدم حضور دو گونه Peteridum aquilinum ، Pteris cretica عامل جهت مهم ترین عامل در استقرار گونه Asplenium adiantum مطرح می­باشد.
بحث و نتیجه گیری: گونه­های Athyrum filix- femina، Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum در مناطقی که مقادیر متغیرهای اسیدیته، ماده آلی و درصد شیب، زیاد باشد مشاهده می­شوند. به عبارت دیگر استقرار گونه­های سرخس ماده، زنگی دارو و سرخس خاردار،  تحت تأثیر سه عامل محیطی اسیدیته، ماده آلی و درصد شیب می­باشند. هم چنین گونه Belechnum Spicant در مناطقی که از نظر بافت خاک سبک (شنی) باشند و گونه­های  Asplenium adiantum-nigrum  و Polystichum aculeatum در خاک هایی با بافت سنگین (رسی) دیده می­شوند



5- DCA


6- CCA

کلیدواژه‌ها


 

 

 

 

 

علوم و تکنولوژی محیط زیست ، دوره شانزدهم، شماره ویژه 93

 

بررسی امکان به کارگیری سرخس ها  به عنوان شاخص زیستی شرایط

رویش گاهی در جنگل های شمال ایران(مطالعه موردی: خیرودکنار نوشهر)

 

مهتا غلامحسین*[1]

mahta_121@yahoo.com

اسداله متاجی[2]

جواد اسحاقی راد[3]

فهیمه سلیم پور[4]

تاریخ دریافت:10/8/90

تاریخ پذیرش:20/12/90

 

چکیده

زمینه و هدف: تحقیق حاضر با هدف بررسی امکان به کارگیری سرخس ها به عنوان معرف زیستی شرایط رویش گاه و تعیین مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خاک مؤثر بر دامنه پراکنش عناصر رویشی در جنگل آموزشی پژوهشی دانشگاه تهران در منطقه نوشهر انجام پذیرفت.

روش بررسی: برای این منظور از روش نمونه برداری انتخابی برای تعیین محل قطعات نمونه استفاه شد و در مجموع 55 قطعه نمونه از منطقه مورد بررسی برداشت گردید. به منظور برداشت فلورستیک، در اشکوب علفی، قطعات نمونه مربعی شکل به مساحت 100 متر مربع تعیین و پوشش علفی با استفاده از جداول تغییر یافته براون بلانکه ثبت گردید. در مرکز و هم چنین چهار گوشه قطعات نمونه، از عمق 20-0 سانتی متری افق سطحی خاک، نمونه های خاک برداشت شد و مهم ترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک (رطوبت اشباع، اسیدیته، بافت خاک، آهک، فسفر قابل جذب، درصد ازت کل، پتاسیم تبادلی، درصد ماده آلی) و عوامل فیزیوگرافی( ارتفاع، شیب و جهت) مورد بررسی قرار گرفتند. به منظور تجزیه و تحلیل داده های پوشش گیاهی و تعیین ارتباط بین پوشش رستنی(علفی) و متغیر های محیطی از آنالیزهای مختلف (آنالیز خوشه ای،آنالیز تطبیقی قوس گیری شده[5] و آنالیز تطبیقی متعارفی[6]) استفاده شد.

یافته ها: نتایج نشان داد که از بین عوامل مختلف فیزیوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا)، عامل شیب از مهم ترین عوامل فیزیوگرافی در استقرار گونه هایی نظیرPhylitis scolopendrium وPolystichum aculeatum و در صورت عدم حضور دو گونه Peteridum aquilinum ، Pteris cretica عامل جهت مهم ترین عامل در استقرار گونه Asplenium adiantum مطرح می­باشد.

بحث و نتیجه گیری: گونه­های Athyrum filix- femina، Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum در مناطقی که مقادیر متغیرهای اسیدیته، ماده آلی و درصد شیب، زیاد باشد مشاهده می­شوند. به عبارت دیگر استقرار گونه­های سرخس ماده، زنگی دارو و سرخس خاردار،  تحت تأثیر سه عامل محیطی اسیدیته، ماده آلی و درصد شیب می­باشند. هم چنین گونه Belechnum Spicant در مناطقی که از نظر بافت خاک سبک (شنی) باشند و گونه­های  Asplenium adiantum-nigrum  و Polystichum aculeatum در خاک هایی با بافت سنگین (رسی) دیده می­شوند.

 

واژه های کلیدی: معرف زیستی، پوشش علفی، سرخس، خیرودکنار

 

مقدمه

 

حفاظت از زیست کره که جنگل بخشی از آن را شامل می شود ممکن نیست. مگر با بررسی های علمی و همه جانبه . از این رو با شناخت اکوسیستم ها و مطالعه بوم شناسی منابع و محیط، می توان توازنی بین تولید و بهره برداری ایجاد کرد (1). با توجه به نقش رستنی ها در طبیعت و تعادل اکوسیستم های طبیعی، درک و فهم روابط موجود بین گیاهان و عوامل محیطی برای حفظ ثبات و پایداری در آنها ضروری است. در ارتباط با مدیریت و حفاظت از اکوسیستم های طبیعی، شناخت و بررسی پوشش گیاهی بسیارمهم است (2). پوشش گیاهی می تواند بازگوکننده بسیاری از عوامل محیطی (میکرو کلیما، خاک، نور و فیزیوگرافی) باشد که اندازه گیری آن ها مشکل و پرهزینه است(3). با مطالعه پوشش گیاهی و عوامل مختلف محیطی هم چون فیزیوگرافی، خاک و اقلیم می توان به پایداری جوامع گیاهی و همبستگی این عوامل با پوشش گیاهی پی برد که این مساله از جهت توسعه و احیای جوامع جنگلی بسیار مهم و کاربردی است (4). به طور کلی پراکنش هر گونه گیاهی در محدوده های جغرافیایی خاصی امکان پذیر است، زیرا هر گونه گیاهی احتیاجات محیطی ویژه ای دارد که اگر قرار باشد در یک منطقه معین رشد و تولید مثل کند. باید این احتیاجات تأمین گردد (5). با توجه به این که حضور یک گونه گیاهی در یک رویش گاه به معنی تأمین نیازمندی های آن از جهات دما، نور، رطوبت و مواد غذایی می باشد دامنه چنین شرایطی، دامنه بوم شناختی آن گونه را تعیین می کند. در صورت شناخت دامنه بوم شناسی گونه، حضورش در یک رویش گاه ویژه با تعیین شرایط رویش گاهی (خاکی- اقلیمی) آن قابل پیش بینی است و بالعکس می توان با حضور یک گونه در یک رویش گاه به طور غیر مستقیم به شرایط رویش گاهی پی برد (6). توجه به این نکته اهمیت دارد که تنها گونه هایی قابلیت پیش بینی شرایط رویش گاهی را دارا می باشند که دارای دامنه بوم شناسی محدودتری مخصوصاً در شرایط محیطی با مقیاس محلی [7]هستند که به این گونه ها معرف گفته می شود. عناصر رویشی علفی کف جنگل معرف حساسیت بیشتری به تغییرات شرایط محیطی به ویژه شرایط خاکی داشته و می توانند به عنوان یک معرف زیستی عمل نمایند (7) و بسیاری از عناصر خاکی را به صورت یکپارچه نشان دهند. اندازه گیری مستقیم بسیاری از فاکتور های خاکی مستلزم هزینه و زمان زیاد بوده و نیز تفسیر نتایج مربوط به یک عامل در نتیجه اثر متقابلش با سایر عوامل، مشکلاتی را به همراه خواهد داشت. این  در حالی که با به کارگیری سرخس ها به عنوان یک معرف زیستی می توان یک سنجش مناسب و کم هزینه از شرایط رویش گاهی به ویژه شرایط خاکی را فراهم نمود (8). لذا با توجه به اهمیت مواردی که در بالا ذکر شد، در این تحقیق اهداف ذیل مد نظر قرار گرفت تا بتوان دید گسترده تری در منطقه مورد مطالعه و کاربری های احتمالی که در منطقه انجام خواهد شد. به دست آورد:

ـ  بررسی امکان بکارگیری سرخس ها به عنوان شاخص زیستی

شرایط رویشگاهی.

ـ تعیین مهم ترین خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک موثر

بر دامنه  پراکنش  عناصر رویشی منطقه مورد مطالعه.

 

مواد و روش ها

منطقه مورد مطالعه: بخش نمخانه قسمتی از حوضه آبخیز رودخانه خیرودکنار می‌باشد. مساحت آن در حدود 750 هکتار بوده و دارای 27 پارسل می باشد. پایین ترین نقطه از سطح دریا 350 متر و مرتفع ترین نقطه 1250 متر ارتفاع دارد (شکل 1). سنگ ها از نوع آهکی و متعلق به دوران ژوراسیک است خاک های منطقه عمدتاً شامل تیپ های قهوه‌ای آهکی اسکلتی، قهوه‌ای کالسیک، قهوه‌ای جنگلی می باشد (9).

براساس طبقه‌بندی آمبرژه منطقه نوشهر در طبقه‌بندی اقلیمی خیلی مرطوب و با زمستان‌های خنک می باشد (10). میانگین درجه حرارت سالیانه 3/15درجه سانتیگراد بوده که گرمترین ماه سال تیر و مرداد و سردترین ماه سال، بهمن ماه می باشد. میزان بارندگی سالیانه در منطقه 1300 میلی متر بوده که حداقل آن در تیر ماه و حداکثر آن در مهر ماه است (1). در تهیه طرح نمونه بخش نمخانه چهار تیپ بلوط – ممرز، راش- ممرز، راش مخلوط و راش تیپیک مطرح شده است (11).

 

 

 


 


شکل 1- نقشه موقعیت سری نمخانه و مناطق مورد بررسی در داخل سری

 


روش مطالعه، نمونه برداری و آنالیز داده ها

گیاهان علفی: به منظور نمونه برداری پوشش گیاهی با تعیین روش سطح حداقل که در تحقیقات قبلی100 متر مربع تعیین شده بود (1)، تعداد 55 قطعه نمونه مربعی شکل به طور انتخابی در منطقه مشخص شدند. ابتدا ویژگیهای فیزیوگرافی رویشگاه از جمله ارتفاع از سطح دریا با استفاده از آلتیمتر، شیب و جهت با استفاده از شیب سنج و قطب نما در هر یک از قطعات نمونه اندازه گیری شدند. سپس با شناسایی گونه های علفی موجود در قطعات نمونه درصد حضور هر یک از گونه ها به طور مجزا تعیین گردید. جهت جغرافیایی به منظور به کارگیری در آنالیزهای چند متغیره به کمک رابطۀ (Cos(45-A)+1) کمی شد (12)، که در این رابطه A = مقدار آزیموت جهت است. برای ثبت مشخصه های پوشش گیاهی در هر قطعه نمونه بر اساس ضرایب فراوانی-  چیرگی(1932)   Braun- Blanquet استفاده شد.

خاک: از آنجایی که در یک اکوسیستم جنگلی بین جوامع گیاهی و شرایط خاک رابطۀ متقابل و مشترکی وجود دارد و این رابطه یک سویه نمی باشد بر این اساس همزمان با برداشت سرخس ها از قطعات نمونه انتخابی در مرکز و چهار گوشه قطعات نمونه مربعی شکل نمونه های خاک از افق سطحی cm20-0 برداشت شدند. مشخصه های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت خاک (درصدهای رس، سیلت و شن)، رطوبت اشباع، آهک، pH ، نیتروژن کل، فسفر، و پتاسیم قابل جذب و درصد ماده آلی در آزمایشگاه اندازه گیری شدند. بافت خاک با روش هیدرومتری، رطوبت اشباع به روش گل اشباع، آهک به روش کلسیمتری، pH  خاک با استفاده از  pHمتر، نیتروژن کل به روش کجلدال، فسفر قابل جذب به روش السن، پتاسیم قابل جذب با استفاده از دستگاه ICP و درصد ماده آلی به روش والکی بلاک مشخص شدند.

تجزیه و تحلیل های آماری: به منظور تعیین گروههای اکولوژیک از تجزیه و تحلیل خوشه ای استفاده شده است. این روش نوعی طبقه بندی به شیوۀ تجمعی است که ابتدا ماتریس فاصلۀ بین قطعات نمونه محاسبه شده، سپس بر اساس معیاری مشخص از فاصلۀ بین قطعات نمونه یا گروهها، دو گروه انتخاب و در هم ادغام می شوند. در این تحقیق برای اندازه گیری فاصلۀ بین قطعات نمونۀ جوامع گیاهی از روش سارنسون و جهت ادغام گروهها از روش Flexible beta استفاده شد (13).

پس از طبقه بندی  قطعات نمونه حاصل از تجزیه و تحلیل خوشه ای، با استفاده از آنالیز تطبیقی نااریب (DCA)Detrended Correspondance Analysis چگونگی پراکنش قطعات نمونه برداشت شده از جنگل حول محورهای حاصل از اجرای روش DCA و همچنین گونه های مختلف که تمایلی خاص به یک سمت از محورها نشان می­دهند، نشان داده شد. بر این اساس مجموعه قطعات نمونه­ای که در یک سمت محور تجمع پیدا کرده­اند دارای شباهت های بیشتری از نظر نوع گونه­های علفی و در نهایت شرایط اکولوژیکی حاکم در آنها نسبت به قطعات نمونه­های دیگری می­باشند که در ناحیه دیگری از محور تجمع پیدا کرده­اند. همچنین گرایش یک یا چند گونه علفی به سمت یک ناحیه مشخص نشان دهنده آن است که این گونه و یا گونه­ها در مجموعه قطعات نمونه­ای که در آن ناحیه قرار دارند غالبیت بیشتری دارند. در نهایت بر اساس میزان فاصله و اطلاعاتی که در خصوص خوشه ها حاصل گردید، گروه ها تفکیک شده است.

ارتباط بین پوشش گیاهی و متغیرهای محیطی اندازه گیری شده با استفاده از رسته بندی Canonical Correspondance Analysis (CCA) مشخص شدند. این روش رسته بندی در یک دستگاه مختصات و تحت یک سیستم فاکتوری، موقعیت نمونه های برداشت شده نسبت به متغیرها، اندازه گیری شده و نمایش داده می شوند (14). به عبارت دیگر این روش به طور همزمان متغیرهای محیطی و توزیع گونه های گیاهی را نمایش می دهد (15). طول بردار در ارتباط با هر محور نشان دهندۀ میزان همبستگی آن محور با متغیرهای مربوطه است. هر چه طول بردار مربوط به یک متغیر بزرگتر و فاصلۀ کمتری با یک محور داشته باشد، همبستگی بالاتری با آن محور دارد. ضمناً کلیه داده‌های خاک از جهت نرمال بودن مورد بررسی قرار گرفته و از روابط تبدیل داده‌ها در صورت لزوم استفاده شد. با توجه به متفاوت بودن واحدها و دامنه متغیرهای مختلف در ماتریس خام داده‌های متغیرهای محیطی بایستی داده‌ها استاندارد شوند. معمول‌ترین روش استاندارد کردن استفاده از میانگین صفر و واریانس واحد است. لازم به ذکر است که برای ورود اطلاعات از نرم‌افزار Excel و برای انجام تجزیه و تحلیل از نرم‌افزار4.17 Pc- Ord استفاده شد.

نتایج

 نتایج پوشش گیاهی منطقه: به طور کلی 56 گونه در قطعات نمونه ثبت گردیده که شامل 9 گونه سرخس می باشد. نام علمی گونه­های سرخس با درصد فراوانی آنها به شرح جدول 1 می باشد. همان طور که در جدول 1 مشاهده می­گردد گونه های سرخس ماده Athyrum filix- femina و سرخس نرDryopteris filix- mass در بیشتر قطعات نمونه حضور داشته و دارای بیشترین فراوانی در منطقه مورد مطالعه می­باشند. همچنین گونه­های Polypodium vulgare L. و Pteris cretica L. دارای درصد فراوانی بسیار کمی در قطعات نمونه بوده و به ترتیب در 2 و 3 قطعه نمونه مشاهده شدند.


 

جدول 1- فهرست نام علمی گونه­های مختلف سرخس در منطقه مورد مطالعه

درصد فراوانی

فراوانی

نام علمی

نام فارسی

ردیف

24/2

7

Asplenium adiantum-nigrum L.

سرخس سیاه

1

90/30

51

Athyrum filix-femina (L.) Roth

سرخس ماده

2

63/3

6

Belechnum spicant

سرخس شانه خرس

3

09/29

48

Dryopteris filix-mass (L.) Schott

سرخس نر

4

63/3

6

Peteridum aquilinium (L.) kuhn

سرخس عقابی

5

30/10

17

Phylitis scolopendrium (L.) Newn

زنگی دارو

6

21/1

2

Polypodium vulgare L.

سرخس بسفایج

7

15/15

25

Polystichum aculeatum (L.) Schott

سرخس خاردار

8

81/1

3

Pteris cretica L.

سرخس پنجه­ای

9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


نتایج مشخصه­های فیزیکی و شیمیایی خاک: پارامترهای

آماری مشخصه­های مختلف خاک در جدول 2 درج گردیده است.

 

جدول2- پارامترهای آماری مشخصه­های خاک اندازه­گیری شده مورد بررسی در منطقه مورد مطالعه

 

مشخصه

واحد

حداقل

حداکثر

میانگین

رس

درصد

21

55

96/37

سیلت

درصد

72/24

44/57

56/45

شن

درصد

28/9

34

39/16

رطوبت اشباع

درصد

96/49

99

59/66

آهک

درصد

63/0

88/1

11/1

اسیدیته

-

3/4

6

88/4

فسفر

ppm

92/1

95/39

51/8

ماده آلی

درصد

79/2

10/13

31/5

ازت

درصد

11/0

74/0

22/0

پتاسیم

ppm

10/0

29/2

67/0

ارتفاع

متر

850

1420

1122

شیب

درصد

0

08/80

28/34

جهت

-

0

2

34/0

 


طبقه بندی خوشه­ای پوشش گیاهی: شکل 2، دندروگرام حاصل از تجزیه و تحلیل خوشه ای مد Q را برای 55 قطعه نمونه نشان می دهد. بر این اساس قطعات  نمونه با شرایط فلوریستیک مشابه در کنار هم قرار گرفته و از سایر قطعات نمونه مجزا شده اند. بر اساس میزان فاصله و اطلاعاتی که در خصوص خوشه­ها حاصل ­گردید، سه گروه تفکیک شده است.

 

 

               شکل 2- دندروگرام حاصل از تجزیه و تحلیل خوشه ای داده های پوشش گیاهی در منطقۀ مورد مطالعه

 


نتایج تجزیه و تحلیل رسته بندی (DCA): شکل 3، نمودار رسته­بندی گونه­ها که حاصل از انجام آنالیز DCA می­باشد را نشان  می­دهد(محورهای اول و دوم). همانطور که در این شکل مشاهده می­گردد گونه های Pteris cretica ،Peteridum aquilinium ، Belechnum spicant، Asplenium adiantum- nigrum  و Polystichum aculeatum در سمت مثبت محور اول دیاگرام رسته بندی و گونه­های Polypodium vulgare  و Phylitis scolopendrium در سمت منفی محورهای اول و دوم دیاگرام رسته­بندی قرار گرفته اند. همچنین در سمت مثبت محور دوم دیاگرام، گونه­های Athyrum filix-femina  و Dryopteris filix-mass واقع شده­اند.

 

 

شکل3- نمودار رسته بندی گونه ها، حاصل از تجزیه و تحلیل DCA (محور های اول و دوم)

 

 

  شکل 4 نمودار رسته بندی قطعات نمونه، حاصل از آنالیز DCA را نشان می دهد که در آن گروه 1، در  سمت منفی محورهای اول و دوم قرار گرفته است. گروه 2 با سمت مثبت محور دوم و به صورت نواری به موازات محور اول قرار گرفته ­است. همچنین گروه 3 در مرکز دیاگرام دسته بندی واقع شده است.

 

 

 

شکل 4- نمودار رسته بندی قطعات نمونه، حاصل از تجزیه و تحلیل DCA (محور های اول و دوم).

 

 

شکل5- نمودار رسته بندی حاصل از آنالیز CCA گونه­های مختلف سرخس، (محورهای اول و دوم).

 

 

برای بررسی ارتباط بین عوامل محیطی و پوشش گیاهی از Canonical Correspondance Analysis استفاده شد. مقادیر ویژۀ محورهای اول تا سوم به ترتیب شامل 176/0 ،120/0 و 089/0 می باشد.

از خصوصیات مختلف فیزیکی و شیمیایی خاک و شرایط توپوگرافی، عوامل شیب، میزان درصد مواد آلی و میزان اسیدیته (pH) با جهت منفی محور اول همبستگی نشان می­دهند. از طرف دیگر میزان درصد شن نسبت به سمت مثبت محور دوم تمایل داشته و همبستگی معنی­داری را نشان می­دهد (شکل 5).

 

 

 

 

 

شکل6- نمودار رسته بندی حاصل از آنالیز CCA گونه های مختلف سرخس (محورهای اول وسوم).

 

 

در ارتباط با همبستگی متغیرهای محیطی و محورهای اول و سوم، عامل اسیدیته (pH)، بیشترین مقدار همبستگی را با سمت منفی محور اول نشان می دهد. همچنین عوامل شیب و درصد مواد آلی به ترتیب اولویت بعد از عامل اسیدیته ((pH ، بیشترین همبستگی را با محور اول نشان می­دهند. از بین گونه های مختلف سرخس مورد بررسی، گونه­های Athyrum filix-femina ، Polypodium vulgare ، Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum که در سمت منفی محور اول قرار گرفته اند تحت تأثیر عواملی نظیر اسیدیته (pH)، درصد ماده آلی و درصد شیب می باشند (شکل 6).

گونه Belechnum spicant که در سمت مثبت محور دوم قرار گرفته اند (شکل5) و  گونه­های  Polypodium vulgare، femina  -  Athyrum filix(ناحیه دوم) در راستای بردار افزایش درصد شن می­باشند، که این مطلب نشان دهندۀ حضور گونه های مذکور در قطعه نمونه هایی است که میزان درصد شن در آنها زیاد است. بنابراین مشاهدۀ این گونه ها، نشان دهندۀ شرایط بافت خاک سبک می­باشند. گونه های Asplenium adiantum  و Pteris cretica در جهت عکس این بردار و در سمت منفی محور دوم (ناحیه سوم و چهارم دیاگرام) قرار گرفته­اند. در نتیجه نشان دهنده خاک هایی هستند که دارای درصد شن کمترمی باشند. ­لذا این گونه­ها در خاکهای سنگین تر استقرار دارند. گونه های Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum در جهت بردار pH قرار دارند و بیانگر زیاد بودن اسیدیته خاک در رویشگاههای استقرار یافته هستند و گونه Dryopteris filix- mass که در خلاف محور pH است در مناطقی که دارای pH کمتر می باشند دیده می شوند. همچنین گونه های Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum در راستای بردار متغیر درصد مادۀ آلی قرار گرفته است. در نتیجه این گونه ها در مناطقی که درصد مواد آلی در آن زیاد می باشد دیده می شوند )شکل های 5 و 6).

 

 

 

 

شکل7- نمودار رسته بندی حاصل از آنالیز CCA (محورهای اول و دوم، عدم حضور

 دو گونه Pteris cretica و Peteridum aquilinum)

 

 

با توجه به شکل­های 5 و 6، در مورد گونه های Pteris cretica  و Peteridum aquilinumبایستی اذعان داشت این گونه ها از جمله گونه­هایی هستند که با فاصله زیاد از عوامل محیطی واقع شده­اند و به نظر می­رسد که در استقرار گونه­های نامبرده فاکتورهای محیطی دیگری اثرگذار باشند.

با توجه به مطلب بیان شده و ارائه نتایج دقیقتر، آنالیز CCA به صورت جزئی تر (partial) نیز انجام گرفت که برای این منظور دو گونۀ  Pteris cretica و Peteridum aquilinum حذف گردید. در رسته بندی آنالیز CCA انجام گرفته، فاکتورهای محیطی، درصد مواد آلی، اسیدیته (pH) و شیب (Slope) همبستگی مثبت و معنی داری با سمت مثبت محور اول نشان می­دهند (شکل7). محور دوم نیز همبستگی مثبت زیادی با درصد سیلت و همبستگی منفی با عوامل درصد رس و پتاسیم قابل جذب نشان می­دهد (شکل 7) . گونۀ Asplenium adiantum که در سمت منفی محورهای اول و دوم قرار گرفته تحت تأثیر عامل درصد رس می باشد. در نقطه مقابل آن گونۀ Belechnum spicant قرار دارد که در سمت مثبت محور دوم واقع شده و تحت تأثیر عامل درصد سیلت می باشد. استقرار گونۀ Polystichum aculeatum که در سمت مثبت محور اول قرار گرفته است تحت تأثیر عوامل اسیدیته (pH) ، درصد شیب، پتاسیم و درصد رس می باشد. گونه Athyrum filix- feminaمتأثر از عامل ماده آلی بوده و در قطعات نمونه­ای که درصد این عامل زیاد است، حضور دارد. گونه Dryopteris filix- massدر سمت منفی محور اول واقع شده و در قطعات نمونه­ای با درصد ماده آلی کم حضور یافته است.

 

 

 

 

شکل8- نمودار رسته بندی حاصل از آنالیز CCA (محورهای اول و سوم، عدم حضور دو گونه Pteris cretica و Peteridum aquilinum)

 

 

از بین مشخصه های فیزیکی شیمیایی خاک و  عوامل فیزیوگرافی، فسفر قابل جذب بیشترین همبستگی را با سمت مثبت محور سوم و عامل جهت بیشترین همبستگی را با سمت منفی محور سوم نشان می­دهد (شکل8). از بین گونه های مختلف سرخس، گونه Phylitis scolopendrium در ربع اول قرار گرفته که دارای ارزش مثبت زیاد در محور سوم و تحت تأثیر عامل فسفر است.

به طور کلی گونه هایی که در سمت مثبت محور اول واقع شده اند نظیر Polypodium vulgare ، Athyrum filix- femina  و polystichum aculeatum، تحت تأثیر عوامل اسیدیته (pH)، مواد آلی (OM) و شیب (Slope) قرار گرفته اند. گونه Asplenium adiantum نیز تا حدودی متأثر از عامل جهت نیز می­باشد (شکل های 7 و8).

نتایج گروههای اکولوژیک (بوم شناسی): قطعات نمونه گروه اول شامل 10 قطعه نمونه می­باشد. گونه Polypodium vulgare بیشترین درصد حضور را در این گروه دارا می­باشد. با توجه به این که گونه نامبرده متأثر از عوامل شیب (Slope)، اسیدیته (pH) ، ماده آلی (OM) و درصد شن (Sand) می­باشد و در قطعات نمونه ای که میزان این عوامل بالا است یافت می­شوند گروه اول نیز می تواند متأثر از عوامل ذکر شده باشد.

 

گروه دوم شامل 16 قطعه نمونه می­باشد و گونه معرف این گروه Peteridum aquilinumاست که بیشترین عامل تأثیرگذار بر روی آن، درصد شن است. در نتیجه این گروه نیز می تواند متأثر از این عامل محیطی ­باشد. گروه سوم شامل 29 قطعه نمونه است بوده که گونه های معرف این گروه می­توان به Asplenium adiantum (متأثر از عامل جهت) Athyrum filix aculeatum (متأثر از عامل درصد شن، ماده آلی، اسیدیته و شیب) Polystichum aculeatum که خود تحت تأثیر عوامل پتاسیم  و درصد رس است اشاره نمود(جدول3).

 

 

جدول 3- نتایج حاصل ازگروه های اکولوژیک (بوم شناسی)

 

ردیف

شماره گروه

بیشترین درصد حضور گونه های سرخس

درصد حضور

1

اول

polypodium vulgare

50

2

دوم

peteridum aquilinum

50

3

سوم

Asplenium adiantum

43

Athyrum filix femina

54

Polystichum aculeatum

40

 


بحث ونتیجه­گیری

 

طبقه بندی و گروه بندی اکولوژیک (بوم شناسی) رویشگاه های جنگلی از گذشته تا به امروز از مباحث اصلی مدیریت جنگل بوده است. از آنجایی که انتشار و توسعه پوشش گیاهی در طبیعت اتفاقی نبوده و تحت تأثیر عوامل مختلف (ادافیک، فیزیوگرافی، اقلیمی و...) می­باشند، بررسی این عوامل به منظور مدیریت مناسب و بهینه در مناطق جنگلی دارای اهمیت می­باشد.

طبقه­بندی پوشش گیاهی در منطقه مورد مطالعه منجر به تفکیک سه گروه اکولوژیک گردید. طبق بررسی انجام گرفته گونه­های Athyrum filix- femina (سرخس ماده) و Dryopteris filix- mass (سرخس نر) دارای بیشترین فراوانی در منطقۀ مورد مطالعه می باشند.

نتایج حاصل از آنالیز CCA در این تحقیق نشان داد که مهمترین عوامل ادافیک و توپوگرافی مؤثر در پراکنش گونه­های سرخسِ منطقۀ مورد مطالعه، عوامل درصد شن، درصد ماده آلی و میزان اسیدیته (pH) می­باشند. این بررسی نشان داد که هیچ یک از فاکتورهای محیطی مورد بررسی روی دو گونه Peteridum aquilinum و Pteris cretica اثرگذار نمی باشند در نتیجه به منظور ارائه نتایج دقیق تر آنالیز CCA به صورت جزئی تر (Partial) و با شرط عدم حضور دو گونه نامبرده انجام گرفت. نتایج نشان دادند که علاوه بر موارد یاد شده فاکتورهای محیطی دیگری نظیر درصد سیلت، پتاسیم، درصد رس و جهت اثرگذار می باشند.

معدنی­پور (1389)، درصد سیلت، اسیدیته (pH) ، ماده آلی، فسفر و پتاسیم قابل جذب را در پراکنش گونه­ها در جوامع  راش  جنگل  رامسر مهم  دانسته است (16). Ruggiero et al. (2002)، درصد رس، درصد سیلت، pH، پتاسیم و آلومینیوم را مهمترین عوامل محیطی در استقرار برخی از گونه­های گیاهی در جنگلهای خزان کننده معرفی نمودند (17). (2007) Amorin and Batalha، از بین عوامل محیطی؛ اسیدیته، کلسیم، فسفر قابل جذب و پتاسیم تبادلی را در تفکیک گروههای گیاهی در منطقه مورد مطالعه مهم دانستند (18). حیدری و همکاران (1388) از بین عوامل مختلف ادافیک، درصد ماده آلی، pH، ازت کل، درصد سیلت و درصد رطوبت اشباع را به عنوان مهمترین عوامل محیطی در استقرار گونه­های گیاهی غرب ایران معرفی کرده است (19). همانطور که ملاحظه می شود، با توجه به تفاوت مناطق بررسی شده و حضور گونه های گیاهی مختلف در تحقیقات یاد شده، از میان عوامل مختلف محیطی اندازه گیری شده، متغیر اسیدیته به عنوان عاملی مشترک و تأثیرگذار در استقرار گونه های گیاهی معرفی شده است.

نتایج این بررسی نشان داد که از بین عوامل مختلف فیزیوگرافی (شیب، جهت و ارتفاع از سطح دریا)، عامل شیب از مهم ترین عوامل فیزیوگرافی در استقرار گونه هایی نظیرPhylitis scolopendrium ، Polystichum aculeatum و در صورت عدم حضور دو گونه Peteridum aquilinum ، Pteris cretica عامل جهت مهم ترین عامل در استقرار گونه Asplenium adiantum مطرح می­باشد.

 (2004)Tsui  در تحقیق خود نشان داد که شیب و موقعیت های مختلف آن به طور معنی داری حرکت و تجمع مواد محلول خاک را تحت تاثیر قرار داده و منجر به تنوع در خصوصیات خاک می­شود (20).

 Baruch (2005) و زمانی (1375) تنها عامل ارتفاع از سطح دریا را  مهم ترین عامل فیزیوگرافی منطقه بیان می­کنند (21 و22).

در تحقیق انجام گرفته عامل ارتفاع از سطح دریا ، تاثیری بر روی گونه های سرخس موجود در منطقه نگذاشته است. که خود بیانگر حضور گونه های سرخس در یک دامنه وسیعی از تغییرات ارتفاعی (m1420 – 850) می­باشد.

 نتایج این تحقیق نشان داد که گونه­های Athyrum filix- femina، Phylitis scolopendrium و Polystichum aculeatum در مناطقی که مقادیر متغیرهای اسیدیته، مادۀ آلی و درصد شیب، زیاد باشد مشاهده می­شوند. به عبارت دیگر استقرار گونه­های سرخس ماده، زنگی دارو و سرخس خاردار،  تحت تأثیر سه عامل محیطی اسیدیته، مادۀ آلی و درصد شیب می­باشند. همچنین گونه Belechnum Spicant در مناطقی که از نظر بافت خاک سبک (شنی) می باشند و گونه­های Asplenium adiantum-nigrum  وPolystichum aculeatum   در خاکهایی با بافت سنگین (رسی) دیده می­شوند. 

به طور کلی هر گونه گیاهی با توجه به خصوصیات منطقه رویش، نیازهای اکولوژیک و دامنه بردباری با بعضی از خصوصیات خاک و شرایط فیزیوگرافی رابطه دارد، بنابراین نتایج بدست آمده در هر منطقه تنها قابل تعمیم به مناطق با شرایط مشابه است. با استفاده از آنالیزهای  چند متغیره (CCA , DCA) و به دلیل دقت زیاد این روش­ها و توانایی آنها در تجزیه و تحلیل عوامل محیطی موثر بر پوشش گیاهی، درک روابط پیچیده میان گیاه و محیط ساده تر شده و از پیچیدگی اطلاعات و حضور متغیرهای کم تأثیر در مدلهای اکولوژیکی جلوگیری می­شود. با توجه به موارد بیان شده باید توجه نمود که سایر عوامل اکولوژیکی مانند شدت نور، رقابت، حرارت، رطوبت و.... نیز می­توانند در استقرار گونه­های گیاهی اثرگذار باشند که در این تحقیق بررسی نشده اند، باشند.

 

 

سپاس گزاری

بدین وسیله از زحمات جناب آقای دکتر مرتضی معدنی پور تشکر و قدردانی می گردد.

منابع

    1.                  متاجی، اسداله، آنالیز پوشش گیاهی بر اساس جوامع و ارتباط آن با شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک در جنگلهای طبیعی، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران،1387، جلد 17، شماره 1، صفحات 98-85

    2.                  زارع زردینی، علی، مطالعه خاک، توپوگرافی و پوشش گیاهی و رابطه آن با تولید مرتع دق فینو استان هرمزگان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 1377؛ صفحه5.

  1.   3.                  Daubenmire, R.F., 1976. The use of vegetation in assessing the productivity of forest lands. Botanical Review,vol. 42, pp.115- 143

    4.                  بصیری، رضا،  مطالعه اکولوژیک منطقه رویشی وی ول (Quercus libani olvi.) با تجزیه و تحلیل عوامل محیطی در مریوان، رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی نور، 1382؛ صفحات 8 تا 12.

  1.     5.                  باقری، حسین، بررسی ارتباطات متقابل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با گیاه به منظور یافتن گیاهان معرف (مطالعه موردی در منطقه مهرزمین قم)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1379؛صفحه7و8.
    1.   6.                  Wang, G.G., 2000. Use of understory vegetation in classifying soil moisture and nutrient regims. Forest Ecology and Management,vol. 129, pp. 93-100
    2.   7.                  Wilson, S. Mc G., Pyatt, D.G., 2001. The use of ground vegtation and humus type as indicators of soil nutrient regime for an ecological site classification of  british forest. Forest  Ecology and Management,vol. 140, pp.101-116

 8.                  Gegout, J., krizova, E., 2003.Comparison of indicator values of forest understory plant species in Western Carpathians (Slovakia) and vosges Mountains (France). Forest Ecology and Management,vol. 182, pp. 1-11

    9.                  حسینی، وحید، تهیه نقشه جوامع گیاهی به روش فلورستیک و فیزیونومی در سری نمخانه، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1375؛  صفحات34تا 37.

  1. اعتماد، وحید، بررسی کمی و کیفی بذر درخت راش در جنگل های استان مازندران، پایان نامه دکتری،  دانشکده  منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1381؛  صفحات 42 تا 44.
  2. طاهری، محمد داود، تهیه طرح نمونه سری نمخانه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1365؛ صفحه.38.
    1. Fu, B.J., Liu, S.L., Ma, K.M., Zhu, Y.G., 2004. Relationships between soil characteristics, topography and plant diversity in a heterogeneous deciduous broad-leaved forest near Beijing, china. Plant and soil, vol. 261(1-2), pp. 47-54       
    2. اسحاق نیموری، جواد، بررسی ارتباط بین پوشش کف جنگل و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در جوامع راش، پایان‌نامه دکتری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1385؛ صفحات 47 تا 51.
    3. حسنی پاک،علی اصغر، و شرف الدین، محمد، تحلیل داده های اکتشافی، انتشارات دانشگاه تهران، 1384، صفحات 102 تا 105.
      1. Ter Braak, C. J. F., 1986. Canonical correspondence analysis: A new eigenvector method for multivariate direct gradient analysis. Ecology,vol. 67 (5), pp. 1167-1179
      2. معدنی پور، مرتضی،1389. تعیین ساختار مکانی عناصر رویشی (کف جنگل) و پارامتر های ادافیک اکوسیستم جنگل با استفاده از آنالیز چند متغیره  و زمین آمار.رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، 1389؛ صفحه110.
        1. Ruggiero, P.G., Batalha, M.A., Pivello, V.R., Meirelles, S.T., 2002. Soil Vegetation relationships in cerrado (Brazilian savanna) and semideciduous forests, Southeastern Brazil. Plant ecology,vol. 160, pp. 1-16.                                      
        2. Amorin, p.k., Batalha, M.A., 2007. Soil vegetation relationship in hyper   seasonal cerrado, and wet grassland in Emas National park (Central Brazil),  Actaoecologica,vol. 32, pp. 319- 327
        3. حیدری، مهدی، مهدوی، علی و عطا روشن، سینا، شناخت رابطه برخی از عوامل فیزیوگرافی و فیزیکی- شیمیایی خاک با گروههای بوم شناختی گیاهی در منطقه حفاظت شده مله گون ایلام، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 1388، جلد 17، شماره1، صفحات16-1
          1. Tsui, Ch.Ch., Chen,Z,S., Hsieh, Ch,F., 2004. Relationships between soil properties and slope position in a lowland rain forest of southern Taiwan. Geoderma,vol. 45, pp.135-147
          2. Baruch, Z., 2005. Vegetation-environment relationships and classification of the seasonal savannas in Veneuela. Flora,vol. 200, pp.49-64                       
          3. زمانی، خسرو، بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکها در ارتباط با رویشگاههای جنگلی در منطقه کردکوی استان گلستان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1375؛ صفحه85.

 

 

 



1- دانش آموخته دانشکده محیط زیست و انرژی دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران*( مسوول مکاتبات).

2- دانشیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم و تحقیقات تهران.

3- استادیار، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه ارومیه.

4- استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران شمال.

5- DCA

6- CCA

[7]- Local Scale

    1.                  متاجی، اسداله، آنالیز پوشش گیاهی بر اساس جوامع و ارتباط آن با شرایط فیزیکی و شیمیایی خاک در جنگلهای طبیعی، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران،1387، جلد 17، شماره 1، صفحات 98-85

    2.                  زارع زردینی، علی، مطالعه خاک، توپوگرافی و پوشش گیاهی و رابطه آن با تولید مرتع دق فینو استان هرمزگان، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 1377؛ صفحه5.

  1.   3.                  Daubenmire, R.F., 1976. The use of vegetation in assessing the productivity of forest lands. Botanical Review,vol. 42, pp.115- 143

    4.                  بصیری، رضا،  مطالعه اکولوژیک منطقه رویشی وی ول (Quercus libani olvi.) با تجزیه و تحلیل عوامل محیطی در مریوان، رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، دانشکده منابع طبیعی نور، 1382؛ صفحات 8 تا 12.

  1.     5.                  باقری، حسین، بررسی ارتباطات متقابل خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با گیاه به منظور یافتن گیاهان معرف (مطالعه موردی در منطقه مهرزمین قم)، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1379؛صفحه7و8.
    1.   6.                  Wang, G.G., 2000. Use of understory vegetation in classifying soil moisture and nutrient regims. Forest Ecology and Management,vol. 129, pp. 93-100
    2.   7.                  Wilson, S. Mc G., Pyatt, D.G., 2001. The use of ground vegtation and humus type as indicators of soil nutrient regime for an ecological site classification of  british forest. Forest  Ecology and Management,vol. 140, pp.101-116

 8.                  Gegout, J., krizova, E., 2003.Comparison of indicator values of forest understory plant species in Western Carpathians (Slovakia) and vosges Mountains (France). Forest Ecology and Management,vol. 182, pp. 1-11

    9.                  حسینی، وحید، تهیه نقشه جوامع گیاهی به روش فلورستیک و فیزیونومی در سری نمخانه، پایان نامه کارشناسی ارشد دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1375؛  صفحات34تا 37.

  1. اعتماد، وحید، بررسی کمی و کیفی بذر درخت راش در جنگل های استان مازندران، پایان نامه دکتری،  دانشکده  منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1381؛  صفحات 42 تا 44.
  2. طاهری، محمد داود، تهیه طرح نمونه سری نمخانه، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 1365؛ صفحه.38.
    1. Fu, B.J., Liu, S.L., Ma, K.M., Zhu, Y.G., 2004. Relationships between soil characteristics, topography and plant diversity in a heterogeneous deciduous broad-leaved forest near Beijing, china. Plant and soil, vol. 261(1-2), pp. 47-54       
    2. اسحاق نیموری، جواد، بررسی ارتباط بین پوشش کف جنگل و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در جوامع راش، پایان‌نامه دکتری، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1385؛ صفحات 47 تا 51.
    3. حسنی پاک،علی اصغر، و شرف الدین، محمد، تحلیل داده های اکتشافی، انتشارات دانشگاه تهران، 1384، صفحات 102 تا 105.
      1. Ter Braak, C. J. F., 1986. Canonical correspondence analysis: A new eigenvector method for multivariate direct gradient analysis. Ecology,vol. 67 (5), pp. 1167-1179
      2. معدنی پور، مرتضی،1389. تعیین ساختار مکانی عناصر رویشی (کف جنگل) و پارامتر های ادافیک اکوسیستم جنگل با استفاده از آنالیز چند متغیره  و زمین آمار.رساله دکتری، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، 1389؛ صفحه110.
        1. Ruggiero, P.G., Batalha, M.A., Pivello, V.R., Meirelles, S.T., 2002. Soil Vegetation relationships in cerrado (Brazilian savanna) and semideciduous forests, Southeastern Brazil. Plant ecology,vol. 160, pp. 1-16.                                      
        2. Amorin, p.k., Batalha, M.A., 2007. Soil vegetation relationship in hyper   seasonal cerrado, and wet grassland in Emas National park (Central Brazil),  Actaoecologica,vol. 32, pp. 319- 327
        3. حیدری، مهدی، مهدوی، علی و عطا روشن، سینا، شناخت رابطه برخی از عوامل فیزیوگرافی و فیزیکی- شیمیایی خاک با گروههای بوم شناختی گیاهی در منطقه حفاظت شده مله گون ایلام، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 1388، جلد 17، شماره1، صفحات16-1
          1. Tsui, Ch.Ch., Chen,Z,S., Hsieh, Ch,F., 2004. Relationships between soil properties and slope position in a lowland rain forest of southern Taiwan. Geoderma,vol. 45, pp.135-147
          2. Baruch, Z., 2005. Vegetation-environment relationships and classification of the seasonal savannas in Veneuela. Flora,vol. 200, pp.49-64                       
          3. زمانی، خسرو، بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکها در ارتباط با رویشگاههای جنگلی در منطقه کردکوی استان گلستان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران، 1375؛ صفحه85.