Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
Grazing is an effective factor on many aspects of plant species and communities. This anthropogenic factor, which became a destructive operant in Iran due to mismatch to range capacity, can affect the individuals of a plant species and thus, alter its spatial distribution. In the current study, the effect of short term exclosure on geographical distribution of two cool season grasses (Bromus tomentellus and Agropyron trichophorum) investigated using historical presence data. To do so, SRE modeling method (which is a presence-only model) was used to generate distribution maps before and after applying the exclosure. Presence coordinates of each species determined from 98 permanent exclosures. The number of B. tomentellus presence spots were 31 and 37 points before and after applying exclosures; respectively. The number of A. trichophorum presence spots were 16 and 25 points before and after applying exclosures; respectively. 19 bioclimatic variables used as environmental variables. The results indicated that the area of suitable climatic habitat of B. tomentellus before applying the exclosure (125868 ha) was considerably more than A. trichophorum (32515 ha). Nonetheless, applying the exclosure caused a 58% increase in suitable habitat of A. trichophorum versus 9% increase for B. tomentellus; which suggest that the grazing had a higher relative influence on A. trichophorum and removing the grazing pressure capacitated this species to retrieve its habitats. It should be emphasized that B. tomentellus should be considered as a more tolerant species to climatic conditions due to its prevalent distribution.
Keywords
Main Subjects
تأثیر مدیریت چرا بر پراکنش جغرافیایی دو گونه گراس فصل سرد در مراتع منطقه فریدن
حامد سنگونی*، محمدرضا وهابی، مصطفی ترکش اصفهانی و علی بابایی
اصفهان،دانشگاه صنعتی اصفهان، دانشکده منابع طبیعی، گروه مرتع و آبخیزداری
تاریخ دریافت: 15/10/94 تاریخ پذیرش: 1/3/96
چکیده
چرای دام بر بسیاری از خصوصیات جوامع و گونههای گیاهی تأثیرگذار است. این عامل انسانی، که در کشور ما به دلیل عدم رعایت ظرفیت مرتع شکل مخربی به خود گرفته است، میتواند بر حیات افراد یک گونه گیاهی مؤثر باشد و نحوه پراکنش آن را تحت تأثیر قرار دهد. در این مطالعه با استفاده از دادههای مکانی حضور گونههای Agropyron trichophorumو
Bromus tomentellus، اثر قرق کوتاه مدت مرتع بر پراکنش جغرافیایی این دو گونه بررسی شد. برای این کار با استفاده از روش مدلسازی SRE که فقط از دادههای حضور مکانی استفاده میکند، نقشه پراکنش جغرافیایی آنها قبل و بعد از اعمال قرق تهیه شد. نقاط حضور هریک از گونهها، از بین 98 قرق مطالعاتی تعیین شد که تعداد نقاط حضور B. tomentellusقبل و بعد از قرق بهترتیب 31 و 37 نقطه و تعداد نقاط حضور A. trichophorumقبل و بعد از قرق بهترتیب 16 و 25 نقطه بود. از 19 متغیر بیوکلیماتیک بهعنوان متغیرهای محیطی استفاده شد. نتایج مطالعه نشان داد که رویشگاه مناسب اقلیمی گونه
B. tomentellus در زمان قبل از قرق با مساحت 125868 هکتار، بسیار وسیعتر از A. trichophorum با مساحت 32515 هکتار بود. همچنین پس از اعمال مدیریت چرا به صورت قرق و بهمدت 7 سال، مساحت رویشگاه مناسب اقلیمی
A. trichophorum به 51562.5 هکتار (58% افزایش) و مساحت رویشگاه مناسب اقلیمی B. tomentellusبه 137287.5 هکتار (9% افزایش) رسید. این مطلب گویای آن است که چرای دام تأثیر نسبی بیشتری بر گونه A. trichophorum داشته است و این گونه با حذف چرا توانسته است درصد بیشتری از آشیان اقلیمی خود را که در اثر فشار چرا از دست داده بود، باز پس بگیرد. البته از سوی دیگر باید تأکید شود که مساحت بیشتر رویشگاههای مناسب برای گونه B. tomentellus نشان میدهد که این گونه از دامنه تحمل اقلیمی بالاتری برخوردار است.
واژههای کلیدی: آشیان اکولوژیک، شرایط اقلیمی، چرای دام، مدلسازی رویشگاه، B. tomentellus، A. trichophorum.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09159204875 ، پست الکترونیکی: H.sangoony@gmail.com
مقدمه
چرای دام بهعنوان یکی از مهمترین عوامل تغییر در سیمای پوشش گیاهی مراتع ایران شناخته شده است (8). این نوع خاص از دخالت انسان در سیستمهای طبیعی از دیرباز جزء جدانشدنی مراتع ایران بوده است. با این حال در چند دهه گذشته و بهویژه پس از ملی شدن مراتع، نوعی مسابقه برای بهرهبرداری هرچه بیشتر از مراتع (که ثروت عمومی محسوب میشوند) ایجاد شد و این موضوع باعث تراکم بیش از حد دام و چرای بیرویه بهویژه در مراتع ییلاقی شده است (10). این چرای بیش از اندازه، اثرات مخرب زیادی روی بخشهای مختلف اکوسیستمهای مرتعی داشته است. یکی از بخشهایی که بیشترین آسیب را از این نوع مدیریت غلط دیده است، پوشش گیاهی و بهویژه گیاهان خوشخوراک و با ارزش مراتع میباشد (37). این آسیب در مقیاسهای مختلف از فرد تا تیپ و جامعه گیاهی قابل رهگیری است. در سطح فردی، هر پایه گیاهی که مورد چرای دام قرار بگیرد با تنشهای فیزیولوژیک مواجه میشود که شامل کاهش میزان ذخایر کربوهیدراتها، توان رشد رویشی و زایشی، عدم توانایی کافی در مقابله با استرسهای طبیعی و کاهش توان رشد دوباره در فصل رویشی بعد میباشد (17). بنابراین در صورت چرای بیش از اندازه و یا مکرر، پایههای گیاهان مرتعی دچار آسیبهای جبرانناپذیری میشوند که در نهایت باعث از بین رفتن آنها میشود. از بین رفتن تکپایههای گیاهی از یک گونه در هر منطقه، در درازمدت میتواند از طریق تغییر اندازه تیپها و جوامع گیاهی به تغییر سیمای طبیعی آن منطقه منجر شود (39). بنابراین مطالعاتی که بتواند تأثیر چرای دام بر پراکنش جغرافیایی یا سایر خصوصیات کمّی گیاهان (از قبیل تاج پوشش و تولید) را تعیین کند از اهمیت بالایی برخوردار خواهد بود. چنین مطالعاتی در جهان نسبتاً متداول هستند (14)، اما در کشور ما تنها تعدادی مطالعه در مورد اثر چرای دام بر ویژگیهای کمّی پوشش گیاهی انجام شده است (1)، اما مطالعهای در زمینه تغییر پراکنش جغرافیایی گیاهان در اثر چرای دام انجام نشده است.
در مفاهیم اکولوژیکی، آشیان اکولوژیک هر گونه در فضای شرایط محیطی، به محدودهای اطلاق میشود که آن گونه بتواند در آن زیست و تولیدمثل کند. با افزایش فشار چرای دام، این محدوده کوچک و کوچکتر میشود و در نتیجه محدوده پراکنش جغرافیایی و حضور گونههای تحت فشار هم کم میشوند. اولین کسی که مفهوم آشیان اکولوژیک را به طور رسمی و شناخته شده آن تعریف کرد، هاتچینسون (1957) بود (30). اگرچه مطالعات وی بر مبنای مطالعات گرینل و التون انجام شد (25 و 22). اما در تعریف هاتچینسون، آشیان اکولوژیک بنیادین یک گونه، یک محدوده در فضای چند بعدی شرایط محیطی غیرزنده است که آن گونه بتواند در غیاب روابط متقابل با سایر موجودات زنده در آن محدوده زندگی کند. بنابراین تعریف، آشیان اکولوژیک بنیادین پیش از اینکه تحت تأثیر شرایط زیستی و گونههای همراه باشد، توسط خصوصیات درونی گونه و توانایی آن در استفاده از شرایط فیزیکی محیط تعیین میشود.
این مطالعه با استفاده از مفهوم آشیان اکولوژیک بنیادین و ابزارهای مدلسازی، به بررسی اثر چرای دام بر توانایی حضور دو گونه گراس مرتعی مرغوب در شرایط اقلیمی مراتع غرب استان اصفهان میپردازد.
مواد و روشها
محدوده مورد مطالعه: مراتع منطقه غرب استان اصفهان، ازجمله مهمترین مراتع ییلاقی کشور بهحساب میآیند که همهساله پذیرای تعداد زیادی دامدار عشایری و روستایی از مناطق مختلف کشور بهویژه مرکز، جنوب و جنوب غرب کشور بوده و نقش مهمی در تأمین علوفه موردنیاز دامها و تولید گوشت قرمز در منطقه دارند. درنتیجه این مراتع اثرات اقتصادی و اجتماعی بهسزایی بر جوامع روستایی و عشایری منطقه دارند (شکل 1). این منطقه با مساحت 535000 هکتار شامل سه شهرستان فریدون شهر، فریدن و چادگان میشود. اقلیم منطقه نیمه مرطوب بوده و بارندگی در ارتفاعات آن بیشتر به شکل برف انجام میشود. این منطقه به نام منطقه عمومی فریدن هم شهرت دارد و از دیرباز محل ییلاق ایل بختیاری بوده است. به همین دلیل مراتع آن و بهویژه گونههای گندمی مانند
B. tomentellus و A. trichophorum از اهمیت بالایی در این منطقه برخوردارند و علاوه بر تأمین علوفه، نقش مهمی در حفاظت خاک ایفا مینمایند.
گونههای مورد مطالعه: گونه مرتعی علفگندمی کرکدار (Agropyron trichophorum) از تیره گندمیان (Poaceae)، زیرتیره Pooideae و قبیله Triticeae است (24 و 11). گیاهی چندساله و پایا است که بُن رونده و پخش دارد. برگهای این گیاه تخت و دارای رگبرگهای مشخص هستند. زبانک برگها کوتاه و با انتهای پخ است (36 و 7). این گیاه جزء علف گندمیان مهم مراتع نیمهاستپی ایران است (8). این گونه مقاومت کمی به خشکی و سرمای زمستان دارد، در مناطقی با بارندگی حدود 350 میلیمتر رشد میکند و حداقل بارندگی 300 میلیمتر را نیز تحمل میکند (38). مهمترین عوامل تأثیرگذار بر این گونه در منطقه غرب اصفهان عبارتند از: عمق خاک، ازت، رس، شیب و حداقل مطلق درجه حرارت (5) (شکل 2).
شکل 1- موقعیت منطقه مورد مطالعه
شکل 2- گونههای مورد مطالعه: راست- گونه Agropyron trichophorum چپ-گونهBromus tomentellus
علف پشمکی با نام علمی Bromus tomentellusاز تیره گندمیان (Poaceae)، زیرتیره Pooideae و قبیله Bromeae است (31 و 11). گیاهی چند ساله و پایا است که هر دو سطح برگ آن دارای کرکهای سفید و انبوه است. این گونه دارای ریشههای قوی و برگهای فراوان میباشد و به خوبی سطح خاک را میپوشاند. حضور این گونه در جهان محدود به نواحی غربی قاره آسیا گردیده و انتشار آن در ایران در مناطق جغرافیایی گیاهی ایران در فلور ایران و تورانی در مناطق رویش نیمه استپی تا پیرامون استپی و جنگلهای خشک از ارتفاع 1500 تا 3400 متر عنوان شده است (33 و 9). در ارتباط با پراکنش این گونه در عرصه در واقع در وهله اول ارتفاع از سطح دریا و نیز بارش و دما که تحت تأثیر تغییرات ارتفاع قرار داشته نقش دارد (24). در استان اصفهان این گونه از ارتفاع حدود 1900 متر تا 3700 متر منطقه رویشی نیمهاستپی شهرستانهای فریدن، فریدونشهر، سمیرم و خوانسار دیده میشود. میزان بارندگی در مناطق پراکنش آن معمولاً از حدود 200 تا 450 میلیمتر است (15) (شکل 2).
عوامل اقلیمی مورد استفاده: متغیرهای اقلیمی که برای تعیین آشیان اکولوژیک گونههای مورد مطالعه به کار گرفته شد شامل 19 متغیر زیست-اقلیمی (BioClimatic Variables) هستند که توسط هیجمانز و همکاران (2005) معرفی شدهاند (28). این متغیرها که حاصل دوره آماری 1950 تا 2000 هستند، در بسیاری از مقالات و مطالعات مربوط به تأثیر اقلیم بر موجودات زنده و بهویژه گیاهان به کار رفتهاند (29 و 43) و لایههای اطلاعاتی آنها در سایتهای معتبر تهیه شده است. در این پژوهش نیز از پایگاه اطلاعاتی بینالمللی اقلیم جهان برای تهیه این لایهها استفاده شد و لایههای اقلیمی 19گانه برمبنای دادههای لایههای اقلیمی بارش و دمای ماهانه بر اساس مدل گردش عمومی و سناریوهای مورد مطالعه تهیه شدند (جدول 1).
البته باید اشاره شود با توجه به اینکه همبستگی بین متغیرهای ورودی به مدلهای مورداستفاده میتواند باعث بروز خطای قابل توجهی در خروجی مدلها شود (16)، ابتدا وجود همبستگی بین متغیرهای زیست-اقلیمی اصلاح شده توسط آزمون آماری Pearson بررسی شد و لایههایی که با یکدیگر بیش از 80% همبستگی داشتند، تعیین شدند و برای رفع این مشکل، تعدادی از آنها (بر اساس میزان همبستگی) حذف شدند و این کار آنقدر تکرار شد که همبستگی بین لایههای باقیمانده به کمتر از حد تعیین شده برسد (19).
مدل SRE(Surface Range Envelope) و نحوه اجرای آن: مبانی آماری روش SRE که به نام BIOCLIM هم شناخته میشود، اولین بار توسط NIX در سال 1986بنیان گذاشته شد (34). این روش یک الگوریتم توزیع محور است که مقادیر لایههای اقلیمی متناظر با نقاط حضور گونه را استخراج میکند و آنها را به صورت تجمعی مرتب مینماید. مجموعه مقادیر تمامی لایههای اقلیمی متناظر با حضور گونه، اصطلاحاً تشکیلدهنده "پاکت (Envelope)" اقلیمی گونه است (شرایط اقلیمی که شامل تمام نقاط حضور گونه میشود). مطالعات زیادی به مبانی آماری و مدلسازی این روش اشاره کردهاند (26، 42، 41 و 23) و در بسیاری از مطالعات دیگر، این روش به عنوان یک روش مناسب برای مدلسازی آشیان اکولوژیک و محدوده پراکنش گونه معرفی شده است (21، 29 و 20).
این روش مدلسازی شرایط محیطی همخوان را با شرایطی که گونه در آنها حضور داشته است پیدا میکند و آنها را به عنوان مناطق مناسب برای حضور گونه معرفی مینماید. برای این کار، مدل SREاز منطق بولین (Boolean) بهره میبرد. به این مفهوم که تنها مناطقی از محدوده مورد مطالعه به عنوان رویشگاه مناسب معرفی میشوند که در آنها تکتک لایههای محیطی برای حضور گونه مورد مطالعه، تناسب داشته باشند. این مدل از دادههای فقط حضور (Presence only) و یکسری از عوامل محیطی استفاده میکند و نقشههای پراکنش گونه مورد مطالعه و عوامل محیطی مؤثر در پراکنش آن را ارائه میدهد (34).
جدول1- توصیف اقلیمی متغیرهای مورد استفاده در مدلسازی (35)
توصیف اقلیمی |
نمایه متغیر |
توصیف اقلیمی |
نمایه متغیر |
دمای متوسط سردترین فصل |
BIO11 |
میانگین دمای سالیانه |
BIO1 |
مجموع بارندگی سالانه |
BIO12 |
میانگین دامنه دمای روزانه |
BIO2 |
مجموع بارندگی پربارشترین ماه |
BIO13 |
شاخص ایزوترمالیتی |
BIO3 |
مجموع بارندگی کمبارشترین ماه |
BIO14 |
تغییرات فصلی دما |
BIO4 |
تغییرات فصلی بارندگی |
BIO15 |
حداکثر دمای گرمترین ماه |
BIO5 |
مجموع بارندگی پربارشترین فصل |
BIO16 |
حداقل دمای سردترین ماه |
BIO6 |
مجموع بارندگی کمبارشترین فصل |
BIO17 |
دامنه سالانه دما (BIO5-BIO6) |
BIO7 |
مجموع بارندگی گرمترین فصل |
BIO18 |
دمای متوسط پربارشترین فصل |
BIO8 |
مجموع بارندگی سردترین فصل |
BIO19 |
دمای متوسط کمبارشترین فصل |
BIO9 |
دمای متوسط گرمترین فصل |
BIO10 |
برای این مطالعه، از اطلاعات موجود در طرح "تکثیر بذر و مطالعه رویشگاه گیاهان بومی مرتعی فریدن اصفهان" (1360-1362) (3) که مختصات نقاط حضور گونهها را در شرایط قبل از قرق ثبت کرده و اطلاعات پایاننامه کارشناسیارشد وهابی (1368) (12) که مختصات نقاط حضور گونهها را پس از اعمال مدیریت چرا به شکل قرق هفت ساله جمعآوری نمود، استفاده شد. حضور دو گونه مرتعی مورد مطالعه به طور مجزا بررسی شد که تعداد نقاط حضور B. tomentellus، قبل و بعد از قرق بهترتیب 31 و 37 نقطه و تعداد نقاط حضور A. trichophorum، قبل و بعد از قرق بهترتیب 16 و 25 نقطه بود. از سوی دیگر، از لایههای اقلیمی دریافت شده میانگین سال 1950 تا 2000 به عنوان متغیرهای اقلیمی مؤثر بر پراکنش این گونهها استفاده شد. به این ترتیب لایههای اقلیمی برای این مقطع زمانی مشابه بودند اما حضور و عدم حضور گونهها با توجه به تغییر شرایط مدیریتی (قرق) تحت تأثیر قرار گرفته بود، بنابراین با این نوع مدلسازی امکان بررسی اثر چرای دام بر محدوده رویشگاهی گونههای مورد مطالعه وجود داشت.
همچنین برای اجرای مدل SREاز محیط برنامهنویسی R استفاده شد. برای این منظور از مجموعههای مختلفی که در این محیط برنامهنویسی موجود هستند استفاده شد. مجموعههایی از قبیل dismo، raster، Rjava، maptools، sp و biomod2 برای این کار مورد استفاده قرار گرفتند. برای افزایش دقت و کارایی مدل مورد استفاده، این روش مدلسازی 10 بار اجرا شد که در هر بار اجرا 80 درصد از دادههای حضور برای تولید مدل و 20 درصد برای ارزیابی آن به صورت تصادفی انتخاب میشدند و مدل نهایی از جمعبندی این ده بار اجرا حاصل شد. با تشکیل ماتریس خطا (Confusion matrix) (جدول 2)، ارزیابی مدل به انجام رسید.
جدول2. ماتریس تطابق نتایج حاصله از مدل های مورد استفاده
عدم حضور گونه |
حضور گونه |
واقعیت زمینی پیش بینی مدل |
b |
a |
حضور گونه |
d |
c |
عدم حضور گونه |
مقادیر a، b، c و d برای محاسبه شاخص آماری ROC (Receiver Operating Characteristic) برای تعیین عملکرد مدل در تهیه نقشه مکانهای مناسب اقلیمی برای گونه موردمطالعه، مورد استفاده قرار گرفت(21).
در مورد شاخص ROC، ابتدا باید دو مؤلفه شامل نرخ حضورهایی که به درستی پیشبینی شده است (Tp)(True Positive Rate) و نرخ حضورهایی که به اشتباه پیشبینی شده است(Fp)( False Positive Rate) محاسبه شوند:
Tp= , Fp=
سپس، در یک نمودار دو بعدی، Tp در محور عمودی و Fp در محور افقی نمایش داده میشود. در نهایت مقادیر متناظر Fp و Tp متعددی روی نمودار رسم شده و تشکیل یک خط را میدهند. قطر این نمودار، نشان دهنده 50% از مساحت مربع حاصل است که نشاندهنده عدم صحت و کفایت مدل به کار رفته میباشد. البته هرچه مساحت زیر این منحنی (که AUC (Area Under Curve) نامیده میشود) بیشتر و به 100% نزدیکتر باشد، نشان دهنده قدرت بالاتر مدل در پیشبینی صحیح مقادیر مورد نظر است (شکل 3).
شکل3- نمودار ROC که برای محاسبه AUC به کار میرود.
در کنار این شاخصها، شاخصهای حساسیت (Sensitivity) مدل و ویژهانگاری (Specifiticity) آن نیز بررسی شد (40).
Specificity = ,Sensitivity =
شاخص ویژهانگاری نشان دهنده قدرت مدل در تعیین و تشخیص مناطقی است که گونه در آنها حضور نداشته است. به این مفهوم که اگر این شاخص بالا باشد، مدل با اطمینان بالایی نقاط عدم حضور گونه را تعیین کرده است و در مکانهایی که به عنوان غیاب معرفی نموده است، احتمال حضور گونه بسیار کم است. از سوی دیگر شاخص حساسیت نشان دهنده قدرت مدل در تعیین و تشخیص مناطقی است که گونه در آنها دیده میشود. اگر هدف ما تعیین مکانهایی برای معرفی یا کشت یک گونه باشد، این شاخص مدل اهمیت زیادی پیدا میکند (40).
نتایج
پس از انجام آنالیز همبستگی پیرسون و حذف لایههای دارای همبستگی بالا، مشخص شد که لایههای میانگین روزانه دما (BIO2)، شاخص ایزوترمالیتی (BIO3)، تغییرات فصلی دما (BIO4)، دمای متوسط پربارشترین فصل (BIO8)، مجموع بارندگی سالیانه (BIO12)، مجموع بارندگی کمبارشترین ماه (BIO14)، تغییرات فصلی بارندگی (BIO15) و مجموع بارندگی گرمترین فصل (BIO18) همبستگی بالایی با یکدیگر ندارند و میتوان از آنها برای ورود به مدلهای نهایی استفاده نمود. این لایههای محیطی سپس برای ورود به مدل SRE در نرم افزار R به فرمت Ascii درآمده و مدل مذکور اجرا شد. مهمترین عوامل اقلیمی مؤثر در پراکنش جغرافیایی گونههای مورد مطالعه در منطقه با استفاده از این مدل تعیین شده و میزان تأثیر آنها تعیین شد (جدول 3).
همانطور که در جدول 3 مشاهده میشود، عوامل محیطی مؤثر بر هریک از گونههای مورد مطالعه در دو مقطع زمانی تحت بررسی یکسان بوده است و تنها میزان مشارکت آنها در مدل تغییر نموده است. البته این امر بدیهی به نظر میرسد که عوامل محیطی مؤثر بر یک گونه در فاصله کوتاه پنج ساله ثابت باشند اما در واقع این ثبات، نشان دهنده صحت مدل به کار رفته برای بررسی اثر مدیریت انسانی بر پراکنش جغرافیایی گونهها میباشد.
جدول3- شرایط اقلیمی مهم و مؤثر بر حضور گونههای مورد مطالعه
گونه و مدیریت |
متغیر محیطی |
محدوده متغیرها در نقاط حضور گونه |
سهم نسبی در مدل (%) |
مجموع سهم در مدل (%) |
A. trichophorum تحت چرا |
بارندگی سالیانه (BIO12) |
415 تا 460 میلیمتر |
32 |
87 |
میانگین روزانه دما (BIO2) |
14.8 تا 15.35 درجه |
15 |
||
تغییرات فصلی بارندگی (BIO15) |
83 تا 85.6 (ضریب تغییرات) |
15 |
||
مجموع بارندگی گرمترین فصل (BIO18) |
3.1 تا 5.9 میلیمتر |
14 |
||
تغییرات فصلی دما (BIO4) |
8310 تا 8480 |
11 |
||
A. trichophorum قرق شده |
بارندگی سالیانه (BIO12) |
415 تا 460 میلیمتر |
41 |
87 |
میانگین روزانه دما (BIO2) |
14.8 تا 15.4درجه سلسیوس |
15 |
||
مجموع بارندگی گرمترین فصل (BIO18) |
3.1 تا 6.4 میلیمتر |
12 |
||
تغییرات فصلی دما (BIO4) |
8310 تا 8550 |
10 |
||
تغییرات فصلی بارندگی (BIO15) |
81.6 تا 85.6 (ضریب تغییرات) |
9 |
||
B. tomentellus |
میانگین روزانه دما (BIO2) |
15.1 تا 15.6 درجه سلسیوس |
37 |
89 |
بارندگی سالیانه (BIO12) |
335 تا 435 میلیمتر |
20 |
||
تغییرات فصلی دما (BIO4) |
8315 تا 8620 |
13 |
||
شاخص ایزوترمالیتی (BIO3) |
40.2 تا 41.5 |
12 |
||
دمای پربارشترین فصل (BIO8) |
-6.1 تا -2 |
7 |
||
B. tomentellus |
میانگین روزانه دما (BIO2) |
15 تا 15.6 درجه سلسیوس |
28 |
87 |
بارندگی سالیانه (BIO12) |
335 تا 435 میلیمتر |
24 |
||
تغییرات فصلی دما (BIO4) |
8315 تا 8620 |
16 |
||
شاخص ایزوترمالیتی (BIO3) |
40.2 تا 41.5 |
13 |
||
دمای پربارشترین فصل (BIO8) |
-6.1 تا -2.1 |
7 |
در نهایت نقشههای محدوده پراکنش دو گونه
A. trichophorumو B. tomentellusتهیه شده و به صورت مناطق حضور و عدم حضور نمایش داده شدند (شکلهای 4 تا 7).
ارزیابی مدل با استفاده از شاخص سطح زیر منحنی نشان داد که مدل از صحت و دقت قابل قبولی برخوردار است (جدول4).
نتایج مدل نشان میداد که در مورد گونه
A. trichophorum، اعمال مدیریت چرا به صورت قرق تأثیر نسبی زیادی داشته است و پس از هفت سال قرق، محدوده پراکنش گونه افزایش چشمگیری داشته است. به طوری که حدود 58% به مساحت اراضی که دارای شرایط متناظر با نقاط حضور این گونه بودهاند، افزوده شده است. از سوی دیگر با وجود اینکه گونه B. tomentellusدارای محدوده پراکنش جغرافیایی گستردهتری از
A. trichophorum است، اما تأثیر کمتری از قرق پذیرفته است و افزایش مساحت اراضی متناسب با حضور گونه تنها 9% بوده است (جدول 5).
شکل 4- محدوده پراکنش گونه A. trichophorum در شرایط چرای آزاد دام
شکل 5- محدوده پراکنش گونه A. trichophorum پس از اعمال مدیریت چرا
شکل 6- محدوده پراکنش گونه B. tomentellus در شرایط چرای آزاد دام
شکل 7- محدوده پراکنش گونه B. tomentellus پس از اعمال مدیریت چرا
جدول 4- آمارههای ارزیابی مدل
A. trichophorum |
B. tomentellus |
مولفه صحت سنجی |
82/0 |
76/0 |
AUC |
86/0 |
83/0 |
Sensitivity |
75/0 |
67/0 |
Specificity |
جدول 5- افزایش محدوده رویشگاهی گونه های مورد مطالعه در اثر اعمال مدیریت چرا و قرق مراتع غرب استان اصفهان
گونه |
مقطع زمانی |
مساحت حضور (هکتار) |
میزان افزایش نسبی به درصد |
Agropyron trichophorum |
1361 |
32515.5 |
58% |
1368 |
51562.5 |
||
Bromus tomentellus |
1361 |
125868.75 |
9% |
1368 |
137287.5 |
بحث و نتیجهگیری
با توجه به نتایج به دست آمده از این پژوهش از نظر بوم شناختی میتوان گفت که دامنه آشیان اکولوژیکی اقلیمی گونه Bromus tomentellusوسیعتر از گونه Agropyron trichophorumاست، البته این موضوع در منابعی که به صورت تخصصی آتاکولوژی هر یک از این دو گونه را مطالعه کردهاند نیز مورد اشاره قرار گرفته است (4) (18)، (6) و (2). گونه B. tomentellus از گستردگی جغرافیایی بیشتری در منطقه برخوردار است، بنابراین به شکل منطقی باید توانایی سازگاری بیشتری با شرایط محیطی مختلف داشته باشد. این امر نشان میدهد که گونه B. tomentellus احتمالا اکوتیپهای مختلفی را در منطقه تشکیل داده است که هریک به دامنه خاصی از شرایط محیطی سازگار هستند. البته اثبات این ادعا نیازمند مطالعات گسترده و دقیقی بر روی جمعیتهای این گونه در محدوه غرب استان اصفهان میباشد. همچنین این گونه در اثر حذف چرای دام، تغییر اندکی را نشان داده است که نشان دهنده مقاومت بیشتر آن به چرای دام نسبت به گونه A. trichophorumاست (2). به این مفهوم که چون تغییر زیادی در مساحت منطقه اقلیمی مناسب گونه B. tomentellus قبل و بعد از اعمال قرق اتفاق نیفتاده است، این گونه حساسیت اندکی به چرای دام دارد. عکس این موضوع در مورد گونه
A. trichophorum صدق میکند (18). احتمالا شکل زیستی و ریخت شناسی دو گونه در این زمینه مؤثر بوده است. در واقع با توجه به اینکه گونه B. tomentellus جزء گندمیان دستهای (Bunch Grasses) است، دام توان لگدکوب کردن، ریشهکن کردن و یا چرای جوانههای موجود در یقه بزرگ و به هم تنیده آن را ندارد. اما گونه
A. trichophorum که یک گندمی تک تک (Sod Grass) به حساب میآید، در مقابل همه این اثرات منفی و مخرب چرا آسیبپذیرتر از B. tomentellus به نظر میرسد (18) و (2). Adler و همکاران (2001) در مطالعه خود بیان کردند که چرای دام باعث تغییر در ترکیب گیاهان مرتعی میشود و به کاهش حضور گونههای خوشخوراک و حساس به چرا و افزایش درصد حضور گونههای مهاجم و سمّی منجر خواهد شد (13). همچنین در مطالعه دیگری با اعمال قرق در مناطق مرتعی نیجر، مشخص شد که غنای گونهای و میزان حضور گونههای خوشخوراک افزایش پیدا کرده است (27).
از نتایج جدول 3 میتوان مشاهده کرد که در منطقه مورد مطالعه، دو گونه در محدوده خاصی از شرایط اقلیمی همپوشانی دارند. این همپوشانی آشیان اکولوژیک در پراکنش جغرافیایی آنها نیز نمود پیدا کرده و در برخی مناطق هر دو گونه را به صورت همزمان میتوان دید. البته لازم به ذکر است که با بازدیدهای میدانی پس از اجرای مدل و به دست آمدن نتایج، مناطقی از محدوده جغرافیایی دارای شرایط اقلیمی مشترک هم یافت شد که تنها یکی از دو گونه در آن حضور داشت. این مسئله میتواند به دلیل اثر رقابت در حضور و عدم حضور گونههای مورد مطالعه باشد. به این مفهوم که یکی از دو گونه، دیگری را در فرایند رقابت از محدوده مشترک اخراج کرده و آن محدوده را به تنهایی اشغال نموده است. همچنین اثر روابط متقابل با سایر موجودات زنده در اکوسیستم (که چرا مهمترین نوع این روابط است) را نباید ندیده گرفت. البته با توجه به تفاوت ذاتی دو گونه در مقاومت به چرا، در این زمینه ممکن است در محدوده مشترک در اثر چرای دام، گونه
A. trichophorum که حساسیت بیشتری به چرا دارد، ضعیف شده و جای خود را به گونه B. tomentellus داده باشد. از نظر نیازهای اقلیمی، در مجموع گونه
B. tomentellus در مناطقی با بارش کمتری نسبت به
A. trichophorum میروید و همچنین در دماهای بیشتری قادر به زیستن است. این دو فاکتور به طور همزمان میتوانند توسط فاکتور ارتفاع تأمین شوند، پس
B. tomentellus بیشتر مناطق دشتی مسطح و
A. trichophorum بیشتر مناطق کوهستانی و مرتفع را برای زیستن ترجیح میدهند. هرچند که از نظر توان سازگاری، هر دو توانایی زیستن در مناطق مشابه را هم دارند و همین دلیل، در کنار متغیرهای اقلیمی غیروابسته به ارتفاع، باعث شده است که در بسیاری از موارد این دو گونه با یکدیگر مشاهده شوند. در مطالعه مروری که Maron و Crone (2006) در زمینه اثرات چرای دام بر فراوانی، پراکنش و جمعیت گونههای گیاهی انجام دادند، به نقش سایر عوامل محیطی و روابط متقابل بین گونههای زیستی تأکید شده و تفاوت گونههای گیاهی در تحمل سطوح مختلف چرا، به عنوان یکی از عوامل مهم و مؤثر در پراکنش جغرافیایی آنها معرفی شده است (32).
عدم تغییر مؤلفههای اقلیمی مؤثر بر رویشگاه دو گونه، قبل و بعد از اعمال قرق، در نگاه اول عجیب به نظر میرسد. زیرا این دو گونه بدون این که وارد شرایط اقلیمی جدیدی شوند، مساحت مناطق حضور خود را افزایش دادهاند. اما با توجه بیشتر، این موضوع کاملا منطقی است. زیرا بحث دسترسی دام به رویشگاهها هم باید مورد توجه قرار بگیرد. به این مفهوم که این دو گونه در شرایط قرق توانستهاند رویشگاههایی که در اثر چرای سنگین از دست داده بودند را باز پس بگیرند؛ بدون اینکه به شرایط اقلیمی متفاوتی وارد شوند.
به هرحال، نتایج این مطالعه نشان میدهد که اعمال یک قرق میان مدت، چه تأثیر عمیقی میتواند بر جغرافیای گیاهی، تیپهای پوشش، میزان تولید علوفه مراتع و در نهایت ظرفیت چرایی درازمدت منطقه داشته باشد که این امر باید مد نظر مدیران و تصمیمگیران مراتع در منطقه قرار بگیرد.