نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 هیات علمی موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
2 دانشگاه تهران دانشکده منابع طبیعی گروه محیط زیست
چکیده
تعیین و مقایسه تنوع زیستی در جوامع جنگلی مختلف، برای شناخت دقیق و مدیریت جنگل از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. هدف از این پژوهش بررسی وضعیت تنوع گونههای درختی در سه منطقه جنگلی گرازبن جنگل خیرود نوشهر، اشکتهچال جنگل صفارود رامسر و هفت خال نکا میباشد. بررسی تنوع گونهای در قطعات نمونه ثابت، با محاسبه شاخص مارگالف و منهینک (شاخصهای غنای گونهای)، سیمسون، شانون وینر (شاخصهای تنوع گونهای) و پیلو، هیپ (شاخص-های یکنواختی) انجام و نیز در تمام قطعات نمونه ثابت دهآری، قطر برابر سینه تمام درختان زنده یادداشت شد. سپس به منظور مقایسه سه منطقه، از نظر شاخصهای تنوع زیستی، تحلیلهای واریانس یک طرفه و دانکن انجام شد. نتایج تجزیه و تحلیل واریانس در سه ناحیه جنگلی مورد بررسی نشان داد که تمامی شاخصها در سطح احتمال 95 درصد دارای اختلاف معناداری هستند. بیشترین مقدار شاخص غنای مارگالف و منهینک، در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا میباشد. همچنین بیشترین مقدار شاخصهای تنوع گونهای سیمپسون و شانون وینر نیز در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا مشاهده شد. شاخصهای یکنواختی هیپ و پیلو، در جنگل رامسر با اختلاف کمی بیشتر از جنگل خیرود کمترین مقدار آن در جنگل نکا است. نتایج نشان میدهد وضعیت تنوع گونههای چوبی در جنگل خیرود با مدیریت دانشگاهی، در مقایسه با مناطق جنگلی دیگر از وضعیت بهتری برخوردار است و دو منطقه دیگر (بهویژه نکا) در وضعیت نامطلوبی از نظر شاخصهای تنوع زیستی قرار دارند.
کلیدواژهها
عنوان مقاله [English]
Evaluation and Comparison of Biodiversity Indexes of Tree Species in Hyrcanian Forests (Case Study: Kheyroud, Ramsar and Neka Forests)
نویسنده [English]
2 2 PhD. Student of Environment, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Iran
چکیده [English]
Determining and comparing biodiversity in different forest communities is important for accurate identification and forest management. The purpose of this study is an investigation the status of tree species diversity in three forest areas: Gorazbon district of Noushahr Kheyrod forest, Ashkateh Chal of Sefarood Ramsar forest and Haft Khal Neka forest. Species diversity of fixed plots was calculated by Margalf and Manhink (as species richness index), Simson and Shannon-Wiener (as heterogenity index), and Pielou and Hip (as evenness indices) indices. In all of 10R fixed plots, the DBH of alive trees was recorded. Statistically comparisons were done by one-way ANOVA and Duncan test. The results showed that all indices have significant differences at confidence level of 95%. The maximum and minimum of species richness were seen at Kheyroud and Neka forest, respectively. Also, Simpson and Shannon Wiener diversity indices are also maximum at the Kheyroud and minimum in the Neka forest. Ramsar forest has the most uniformity, then Kheyroud forest. The results show that the status of woody species diversity in Kheyroud forest is better than other forest areas in this study. The Neka forest, specially, has poor condition in terms of biodiversity indicators.
کلیدواژهها [English]
ارزیابی و مقایسه شاخصهای تنوع زیستی گونههای درختی در جنگلهای هیرکانی (مطالعه موردی: جنگلهای خیرود، رامسر و نکا)
محمود بیات1* و سحر حیدری مستعلی2
1 ایران، تهران، آموزش و ترویج کشاورزی، سازمان تحقیقات، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور
2 ایران، کرج، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی،
تاریخ دریافت: 05/07/1398 تاریخ پذیرش: 17/09/1398
چکیده
تعیین و مقایسه تنوع زیستی در جوامع جنگلی مختلف، برای شناخت دقیق و مدیریت جنگل از اهمیت زیادی برخوردار میباشد. هدف از این پژوهش بررسی وضعیت تنوع گونههای درختی در سه منطقه جنگلی گرازبن جنگل خیرود نوشهر، اشکتهچال جنگل صفارود رامسر و هفت خال نکا میباشد. بررسی تنوع گونهای در قطعات نمونه ثابت، با محاسبه شاخص مارگالف و منهینک (شاخصهای غنای گونهای)، سیمسون، شانون وینر (شاخصهای تنوع گونهای) و پیلو، هیپ (شاخصهای یکنواختی) انجام و نیز در تمام قطعات نمونه ثابت دهآری، قطر برابر سینه تمام درختان زنده یادداشت شد. سپس به منظور مقایسه سه منطقه، از نظر شاخصهای تنوع زیستی، تحلیلهای واریانس یک طرفه و دانکن انجام شد. نتایج تجزیه و تحلیل واریانس در سه ناحیه جنگلی مورد بررسی نشان داد که تمامی شاخصها در سطح احتمال 95 درصد دارای اختلاف معناداری هستند. بیشترین مقدار شاخص غنای مارگالف و منهینک، در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا میباشد. همچنین بیشترین مقدار شاخصهای تنوع گونهای سیمپسون و شانون وینر نیز در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا مشاهده شد. شاخصهای یکنواختی هیپ و پیلو، در جنگل رامسر با اختلاف کمی بیشتر از جنگل خیرود کمترین مقدار آن در جنگل نکا است. نتایج نشان میدهد وضعیت تنوع گونههای چوبی در جنگل خیرود با مدیریت دانشگاهی، در مقایسه با مناطق جنگلی دیگر از وضعیت بهتری برخوردار است و دو منطقه دیگر (بهویژه نکا) در وضعیت نامطلوبی از نظر شاخصهای تنوع زیستی قرار دارند.
واژههای کلیدی: آزمون دانکن، جنگل، سیمسون، شانون وینر، غنای گونهای.
* نویسنده مسئول، تلفن: 09183611561 ، پست الکترونیکی: Mbayat@rifr-ac.ir
مقدمه
یکی از اهداف مهم جنگلداری نوین، حفظ ساختار و تنوع زیستی بوم سازگانهاست. به این منظور برای مدیریت جنگل، به ابزارهایی نیاز است که بتوان با صرف کمترین هزینه و زمان به بررسی وضعیت فعلی و همچنین تغییرات ایجاد شده بر اثر فعالیتهای مدیریتی و تکامل طبیعی جنگل پرداخت. تنوع زیستی جنگل منبع بسیار مهم و با ارزشی است، زیرا گونههای موجود در جنگل و ذخایر ژنتیکی تشکیلدهنده آن برای سلامتی و تأمین نیازهای بشر و سایر موجودات دارای اهمیت بوده و به طور قطع نبود تنوع زیستی تهدید خطرناکی برای بقای انسان و سایر موجودات محسوب میشود (22). بررسی تنوع زیستی گونهها در مطالعات اکولوژیک از اهمیت ویژهای برخوردار بوده و در سراسر جهان همواره، نیاز فزایندهای به حفظ پایداری جنگل ها وجود دارد (9). از این رو، بررسی تنوع زیستی میتواند ابزاری مناسب به منظور تصمیمگیریها در مدیریت جنگل به شمار آید. شاخصهای تنوع زیستی به منظور مقایسه تنوع زیستی تودههای مختلف و برآورد تغییرات تنوع زیستی در طول زمان در سطح توده اندازهگیری میشوند. این شاخصها همچنین در مدیریت جنگل برای کمی کردن تأثیر عملیات پرورشی بر روی ساختار توده و نیز در برآورد سطوح مناسب برای انجام عملیات پرورشی کاربرد دارند که در واقع ابزارهایی کنترلی در مدیریت جنگل میباشند (11). تاکنون پژوهشهای مختلفی در زمینه برآورد تنوع زیستی در جنگلهای کشور انجام گرفته است که از آن جمله میتوان به موارد زیر اشاره کرد، پوربابایی (6) تنوع زیستی گونههای چوبی در جنگلهای راش گیلان را مورد بررسی قرار داد و بدین منظور از شاخصهای شانون وینر، سیمپسون، بریلیون، مارگالف و منهینک استفاده کرد. نتایج نشان داد که جوامع مختلف راش، رویشگاههای قطره و ونی، ناو اسالم و تالش شلیشه، املش و رودسر حداکثر ارزش تنوع زیستی و رویشگاههایی مانند سیاهکل، چشمهسر و شنرود حداقل ارزش تنوع زیستی را دارا بودند. حسینی (10) تنوع زیستی را در جنگلهای سوزنی برگ بومی شمال ایران بررسی کرده و از شاخصهای سیمپسون، مارگالف، شانون وینر و منهینک، استفاده کرد. وی چنین نتیجه گرفت که در دامنه رشته کوههای البرز حرکت از سمت غرب به شرق یعنی از غرب مازندران به سمت گلستان، با کاهش نسبی تنوع زیستی همراه است که میتوان آن را در ارتباط با عامل بارندگی تجزیه و تحلیل کرد. نوریان (15) به بررسی وضعیت تنوع گونههای درختی و درختچهای در جنگلهای با مدیریتهای متفاوت طرح جنگلداری پرداختند. نتایج به طورکلی نشان داد وضعیت تنوع گونههای چوبی در سری یک و دو جنگل شصتکلاته با مدیریت دانشگاهی در مقایسه با طرحهای دیگر از وضعیت بهتری برخوردار است و طرح جنگلداری ناهارخوران از نظر شاخصهای تنوع در وضعیت نامطلوبی قرار دارد. نوری و همکاران (16) در مطالعهی خود در بخش پاتم جنگل خیرود در دو منطقه بهرهبرداری شده و نشده، شاخصهای غنای مارگالف، سیمسون، هیل و اسمیت ویلسون را بررسی کردند و نتیجه گرفتند که شاخصهای غنا و مارگالف، شاخصهای ناهمگونی شانون وینر و هیل و شاخص یکنواختی سیمپسون به طور معنیداری در منطقه بهرهبرداری نشده بالاتر بود. جی باتل و همکاران (20) تأثیر مدیریت جنگل را بر تنوع گونههای گیاهی در یک جنگل سوزنی برگ در نوادا کالیفرنیا بررسی کرده و چنین نتیجه گرفتند که غنای گونهای به طور طبیعی در مناطق تحت مدیریت و پناهگاهی در مقایسه با سایر مناطق بیشتر بود. دوگاید و اشتون (19) تأثیر مدیریت جنگل برای بهرهبرداری چوب را بر تنوع گیاهان جنگلهای گرمسیری مورد بررسی قرار داده و در نتایج خود ذکر کردند که حتی گاهی در طی 50 سال اول پس از برداشت چوب، ممکن است اثر قابل تشخیصی بر غنای گونهای مشاهده نشود، اما در مراحل پس از جانشینی گونههای اولیه توالی، به طور قابل ملاحظهای شاخصهای تنوع افت خواهد کرد. مولر و همکاران (25) تأثیر مدیریت و تخریب جنگل را بر غنای گونهها در جنگلهای مرکزی اروپا بررسی کرده و نتیجه گرفتند که افزایش ناهمگنی ساختاری و تنوع گونهای با حفظ تکههای با گروههای از درختان قدیمی، بالغ و جوان در جنگلهای مدیریت شده بیشتر بوده و شیوههایی مانند برداشت انتخابی به جای پاکتراشی نقش مهمی در حفظ تنوع ساختاری در جنگلها دارد. ضرورت چنین پژوهشهایی برای جنگلهای شمال کشور باتوجه به اهمیت این جنگلها به عنوان مهمترین و با ارزشترین اکوسیستمهای جنگلی کشور از نظر تولید چوب و محصولات فرعی، حائز اهمیت است، تا بتوان با برنامهریزی اصولی در زمینه حفاظت و استفاده مستمر از این منابع اقدام کرد. در چند دهه گذشته تعداد قابل توجهی از شاخصهای ساختاری متفاوت معرفی شدهاند و بهمنظور کمیسازی ساختار جنگل و همچنین به منظور اندازهگیری های جایگزین با هدف کمیسازی تنوع زیستی به کار برده شدهاند (26). در پژوهش حاضر، از هر سه گروه شاخصهای تنوع زیستی و از هر گروه چندین شاخص مختلف استفاده شد. در حقیقت، نظر به اهمیت و جایگاه جنگلهای شمال کشور در جهت دستیابی به توسعه پایدار و همچنین حفاظت از اکوسیستمهای طبیعی و تنوع زیستی آنها، لازم است مناسبترین شاخص تنوع گونهای، غنای گونهای، یکنواختی و تأثیر آنها در تنوع زیستی مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد لذا در این مطالعه شش شاخص پرکاربرد برآورد تنوع زیستی شامل: شاخص مارگالف و منهینک (از گروه شاخصهای غنای گونهای)، سیمسون، شانون وینر (از گروه شاخصهای تنوع گونهای) و پیلو، هیپ (از گروه شاخصهای یکنواختی) در بخش گرازبن جنگل خیرود، رامسر و نکا محاسبه و تعیین شد. سپس به منظور مقایسه سه منطقه، از نظر شاخصهای تنوع زیستی، از تحلیل های واریانس یک طرفه و دانکن استفاده گردید و این شاخصها با هم و همچنین نتایج با سایر پژوهشهای انجام شده مقایسه و تجزیه و تحلیل شد. بنابراین، با توجه به اهمیت تنوع زیستی، مدیریت و حفاظت و حراست از آن و جایگاه ویژه جنگلهای شمال در پهنه رویشی ایران و اهمیت حفظ تنوع زیستی آنها، هدف از این مطالعه، بررسی جامع و کاملی از شاخصهای تنوع زیستی و مقایسه و تجزیه و تحلیل این شاخصها به عنوان ابزاری مناسب و کارآمد در بررسی تنوع زیستی جنگلهای شامل ایران می باشد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه
جنگل خیرود: بخش گرازبن به وسعت 24/934 هکتار، سومین بخش از مجموعه جنگلهای تحت مدیریت دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران میباشد که در 7 کیلومتری شرق نوشهر قرار دارد. این بخش در ارتفاع بین 840-1350 متر قرار دارد و از لحاظ زمینشناسی سنگمادر آن، آهکی و طبق نقشه وزارت نفت متعلق به دوران ژوراسیک علیا بوده که در بعضی نقاط از طبقات سخت شکافدار و طبقات نرم به طور متناوب روی هم قرارگرفتهاند (17). خاک این بخش در تقسیمبندی کلی جزء خاکهای قهوهای جنگلی است. براساس اقلیمنگار آمبرژه اقلیم منطقه مورد بررسی مرطوب سرد و در سیستم اقلیمی دومارتون با داشتن ضریب خشکی معادل 6/82، دارای اقلیم "مرطوب نوع ب سرد" میباشد (4). بهطور کلی چهار جامعه گیاهی جنگلی برای بخش گرازبن تشخیص داده شده است که عبارتند از: جامعه بلوط- ممرزستان (Querceto- Carpinetum)، جامعه راش- ممرزستان (Fageto- Carpinetum)، جامعه راشستان مخلوط (Fagetum mix)، جامعه راشستان شرقی (Fagetum orientalis).
جنگل رامسر: قطعات نمونه مورد مطالعه در جنگل اشکته چال حوضه آبخیز 30، سری 5 صفارود رامسر، پارسلهای 513 و 514 با مساحتهای به ترتیب 75 و 40 هکتار و در محدوده ارتفاعی1200 تا 1300 متر ارتفاع از سطح دریا واقع شدهاند. خاک در قسمت جنوبی عرصه آبرفتی و در قسمت شمالی از نوع قهوهای جنگلی است. در مطالعات خاکشناسی که در این عرصه صورت گرفته، مشخص شده که میانگین pH در خاک 54/5 و در لایه هوموس 63/5 است که باعث حضور گونه سیاه گیله (Vaccinium arctostaphylos) در عرصه اشکته چال شده است. در ترکیب پوشش گیاهی میتوان از گونههای درختی: راش (Fagus orientalis Lipsky)، توسکای ییلاقی (Alnus subcordata C.A.Mey )، ممرز (Carpinus betulus L.)، و افرا (Acer velutinum Boiss) نام برد. درجه حرارت متوسط سالانه 9/15 درجه سانتیگراد، متوسط رطوبت نسبی سالانه 7/84 درصد و میزان کل بارندگی سالانه 1162میلیمتر است (5).
جنگل نکا: این منطقه در پارسل 36 سری 4 بخش 2 هفتخال نکا در جنگل موزیسا قرار دارد. حداقل ارتفاع از سطح دریا 900 متر و حداکثر ارتفاع 2060 متر میباشد. کل این قطعه دارای شیب 30 درصد بوده و جهت عمومی آن شمال شرقی- شمالی است. مقدار بارندگی سالیانه آن حدود 619 میلیمتر و درجه حرارت سالیانه بین صفر تا 29 درجه سانتیگراد در نوسان است. سنگ مادری از نوع سنگ آهک و سنگ آهک دولومیتی بوده، تیپ خاک قهوهای شسته شده، بافت خاک کمی سنگین تا سنگین، خاک عمیق، ساختمان خاک دانهای ریز تا درشت و چندوجهی، هوموس از نوع مول، عمق ریشه دوانی متوسط، مقدار نفوذپذیری خاک متوسط تا ضعیف است. توده جنگل متشکل از راش همراه با توسکا و تک درختان ممرز، به ندرت بلوط که گونه بلوط در اطراف فضاهای خالی مشاهده گردیده و درختان توسکا نیز در برخی از سطوح افزایش دارند (13).
روش پژوهش
نحوه اندازهگیری در قطعه نمونه: پس از مشخص شدن مرکز قطعات نمونه ثابت، در داخل قطعه نمونه، قطر برابر سینه تمام درختان زنده که در ارتفاع برابر سینه، قطری بزرگتر از 5/7 سانتیمتر داشتند به کمک خطکش دو بازو اندازهگیری و مقادیر آنها در طبقات یک سانتیمتری در فرمهای آماربرداری به تفکیک گونه یادداشت شد. در مرکز و چهار جهت خارجی هر قطعه نمونه قطعات نمونه دیگری به مساحت چهار متر مربع تعیین و نسبت به برداشت اطلاعات آنها اقدام گردید. این قطعات در سال 1395 برای جنگل خیرود و بخش گرازبن و در رامسر و نکا برای اولین بار پیاده و اندازهگیری شدند. به طوری که 258 قطعه نمونه 1/0 هکتاری در بخش گرازبن، در رامسر 38 قطعه نمونه 1/0 هکتاری و در نکا 40 قطعه نمونه 1/0 هکتاری به صورت ثابت پیاده و اندازهگیری شدند.
شاخصهای تنوع زیستی: مقادیر تنوع گونهای در هر قطعه نمونه با استفاده از شاخصهای ذیل در نرمافزار اکسل محاسبه شد.
شاخص غنای گونهای: غنای گونهای حضور انواع گونهها را نشان میدهد که از طریق شمارش گونههای گیاهی در یک منطقه به دست میآید. تاکنون، تعداد زیادی شاخص غنای گونهای ابداع شده که از میان شاخصهای ارایه شده، شاخص مارگالف و منهینک (23) مشهورتر است که در این پژوهش از آن استفاده شده است:
رابطه 1- شاخص مارگالف:
رابطه 2- شاخص منهینک:
که در روابط 1 و 2، S: تعداد گونه ها و N: تعداد افراد کل گونهها در نمونه میباشد.
شاخص تنوع گونهای: شاخصهای تنوع گونهای، در واقع ترکیبی از غنای گونهای و یکنواختی است. این شاخص، دو مقدار غنای گونهای و یکنواختی را در یک کمیت جمعآوری میکند. در این پژوهش برای بررسی تنوع گونهای از شاخصهای شانون وینر و سیمپسون (18) استفاده شد.
رابطه 3- شاخص شانون وینر:
رابطه 4- شاخص سیمپسون:
که در روابط 4 و 3، pi: فراوانی نسبی گونهی iم میباشد.
شاخص یکنواختی گونهای: شاخص یکنواختی، نحوه پراکنش و توزیع جهت افراد گونهها را نشان میدهد. هر چه توزیع گونهها یکنواختتر باشد، میزان پایداری و ثبات بیشتر بوده، در نتیجه تنوع زیستی بیشتر خواهد بود. در این تحقیق، برای بررسی شاخص یکنواختی از توابع پیلو و هیپ (23) استفاده شد.
رابطه 5- شاخص پیلو:
رابطه6- شاخص هیپ:
که در روابط 5 و 6، H: شاخص محاسبه شدهی تنوع شانون وینر و S: تعداد گونهها میباشد.
تحلیل آماری: به منظور مقایسه سه منطقه مورد مطالعه، از نظر شاخصهای تنوع زیستی، پس از احراز شرایط نرمال بودن و همگنی واریانس از تحلیلهای واریانس یک طرفه و دانکن به ترتیب برای مقایسه کلی بین گروهها و مقایسه میانگین استفاده گردید. کلیه محاسبات مذکور با بهرهگیری از نرمافزار SPSS 17 انجام شد، که نتایج آن در جدول 4 ارائه شده است.
نتایج
مشخصه قطر در تمامی قطعـات نمونه در سه منطقـه مورد
مطالعه، برآورد و با هم مقایسه شده است که نتایج آن در جدول 1 مشاهده میشود.
تحلیلهای توصیفی حداقل، حداکثر و میانگین شاخصهای تنوع گونهای در منطقه مورد پژوهش در جدولهای 2، 3 و 4 ارائه شده است.
همانگونه که در جدول 2 مشاهده میشود در جنگل خیرود، بیشترین مقدار شاخص، عدد 70/1 برای شاخص غنای مارگالف و کمترین آن 11/0 برای شاخص تنوع شانون وینر است.
جدول 1- مقدار حداقل، حداکثر و میانگین مشخصههای قطر برابر سینه (cm) و ارتفاع درختان در سه منطقه مورد مطالعه
منطقه |
نام گونه درختی |
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
خیرود |
راش |
7 |
188 |
90/30 |
افرا |
8 |
194 |
57/25 |
|
ممرز |
8 |
175 |
55/45 |
|
توسکا |
10 |
160 |
35/40 |
|
بلوط |
10 |
210 |
25/50 |
|
سایر گونهها |
10 |
150 |
45/30 |
|
رامسر |
راش |
8 |
115 |
68/33 |
افرا |
8 |
58 |
07/15 |
|
توسکا |
16 |
130 |
58/62 |
|
ممرز |
10 |
95 |
54/47 |
|
سایر گونهها |
8 |
85 |
16/41 |
|
نکا |
راش |
7 |
100 |
12/24 |
توسکا |
9 |
100 |
40/47 |
|
ممرز |
14 |
88 |
5/52 |
جدول 2- مقدار حداقل، حداکثر و میانگین شاخصهای تنوع گونهای در بخش گرازبن جنگل خیرود
شاخصهای تنوع زیستی |
|
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
انحراف معیار |
غنای گونهای |
مارگالف |
2330/0 |
7000/1 |
7193/0 |
2258/0 |
منهینک |
1643/0 |
2900/1 |
6216/0 |
1359/0 |
|
تنوع گونهای |
شانون وینر |
1192/0 |
5600/1 |
7432/0 |
2085/0 |
سیمپسون |
1720/0 |
1 |
6381/0 |
0904/0 |
|
یکنواختی گونهای |
پیلو |
1700/0 |
1 |
6300/0 |
0903/0 |
هیپ |
1200/0 |
1 |
5200/0 |
1008/0 |
در جدول 3 نیز مشاهده میشود که در منطقه جنگلی مورد بررسی در رامسر نیز بیشترین مقدار شاخص، عدد 61/1 برای شاخص غنای مارگالف و کمترین آن 17/0 برای شاخصهای تنوع شانون وینر و هیپ است.
و در نهایت در منطقه جنگلی نکا، بیشترین مقدار شاخص، عدد 99/0 برای شاخص تنوع سیمپسون و کمترین آن 03/0 برای شاخص سیمپسون است.
نتایج تجزیه واریانس یکطرفه در سه ناحیه جنگلی مورد بررسی نشان داد که تمامی شاخصهای تنوع سیمپسون، شانون وینر و غنای مارگالف و منهینک، همچنین شاخصهای یکنواختی پیلو و هیپ در سطح احتمال 95 درصد دارای اختلاف معنیداری هستند. (جدول 5).
در اشکال 1، 2 و 3 تمامی شاخصهای بررسی شده در نمودار، جهت مقایسه بهتر، خلاصه شده است.
همانطور که در اشکال 1 تا 3 دیده میشود، بیشترین مقدار شاخص غنای مارگالف و منهینک، در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا میباشد. همچنین بیشترین مقدار شاخصهای تنوع گونهای سیمپسون و شانون وینر نیز در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا و در مورد شاخصهای یکنواختی هیپ و پیلو در جنگل رامسر و بعد از آن، با اختلاف کمی در جنگل خیرود و کمترین آن در جنگل نکا است.
جدول 3- مقدار حداقل، حداکثر و میانگین شاخصهای تنوع گونهای در جنگل اشکتهچال رامسر
شاخصهای تنوع زیستی |
|
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
انحراف معیار |
غنای گونهای |
مارگالف |
2675/0 |
6100/1 |
6294/0 |
2488/0 |
منهینک |
1740/0 |
2700/1 |
5596/0 |
1835/0 |
|
تنوع گونهای |
شانون وینر |
2145/0 |
3000/1 |
6774/0 |
1250/0 |
سیمپسون |
1049/0 |
7000/0 |
3794/0 |
0846/0 |
|
یکنواختی گونهای |
پیلو |
2700/0 |
1800/1 |
6600/0 |
1423/0 |
هیپ |
1700/0 |
3300/1 |
5700/0 |
1490/0 |
جدول 4- مقدار حداقل، حداکثر و میانگین شاخصهای تنوع گونهای در جنگل هفتخال نکا
شاخصهای تنوع زیستی |
|
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
انحراف معیار |
غنای گونه ای |
مارگالف |
2400/0 |
6213/0 |
35/0 |
0579/0 |
منهینک |
0960/0 |
6000/0 |
2541/0 |
0450/0 |
|
تنوع گونه ای |
شانون وینر |
0430/0 |
4987/0 |
1828/0 |
0408/0 |
سیمپسون |
030/0 |
9900/0 |
2345/0 |
0240/0 |
|
یکنواختی گونه ای |
پیلو |
1300/0 |
6000/0 |
3386/0 |
0505/0 |
هیپ |
1000/0 |
5100/0 |
2460/0 |
0302/0 |
جدول 5- آنالیز تجزیه واریانس شاخصهای تنوع زیستی گونههای درختی در سه منطقه مورد مطالعه
شاخص |
|
مجموع مربعات |
درجه آزادی |
میانگین مربعات |
Fمحاسباتی |
مقدار معنی داری |
مارگالف |
بین گروهها |
462/4 |
2 |
231/2 |
741/16 |
000/0* |
درون گروهها |
981/33 |
255 |
133/0 |
|
|
|
کل |
443/38 |
257 |
|
|
|
|
منهینک |
بین گروهها |
483/2 |
2 |
242/1 |
984/21 |
000/0* |
درون گروهها |
401/14 |
255 |
056/0 |
|
|
|
کل |
884/16 |
257 |
|
|
|
|
سیمپسون |
بین گروهها |
211/2 |
2 |
105/1 |
258/12 |
000/0* |
درون گروهها |
472/18 |
255 |
072/0 |
|
|
|
کل |
682/20 |
257 |
|
|
|
|
شانون |
بین گروهها |
668/4 |
2 |
334/2 |
625/18 |
000/0* |
درون گروهها |
908/31 |
255 |
125/0 |
|
|
|
کل |
576/36 |
257 |
|
|
|
|
هیپ |
بین گروهها |
757/0 |
2 |
379/0 |
916/7 |
000/0* |
درون گروهها |
573/10 |
221 |
048/0 |
|
|
|
کل |
331/11 |
223 |
|
|
|
|
پیلو |
بین گروهها |
887/0 |
2 |
444/0 |
475/11 |
000/0* |
درون گروهها |
583/8 |
222 |
039/0 |
|
|
|
کل |
471/9 |
224 |
|
|
|
* معنیداری در سطح 95 درصد
شکل 1- مقایسه شاخصهای غنای گونهای بین سه منطقه مورد مطالعه
شکل 2- مقایسه شاخصهای تنوع گونهای بین سه منطقه مورد مطالعه
شکل 3- مقایسه شاخصهای یکنواختی گونهای بین سه منطقه مورد مطالعه
بحث و نتیجه گیری
تنوع زیستی و حفاظت از آن از موضوعات حیاتی و مهم در زمینه جنگلداری است (24). از مزایای شاخصها و توابع اندازه گیری تنوع زیستی میتوان به صحت بالا، ارزان بودن و انعطافپذیری بالا اشاره کرد (11). این شاخصها به غیراز تجزیه و تحلیل تنوع زیستی برای هر ایستگاه یا جامعه جنگلی به صورت جداگانه، جهت مقایسه بین جوامع جنگلی مختلف نیز بسیار مفید است (22). در این پژوهش میانگین شاخصهای غنای مارگالف و منهینک، همچنین شاخصهای تنوع شانون وینر و سیمپسون، در جنگل خیرود بالاتر از سایر مناطق بود. که تحت مدیریت دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران است که برنامهریزیهای لازم برای مدیریت آن، علمی و کنترل شده است. نوع و شیوه مدیریت جنگل در افزایش یا کاهش تنوع زیستی نقش اساسی دارد و دستورالعملهای جنگلداری و جنگلشناسی که در ارتباط با ساختار و سایر شرایط توده تهیه میشود در تنوع زیستی خیلی مؤثر خواهد بود. بنابراین اگر روش اتخاذ شده برای مدیریت جنگل با شرایط آن جنگل مطابقت نداشته باشد و یا عوامل غیرقابل کنترل و مخرب در جنگلها کنترل و مدیریت نشود، جنگل در جهت کاهش تنوع زیستی و متعاقب آن سیر قهقرایی پیش خواهد رفت (15). علاوه بر عوامل مدیریتی و حفاظتی و انسانی، عوامل فیزیوگرافی نیز نقش مهمی در شاخصهای غنا و تنوع گونهای ایفا میکنند. نتایج پژوهشهای مختلف نشان میدهد که طبقات متوسط ارتفاعی عموماً دارای بیشترین شاخص غنا و تنوع گونهای است که در پژوهش حاضر هم علت بالا بودن این شاخصها در بخش گرازبن جنگل خیرود را علاوه بر عامل مهم حفاظتی و مدیریتی، میتوان به این عامل نسبت داد. چنانکه آتشگاهی و همکاران (1) در پژوهشی که در جنگل دودانگه ساری انجام دادند چنین نتیجه گرفتند، که بالاترین شاخصهای تنوع در طبقه ارتفاعی 1100-900 متر دیده شده که دقیقا همسو با یافته پژوهش حاضر میباشد. بنابراین، در کل شاخصهای غنا و ناهمگنی در منطقه جنگلی تحت مدیریت و حفاظتشده، نسبت به سایر مناطق دارای افزایش معنیداری است که نشان دهنده این مسأله است که تخریب تودههای جنگلی ناشی از قطع درختان و فشار انسان در عرصههای جنگلی سبب کاهش شدید تعداد و تنوع زادآوری گونههای مختلف شده است. نوریان و همکاران، قمی و پوربابایی (6، 12و 15) و اجتهادی و همکاران (2) و نیز جی باتل، هندریکس و مولر (20، 21و 25) که در پژوهشهای خود به این نتیجه رسیدند که تنوع گونه ای در مناطق تخریب یافته کاهش پیدا کرده و نیز بیشترین تنوع گونه ای را می توان در مناطق تحت مدیریت مشاهده نمود، که این نتایج همسو با یافته های پژوهش حاضر می باشد. در مورد شاخصهای یکنواختی گونهای (شامل شاخص پیلو و هیپ) بیشترین مقدار آن در جنگل رامسر و با اختلاف بسیار کمی از آن در جنگل خیرود و کمترین آن در منطقه جنگلی نکا بود. تخریب و بهرهبرداری شدید در منطقه نکا سبب ایجاد غالبیت بالا برای گونه هایی مانند راش و در نتیجه شاخص غالبیت بالا و یکنواختی بسیار پایین شده است، بهطوری که در اغلب قطعه نمونهها، یک یا دو گونه غالب با فراوانی بالا (گونه راش) حضور داشته و حضور سایر گونه ها کم و یا اصلاً مشاهده نشده است که همین سبب پایین آمدن یکنواختی و افزایش غالبیت در این منطقه شده است. این شاخصها در دو منطقه خیرود و رامسر تقریباً نزدیک به هم و در منطقه جنگلی رامسر اندکی بالاتر از جنگل خیرود است. علاوه بر عامل مدیریت و بهرهبرداری در ارتباط با پایین بودن شاخصهای یکنواختی در منطقه جنگلی نکا، عامل مهم دیگر در این زمینه، عوامل محیطی و از جمله ارتفاع میباشد، به طوری که همانگونه که پیشتر اشاره شد، این منطقه در طبقه ارتفاعی نسبتاً بالاتری از دو منطقه دیگر قرار دارد، این امر و همچنین چیرگی جهت شمالی در این منطقه هم می تواند عامل دیگری برای غالبت گونه راش و غلبه در رقابت با سایر گونه ها باشد. اجتهادی و همکاران (2) نیز در پژوهش خود بررسی تنوع گونهای درختان و فلور ارتفاعات مختلف و شیبهای شرقی غربی دره شیرینرود، استان مازندران، ذکر کردهاند که یکنواختی کمتر در ارتفاعات بالا، به علت حضور فراوان و چیرگی گونه راش است. بنابراین یکنواختی پایین این منطقه جنگلی را علاوه بر عامل مدیریت و تخریب و فشار انسان بر عرصه جنگل، میتوان ناشی از عوامل محیطی به ویژه ارتفاع و جهت دانست. یافتههای پوربابایی و حقگو (7) نیز که در پژوهش خود نتیجه گرفتهاند که نتایج آنالیز واریانس یکطرفه و مقایسات چند دامنه دانکن نشان داد که تأثیر جهت دامنه بر تنوع گونهای و یکنواختی معنیدار است و جهتهای جنوبی تنوع و یکنواختی بالاتری داشتند، مشابه نتیجه مطالعه حاضر است، ولی برخلاف نتیجه تحقیق بهمنی (3) که مقایسه شاخصهای تنوع زیستی گونههای درختی در جنگل دارابکلا را انجام داد و اظهار داشت که شاخصهای تنوع گونهای در جهت شمالی بیشتر از جهت جنوبی به دست آمده ولی در مورد شاخص غنای گونهای این دو جهت تقریباً برابر بوده است و در مورد شاخص یکنواختی شاخص پیت در جهت شمالی و شاخص هیل در جهت جنوبی بیشتر شده است، که در مورد شاخص یکنواختی هیل، مشابه با نتایج تحقیق حاضر است. همچنین عامل مهم دیگر در بالاتر بودن شاخصهای تنوع زیستی در غرب استان مازندران (جنگل خیرود در نوشهر) نسبت به شرق استان (نکا) را می توان رطوبت نسبی و میزان بارندگی دانست چنانکه حسینی (10) در تحقیق خود که تنوع زیستی را در جنگلهای سوزنی برگ بومی شمال ایران بررسی نمود و از شاخصهای سیمپسون، مارگالف، شانون وینر و منهینک، استفاده کرد، چنین نتیجه گرفت که در دامنه رشته کوههای البرز حرکت از سمت غرب به شرق یعنی از غرب مازندران به سمت گلستان، با کاهش نسبی تنوع زیستی همراه است که میتوان آن را در ارتباط با عامل بارندگی تجزیه و تحلیل کرد، که همسو با نتایج پژوهش حاضر است. به طور کلی، نتایج مطالعات مشابه نیز نشان می دهد که دمای کمتر و کندتر آب شدن یخ در این زمینها، سرمای زودرس و از بین رفتن قسمتهای هوایی غیرخشبی درختان و سایر گیاهان در برخی از مناطق به ویژه در ارتفاعات بالا، باعث تنوع کمتری در این جهات میشود. این دامنهها دارای رطوبت و سرمای بیشتری بوده و باعث غالبیت گونه راش شده و در نتیجه سبب کاهش شاخص یکنواختی میگردد (1) البته شایان ذکر است که در مناطق مختلف با توجه به خصوصیات اقلیمی و زمینشناختی و موقعیت جغرافیایی آنها نتایج مختلفی درباره جهات دامنه حاصل میشود ولی معمولاً تنوع در دامنههایی با رطوبت و حرارت بالاتر بیشتر است. به طورکلی تفاوت فاحش در شاخصهای غنا و تنوع گونهای در جنگل تحت مدیریت خیرود نسبت به دو منطقه دیگر (بهویژه منطقه جنگلی نکا) علی رغم مشابهت نسبی شرایط اقلیمی، فیزیوگرافی و زیستی، را میتوان ناشی از شیوه مدیریت در این جنگلها دانست که این یافته همسو با نتایج نوریان و همکاران (15) میباشد که نتایج پژوهش آنها به طور کلی نشان داد وضعیت تنوع گونههای چوبی در سری یک و دو جنگل شصتکلاته با مدیریت دانشگاهی در مقایسه با طرحهای دیگر از وضعیت بهتری برخوردار است و طرح جنگلداری ناهارخوران از نظر شاخصهای تنوع در وضعیت نامطلوبی قرار دارد. از جمله دیگر پژوهشها که مؤید وجود شاخصهای تنوع زیستی بالاتر در مناطق تحت مدیریت و بهرهبرداری نشده یا کمتر بهرهبرداری شده، میباشد همچنین میتوان به پژوهش پوربابایی و داوود (8) و نوری و همکاران (16) اشاره کرد. علاوه بر عوامل مدیریتی و محیطی که میتوانند بر شاخصهای تنوع زیستی اثرگذار باشند، عامل مهم دیگر را میتوان روشهای جنگلشناسی دانست (16)، اما از آنجا که در هر سه منطقه مورد بررسی، از شیوه جنگلشناسی نزدیک به طبیعت به روش گزینشی استفاده شده است، لذا این عامل اثر کمتری بر تفاوت شاخصهای تنوع زیستی بین این سه منطقه داشته است، بنابراین، دیگر عوامل ذکر شده بهخصوص نحوه بهرهبرداری و اجرا را میتوان عامل مهمتری در این زمینه دانست. همانگونه که گفته شد، جنگل آموزشی و پژوهشی خیرود به مساحت 10000 هکتار طی قراردادی برای انجام کارهای آموزشی و پژوهشی در زمینه علوم و فنون جنگل و اجرای طرحهای جنگلداری نمونه و بهرهبرداری اصولی و غیره به دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران واگذار گردید. بنابراین میتوان چنین نتیجه گرفت که همانگونه که تجزیه و تحلیل و بررسی شاخصهای تنوع زیستی نشان داد، در منطقه مورد بررسی جنگل نکا، تخریب جنگل و بهرهبرداری شدید و فشار فراتر از توان به منظور برداشت گونه هایی با ارزش اقتصادی زیادتر مانند راش، باعث کاهش تنوع زیستی در این منطقه شده است. اگرچه، به سبب نیاز روزافزون بشر به توسعه صنایع چوب، بهرهبرداری از جنگل اجتنابناپذیر است، اما بهرهبرداری اگر مطابق اصول مناسب باشد، میتوان تا حد زیادی آثار مخرب آن مانند کاهش تنوع زیستی را کاهش داد و در این میان، یکی از مسائل مهم آگاهی مدیر جنگل از تغییرات اکوسیستم جنگل مورد بهرهبرداری در زمانهای مختلف است (14). درکل، این بهرهبرداری های شدید و گاهاً غیراصولی و عدم برنامهریزی در جهت بهرهبرداریهای مدیریت شده را از عوامل مهم تخریب میتوان به حساب آورد که این شرایط را با مقدار کمتری در منطقه جنگلی صفارود رامسر هم میتوان مشاهده کرد. که به نظر میرسد توجه به اصل حفاظت در برنامه های مدیریتی جنگل و انتخاب روشهای بهرهبرداری مناسب و مدیریتشده در این مناطق جنگلی با شاخصهای تنوع زیستی نسبتاً پایین، امری لازم و حیاتی است. شاخصهای تنوع زیستی علاوه بر مفید بودن در جهت مطالعه تنوع زیستی رویشگاهها و جوامع جنگلی، ابزارهای مناسبی برای مقایسه تنوع زیستی بین مناطق جنگلی مختلف نیز میباشند (24). کاهش تنوع زیستی در جنگل پیامدهای نامطلوب بیشماری را میتواند به دنبال داشته باشد که مهمترین آن، بیثباتی بوم سازگان جنگلی است و همین امر لزوم بررسی و تجزیه و تحلیل تنوع زیستی در رویشگاهها و مناطق جنگلی مختلف کشور را به روشنی نشان میدهد.