ارزیابی و مقایسه شاخص‌های تنوع زیستی گونه‌های درختی در جنگلهای هیرکانی (مطالعه موردی: جنگل‌های خیرود، رامسر و نکا)

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]

  • sahar Heidari Masteali 2

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]

  • Duncan test
  • Forest
  • Simpson
  • Shannon Wiener
  • Species richness

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.

  • آتشگاهی، ز.، اجتهادی، ح.، و زارع، ح.، 1394. ارتباط عوامل توپوگرافی و تنوع گیاهان در جنگلهای شرق دودانگه ساری، استان مازندران، مجله پژوهشهای گیاهی، 28 (1)، صفحات 11-1.
  • اجتهادی، ح.، عکافی، ح.، و قریش الحسینی، ج.، 1381. بررسی و مقایسه شاخص های عددی تنوع گونه ای در دو رویشگاه با مدیریت چرای متفاوت. مجله زیست شناسی ایران، 3، 4، صفحات 58-49.
  • بهمنی، ه.، عطایی، ا.، و مرادمند جلالی، ع.، 1392. مقایسه شاخص های تنوع زیستی گونه های درختی در جنگل دارابکلا، مجله علوم و تکنولوژی محیط زیست، 59، صفحات 64-55.
  • بیات، م.، حیدری، س.، و بورک، چ.، 1397. کاربرد رگرسیون سیمبولیک و سیستم اطلاعات جغرافیایی در حوضه آبخیز خیرود برای ارائه مدل‌های مکانی تأثیرگذار بر سطح سیمای سرزمین، مجله محیط شناسی، 3، صفحات 424-411.
  • بیات، م.، حسنی، م.، و حیدری، س.، 1398. برآورد رویش ده ساله گونه راش با استفاده از مدل شبکه عصبی و رگرسیون خطی چندگانه در جنگل رامسر، مجله پژوهش و توسعه جنگل، شماره 3، صفحات 394-381..
  • پوربابایی، ح.، 1378. تنوع زیستی گونه های چوبی در جنگل های راش گیلان ، کنگره ملی مدیریت جنگل های شمالی و توسعه پایدار، رامسر. ایران.
  • پوربابایی، ح.، و حقگوی، ط.، 1392. تأثیر عوامل فیزیوگرافیک بر تنوع گونه های درختی (تحقیق موردی: پارک جنگلی کندلات، گیلان(، فصلنامة علمی - پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21 (2)، صفحات 255-243.
  • پوربابایی، ح.، و داوود، خ.، 1384، تنوع گونه ای گیاهان چوبی در جنگلهای سری یک کلاردشت، مازندران، مجله زیست شناسی ایران، 18، صفحات 321-307
  • جعفری، ج.، طبری کوچک سرایی، م.، حسینی، م.، و کوچ، ی.، 1394. تأثیر فاکتورهای خاک روی تنوع زیستی گیاهی گروه گونه­های اکولوژیک در جنگل حفاظت شده خراسان شمالی، مجله پژوهشهای گیاهی، 28 (1)، صفحات 51-35.
  • حسینی، م.، 1378. بررسی تنوع زیستی مخروطیان در جنگلهای بومی شمال ایران، کنگره ملی مدیریت جنگلهای شمالی و توسعه پایدار، رامسر، ایران، صفحات 80-67.
  • علیجانی، و.، فقهی، ج.، زبیری، م.، و مروی مهاجر، م.، 1391. کمی سازی ساختار مکانی جنگل های میان بند شمال ایران (مطالعه موردی: بخش گرازبن جنگل خیرود(، مجله محیط زیست طبیعی، 65، صفحات 125-111.
  • قمی اویلی، ع.، حسینی، م.، متاجی، ا.، و جلالی، ق.، 1386. بررسی تنوع زیستی گونه های چوبی و زادآوری در دو جامعة گیاهی مدیریت شده درمنطقة خیرودکنار نوشهر، مجله محیط شناسی، 43، صفحات 106-101.
  • محمدنژاد کیاسری، ش.، ثاقب طالبی، خ.، رحمانی، ر.، و داستانگو، ت.، 1397. ارزیابی تنوع گیاهان و بی‌مهرگان خاک‌زی در مرحله‌های تحولی تودۀ طبیعی راش، جنگل هفت‌خال در شرق مازندران، مجله جنگل و فرآورده های چوب، 3، صفحات 197-185.
  • میرزایی، ج.، حیدری، م.، و عطار روشن، س.، 1394. تغییرات پوشش و تنوع زیستی گونه های گیاهی در اثر بهره برداری صنعتی در جنگل شفارود گیلان، مجله پژوهشهای گیاهی، 28 (2)، صفحات 444-435.
  • نوریان، ن.، شتایی جویباری، ش.، و محمدی، ج.، 1396. بررسی وضعیت تنوع گونههای درختی و درختچهای در جنگلهای با مدیریتهای متفاوت طرح جنگلداری، مجله بوم شناسی کاربردی، 3، صفحات 54-43.
  • نوری، ز.، فقهی، ج.، زاهدی، ق.، و رحمانی، ر.، 1389. برآورد تنوع گونه ای درختان در اشکوب های مختلف جنگلی (مطالعه بخش پاتم، جنگل آموزشی و پژوهشی خیرود(، مجله محیط زیست طبیعی (منابع طبیعی ایران)، 63 (4)، صفحات 407-399.

 

  • Bayat, M., Noi, P., Zare, R., and Bui, D. T., 2019. A semi-empirical approach based on genetic programming for the study of biophysical controls on diameter-growth of fagus orientalis in Northern Iran. Remote Sensing, 11(14), 1680 p. https://doi.org/10.3390/rs11141680.
  • Bourque, C. P. A., and Bayat, M., 2015. Landscape variation in tree species richness in northern Iran forests, PLoS One, 10 (4), PP: 1-18.
  • Duguid, , and Ashton, A., 2013. A meta-analysis of the effect of forest management for timber on understory plant species diversity in temperate forests, Forest Ecology and Management, 303(1), PP: 81-90.
  • JBattles, J., JShlisky, A., HBarrett, R., CHeald, R., and HAllen-Diaz, B., 2001. The effects of forest management on plant species diversity in a Sierran conifer forest. Forest Ecology and Management, 146 (1–3), PP: 211-222.
  • Hendricks, H. H., Bond, W. J., Midgley, J. J., and Novellie, P. A., 2005. Plant species richness and composition a long livestock grazing intensity gradients in a Namaqualand (South Africa) protected area. Plant Ecology, 176, PP: 19-33.
  • Kery, M., and Schmid, H., 2006. Estimating species richness: calibrating a large avian monitoring program, Appl, Ecol, 43, PP: 101-110.
  • Krebs, C. J., 1999. Ecological Methodology, University of British Columbia, Jim Green publisher, 620 p.
  • Lakićević, M., and Srđević, B., 2018. Measuring Biodiversity in Forest Communities – A Role of Biodiversity Indices, Contemporary Agriculture, 67(1), PP: 65 –
  • Müller, J., Bochc, S., Pratic, D. A., Socher, S., Pommera,g, U., Hessenmöllere, H. D., Schalli, P., Detlef Schulzee, E., Fischerc, M., 2019. Effects of forest management on bryophyte species richness in Central European forests. Forest Ecology and Management, 432, PP: 850-859.
  • Pommerening, A., 2002. Approaches to quantifying forest structures. Forestry, 75(3), PP: 305-324.
دوره 34، شماره 2
مرداد 1400
صفحه 315-326
  • تاریخ دریافت: 15 اردیبهشت 1398
  • تاریخ بازنگری: 05 مهر 1398
  • تاریخ پذیرش: 17 آذر 1398