نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیئت علمی- مدیر گروه

2 دانشجو

3 عضو هیئت علمی

چکیده

قسمتی از ترکیب گیاهی در اکوسیستم¬های طبیعی به صورت جوامعی از بذرهای زنده در بانک بذر خاک نهفته است. شناسایی این منبع گونه¬ای نقش مهمی در حفاظت و احیای پوشش گیاهی دارد. هدف از این تحقیق شناسایی مقدار بذر موجود در خاک بخشی از علفزار کوهستانی ارتفاعات البرز در استان مازندران می¬باشد. نمونه¬گیری بانک بذر خاک در دو عمق صفر تا 5 و 5 تا10 سانتی¬متری خاک انجام و ترکیب و مقدار بانک بذر خاک به روش جوانه¬زنی در گلخانه تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که تعداد 49 گونه گیاهی در بانک بذر خاک حضور دارند که از این تعداد تنها 30 گونه بین بانک بذر و پوشش گیاهی سطح زمین مشترک بودند. نیمی از بذر¬های موجود در خاک منطقه مربوط به گونه¬های .Carex sp، Cynodon dactylon، Stachys byzanthina ،glomerata Dactylis و Stellaria media است. از نظر گروه¬های گیاهی غالبیت بانک بذر خاک با تیره گندمیان، جگن، نعناعیان، فرم زیستی همی¬کریپتوفیت، فرم رویشی پهن¬برگان علفی و چند ساله¬ها بوده است. حدود 70 درصد از تراکم بانک بذر خاک در عمق صفر تا پنج سانتی¬متری خاک مشاهده گردید. نتایج نشان داد که بانک بذر لایه سطحی خاک به طور معنی¬داری نسبت به عمق پایین از غنا و تنوع گونه-ای بیشتری برخوردار است. مقایسه پوشش گیاهی و بانک بذر خاک نشان داد که پوشش گیاهی سطح زمین دارای غنا و تنوع بیشتری نسبت به بانک بذر خاک می¬باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Species composition and seed density of soil seed bank in mountain grassland of north Alborz

نویسندگان [English]

  • Jamshid Ghorbani 1
  • Samaneh Nazari 2
  • Sayed Hassan Zali 3
  • Reza Tamartash 3

1 Academic Staff- Head of department

2 student

3 Academic staff

چکیده [English]

In natural ecosystems, a part of species composition is stored in the soil seed bank as a community of living seeds. Identifying these species pools is important for vegetation conservation and restoration. This study aimed to identify the seed bank size and composition in a part of mountain grassland of Alborz in Mazandaran province. Seed bank was sampled from two soil depths (0-5 and 5-10 cm) and then emerging seedlings were identified and counted in a glasshouse. Results showed that 49 species were in the soil seed bank, of which only 30 species were common between the soil seed bank and standing vegetation. The most abundant species in the seed bank were Carex sp., Cynodon dactylon, Stachys byzanthina, Dactylis glomerata and Stellaria media comprising 50% of the total. According to plant functional groups, Gramineae, Cyperaceae, Labiatae, hemi-cryptophytes, forbs and perennials were dominant in the seed bank. The majority of seedlings originated from the upper soil layer (0-5 cm), with 70% of the total germination. Moreover, the upper soil layer significantly had greater species richness and diversity than that in lower soil depth. Also, greater species richness and diversity was found in above-ground vegetation than that in the soil seed bank.

کلیدواژه‌ها [English]

  • seed bank
  • seed germination
  • species richness
  • Diversity
  • Grassland

ترکیب گیاهی و تراکم بذر گونه­ها در بانک بذر خاک علفزار کوهستانی در دامنه شمالی البرز

سمانه نظری، جمشید قربانی*، سید حسن زالی و رضا تمرتاش 

ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی، گروه مرتعداری 

تاریخ دریافت: 18/6/90               تاریخ پذیرش: 12/2/91 

چکیده

قسمتی از ترکیب گیاهی در اکوسیستم­های طبیعی به صورت جوامعی از بذرهای زنده در بانک بذر خاک نهفته است. شناسایی این منبع گونه­ای نقش مهمی در حفاظت و احیای پوشش گیاهی دارد. هدف از این تحقیق شناسایی مقدار بذر موجود در خاک بخشی از علفزار کوهستانی ارتفاعات البرز در استان مازندران می­باشد. نمونه­گیری بانک بذر خاک در دو عمق صفر تا 5 و 5 تا10 سانتی­متری خاک انجام و ترکیب و مقدار بانک بذر خاک به روش جوانه­زنی در گلخانه تعیین گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که تعداد 49 گونه گیاهی در بانک بذر خاک حضور دارد که از این تعداد تنها 30 گونه بین بانک بذر و پوشش گیاهی سطح زمین مشترک بودند. نیمی از بذر­های موجود در خاک منطقه مربوط به گونه­های .Carex sp، Cynodon dactylon،Stachys byzanthina ،glomerata  Dactylis و Stellaria media است. از نظر گروه­های گیاهی غالبیت بانک بذر خاک با تیره گندمیان، جگن، نعناعیان، فرم زیستی همی­کریپتوفیت، فرم رویشی پهن­برگان علفی و چند ساله­ها بوده است. حدود 70 درصد از تراکم بانک بذر خاک در عمق صفر تا پنج سانتی­متری خاک مشاهده گردید. نتایج نشان داد که بانک بذر لایه سطحی خاک به طور معنی­داری نسبت به عمق پایین از غنا و تنوع گونه­ای بیشتری برخوردار است. مقایسه پوشش گیاهی و بانک بذر خاک نشان داد که پوشش گیاهی سطح زمین دارای غنا و تنوع بیشتری نسبت به بانک بذر خاک می­باشد.

واژه‌های کلیدی: بانک بذر خاک، جوانه‌زنی بذر، غنای و تنوع، علفزار

* نویسنده مسئول، تلفن: 09111568372 ، پست‌الکترونیکی:  j.ghorbani@sanru.ac.ir 

مقدمه

 

بذر گیاهان پس از رسیدن و جدا شدن از پایه مادری توسط عوامل مختلف غیر زنده (نظیر باد، آب) و عوامل زنده (انواع مختلف جانوران) پراکنده می­شوند (17). بخشی از این بذرها به لایه سطحی خاک اضافه شده که با گذشت زمان تشکیل بانک بذر خاک را می­دهند. بانک بذر نتیجه تجمع و ماندگاری بذر در خاک می­باشد (31، 34). این منبع گونه­ای دارای پویایی بوده یعنی ورودی و خروجی آن در طول زمان متغیر است (16،26). تغییرات در ترکیب گونه­ای و مقدار بذر گونه­ها در خاک در پویایی پوشش گیاهی سطح زمین مؤثر است (21، 25،40). اندازه و مقدار بانک بذر خاک توسط چندین ورودی و خروجی کنترل می­شود (31). تولید بذر گیاهان در مقیاس محلی و منطقه­ای مهمترین ورودی بانک بذر بوده که به آن بارش بذر می‌گویند. عواملی نظیر باد، آب و پراکنش بذرها توسط موجودات زنده از عوامل مؤثر در این ورودی هستند (21،31). در مقابل چندین عامل موجب تخلیه یا خروج بذرها از خاک می­شوند. جوانه­زنی موفق یا ناموفق، از بین رفتن بذرها توسط عوامل بیماری‌زا یا موجودات زنده، جابجایی بذرها به اعماق خاک و بذرخواری توسط موجودات زنده از مهمترین خروجی‌های بانک بذر هستند (31).

ترکیب پوشش گیاهی هر منطقه تابعی از گونه­های گیاهی موجود در پوشش گیاهی سطح زمین، پراکنش بذر­ها به صورت بارش بذر و ذخیره بذر­ها به صورت بانک بذر خاک می­باشد (40). توصیف جوامع گیاهی سطح زمین و بررسی هر گونه تغییرات در آنها نیاز به شناخت و بررسی بانک بذر خاک دارد (28 و 36). علاوه­ بر این بانک بذر خاک به‌عنوان یکی از مهمترین منابع تأمین بذر به‌منظور استقرار جوامع گیاهی پس از تخریب و نابودی پوشش گیاهیست (12 و 20) که در شناخت میزان پتانسیل رویشگاه­ها جهت احیا نیز مهم می­باشد (13). از این منبع گونه­ای می­توان خطر حذف گونه­ها از فلور یک منطقه در صورت بروز عوامل تخریب را پیش­بینی کرد (18 و 33). با شناسایی ترکیب بانک بذر خاک می­توان وضعیت پوشش گیاهی در گذشته را نیز تفسیر نمود (15، 29 و 39). امروزه علاقه‌مندی زیادی در سطح جهانی برای مطالعه بانک بذر خاک که بخشی از غنا و تنوع گیاهی را در خود جای داده، ایجاد شده است اما در ایران مطالعات اندک در خصوص ذخایر گونه­ای موجود در خاک صورت گرفته که با توجه به وسعت و تنوع فلور کشور ناکافی و ناچیز است. از آن جمله می­توان به مطالعات انجام شده در دامنه شمالی البرز (3، 5، 7 و10) و برخی مناطق خشک و نیمه خشک کشور (4،6،8،9،11،24) اشاره کرد. بی‌شک این که چه گونه­هایی می­توانند بانک بذر تشکیل دهند نیاز به انجام مطالعات بیشتر در مناطق مختلف دارد. این مقاله امکان تشکیل بانک بذر توسط گیاهان در بخشی از علفزار­های کوهستانی منطقه سرخ آباد سوادکوه در استان مازندران را مورد بررسی قرار داده است. نتایج این تحقیق می­تواند در حفاظت و مدیریت پوشش گیاهی منطقه کاربرد داشته باشد.  

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه: این تحقیق در بخشی از علفزار­های دامنه شمالی البرز واقع در مراتع سرخ آباد سوادکوه در استان مازندران با طول جغرافیایی ̋ 44́ 55 °52 تا ̋ 28́  56 °52 و عرض جغرافیایی ̋ 26́ 57 °35 تا ̋ 10́  56 °36  انجام شد. منطقه مورد مطالعه از لحاظ توپوگرافی در یک منطقه کوهستانی واقع شده است که ارتفاع بلند­ترین نقطه آن 2753 متر و ارتفاع نقطه خروجی آن برابر 2090 متر از سطح دریاست. براساس آمار ده‌ساله از ایستگاه باران‌سنجی زردگل سرخ آباد بارندگی متوسط سالیانه منطقه حدود 500 میلی­متر می­باشد. دمای متوسط آن 9/15 درجه سانتی­گراد و از نظر اقلیمی براساس طبقه­بندی آمبرژه در منطقه نیمه مرطوب قرار گرفته است.

نمونه­‌گیری بانک بذر خاک:  نمونه­گیری در امتداد چهارده ترانسکت 200 متری انجام که بر روی هر ترانسکت در 10 پلات یک متر مربعی نمونه­گیری خاک و پوشش گیاهی انجام شد. زمان نمونه­گیری بانک بذر خاک در اسفند ماه (پس از سپری کردن یک دوره سرما که برای شکسته شدن خواب بذر­ها لازم هستند) و برای پوشش گیاهی در فصل رویش گیاهان انجام گردید. نمونه­گیری خاک از دو عمق (صفر تا 5 و 5 تا 10 سانتی­متر) انجام و بعد نمونه­های مربوط به هر عمق به طور مجزا در یک نایلون پلاستیکی قرار داده شدند. نمونه­های خاک مربوط به هر عمق در دو پلات مجاور با هم مخلوط گردید و در مجموع 140 نمونه خاک به گلخانه منتقل شدند. قبل از قراردادن نمونه­های خاک در گلخانه، سنگ و سنگریزه­ها، بقایای ریشه­های گیاهی، ریزوم­ها و پیاز­ها از نمونه­های خاک جدا شدند. سپس نمونه­ها­ی خاک درون ظروف پلاستیکی که کف آن به ارتفاع تقریبی یک سانتی‌متر از شن استریل (به‌منظور جذب بهتر آب) پر شده بود، ریخته شدند. در گلخانه نمونه­ها روی میز­ها چیده شده و آبیاری با مرطوب کردن کف میز که از کیسه گونی پوشانده بوده انجام شد. برای جلوگیری از احتمال ورود بذر از مناطق اطراف کلیه منافذ گلخانه پوشانده شدند. همچنین چند ظرف که تنها شامل ماسه استریل بوده در گلخانه قرار داده شد تا رویش گیاهچه­ها در آنها به‌عنوان آلودگی از محیط اطراف لحاظ شده و این گونه­ها از داده­ها حذف شوند. نمونه­ها به مدت 11 ماه در گلخانه در شرایط رطوبت و دمای طبیعی قرار گرفته و در این فاصله زمانی بذر­های جوانه زده شناسایی شدند. در صورت عدم شناسایی، گیاهچه­ها به ظروف بزرگتر برای رشد بیشتر منتقل شدند. برای پوشش گیاهی سطح زمین درصد تاج پوشش گیاهان برآورد گردید.

تجزیه و تحلیل داده­ها: داده­های بانک بذر خاک شامل شمارش تعداد گیاهچه­های جوانه­زده در دو عمق صفر تا 5 و 5 تا 10 سانتی­متر بوده است. این داده­ها در آزمون اندرسون-دارلینگ از توزیع نرمال پیروی نکردند. بنابراین برای محاسبه میانگین تراکم بانک بذر هر گونه در هر عمق ابتدا داده­ها تبدیل ( ) شده و بعد میانگین داده­های تبدیل شده محاسبه و در ادامه میانگین­ها برگردانده شدند. این تبدیل برای داده­های بانک بذر که شمارشی بوده و دارای تعداد زیاد صفر هستند توصیه شده است (19 و 32). میانگین­های تراکم بذر به صورت تعداد بذر در واحد سطح یک متر مربع گزارش شده­اند. با توجه به لیست گونه­های گیاهی، تراکم بذر در خاک بر حسب تیره­های گیاهی و سایر گروه­های گیاهی محاسبه گردید. شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای بانک بذر خاک و همچنین پوشش گیاهی در نرم افزار Past محاسبه گردید. سپس از آزمونt  دو دامنه برای مقایسه این شاخص­ها در پوشش گیاهی و بانک بذر خاک استفاده شد. از این آزمون برای مقایسه شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای در دو عمق خاک نیز استفاده شد.

نتایج

شناسایی ذخایر گونه­ای بانک بذر خاک: بذر 49 گونه گیاهی در فلور بانک بذر خاک مشاهده گردید (جدول1). از 49 گونه موجود در بانک بذر خاک کل منطقه 33/50 درصد از بذر­های موجود در خاک به‌ترتیب مربوط به گونه­های .Carex sp، Cynodon dactylon، Stachys byzanthina ،glomerata  Dactylis و Stellaria media بود (جدول1). میانگین تراکم بذر در کل منطقه 3711 بذر بود. 46 گونه گیاهی از عمق اول خاک (صفر تا 5 سانتی­متری) و 41 گونه از عمق دوم (پنج تا ده سانتی­متری) جوانه زدند (جدول1). از تعداد 49 گونه گیاهی مشاهده شده در بانک بذر خاک 19 گونه تنها در بانک بذر خاک و 30 گونه هم در پوشش گیاهی و هم در بانک بذر مشاهده شدند (جدول 1).

میانگین تراکم بذر در عمق اول خاک 2610 و عمق دوم  1101 بذر بود. حدود 70 درصد از بذر­ها از عمق صفر تا 5 سانتی‌متری و 30 درصد از عمق 5 تا 10 سانتی­متری خاک جوانه زدند (جدول1). گونه­های Nonnea annua،Rumex elbursensis ، Descurainia sophia،  Medicago minima،Myosotis olympica ،Polygonum patulum ، Polygonum avicular  و Conyza canadensis تنها در عمق صفر تا 5 سانتی­متری خاک بودند و گونه‌هایMentha aquatica ، Convolvulus arvensis و Chenopodium album تنها در عمق 5 تا 10 سانتیمتری خاک مشاهده شدند (جدول1).

حضور گروه­های گیاهی در بانک بذر خاک: نتایج نشان داد که از میان فرم­های زیستی همی­کریپتوفیت­ها با 28 گونه 58/53 درصد از بانک بذر خاک را تشکیل دادند (جدول2). از میان فرم­های رویشی پهن­برگان علفی 15/75 درصد از بانک بذر خاک را به خود اختصاص دادند. بررسی گونه­های موجود در فلور بانک بذر از لحاظ طول عمر نشان داد که 18/74 درصد از کل بانک بذر مربوط به گیاهان چند­ساله بوده است (جدول2). میانگین تراکم بذر کلیه گروه­های کارکردی در عمق اول بیشتر از عمق دوم خاک بود (جدول2).

 

 

جدول1- میانگین تراکم بذر گونه­های گیاهی در بانک بذر خاک علفزار منطقه سرخ آباد سوادکوه استان مازندران*

گونه­های گیاهی

درصد از کل بانک بذر خاک

5- 0 سانتی‌متر

10-5 سانتی‌متر

حضور یا عدم حضور در پوشش گیاهی

Achillea millefolium

15/0

6/3

2/1

+

Agropyron sp.

72/6

1/110

8/111

-

Brachypodium pinnatum

95/1

22

2/17

+

Capsella bursa-pastoris

36/2

7/126

4/81

+

Carex sp.

65/13

6/468

1/109

+

Chenopodium album

05/0

-

9/4

-

Convolvulus arvensis

05/0

-

9/4

+

Conyza canadensis

05/0

4/2

-

-

Cynodon dactylon

31/12

4/253

4/63

-

Dactylis glomerata

80/7

165

2/60

+

Descurainia sophia

05/0

9/4

-

+

Digitaria sangoinalis

26/2

6/47

7/3

-

Draba nemorosa

21/0

9/4

14

+

Erigeron acer

87/0

7/17

5/9

-

Eryngium billardieri

77/0

7/17

1/16

+

Erodium ciconium

15/0

2/10

4/2

+

Galium verum

36/0

4/12

4/2

+

Geranium pyrenaicum

31/0

1/4

2

+

Hieracium sp.

21/0

5/4

2/1

+

Hypericum hyssopifolium

26/0

7/2

2

+

Juncus sp.

31/2

3/86

2/39

-

Medicago lupulina

28/1

4/31

9/11

+

Medicago minima

05/0

2/1

-

+

Medicago sp.

10/0

2/1

4/2

-

Mentha aquatica

05/0

-

9/4

+

Mentha sp.

82/2

7/61

9/25

-

Myosotis olympica

15/0

8/4

-

+

Nonnea annua

05/0

2/1

-

-

Pimpinella sp.

67/2

9/74

9/20

+

Plantago major

26/0

4/2

6/8

-

Plantago ovata

57/4

9/116

8/30

+

Poa bulbosa

92/0

6/47

7/2

+

Polygonum avicular

41/0

3/16

-

+

Polygonum patulum

05/0

2/1

-

-

Potentilla  canescens

59/1

1/30

8/16

+

Potentilla reptans

26/0

2/8

9/4

+

Rumex elbursensis

62/0

8/12

-

-

Sanguisorba minor

97/0

5/28

6/3

+

Senecio sp.

21/0

2

2

-

Sonchus oleraceus

44/5

9/84

9/106

-

Stachys byzanthina

08/9

243

9/116

+

Stellaria media

49/7

9/224

4/65

+

Stipa sp.

36/0

1/6

4/11

-

Taraxacum montanum

87/2

9/63

20

-

Taraxacum syriacum

62/0

3/12

5/6

+

Tragopogon sp.

51/0

2/9

5/8

-

Trifolium repens

72/0

5/26

3/5

+

Urtica dioica

2

1/115

3/41

+

Veronica persica

03/1

17

5/36

-

* در هر منطقه تراکم بذر در دو عمق خاک (صفر تا 5 و 5 تا 10 سانتی­متر) آورده شده و اعداد میانگین برگردانده شده از تبدیل جذر می­باشند. حضور در پوشش گیاهی سطح زمین با علامت +  مشخص شده است.

 

جدول 2- میانگین تراکم بذر گروه­های گیاهی در علفزار منطقه سرخ آباد سوادکوه، استان مازندران

درصد از کل بانک بذر

10-5 سانتی‌متر

5-0 سانتی‌متر

تعداد گونه

گروه­های گیاهی

58/53

2/661

2/1327

28

همی کریپتوفیت­ها

60/20

7/159

9/604

4

کریپتوفیت­ها

82/25

1/280

3/678

17

تروفیت­ها

85/24

4/270

9/651

7

گندمیان

15/75

5/830

5/1958

42

پهن­برگان علفی

82/25

1/280

3/678

17

یکساله­ها

18/74

8/820

1/1932

32

چند ساله­ها

 

جدول3- میانگین تراکم بذر تیره­های مختلف گیاهی در بانک بذر خاک در علفزار منطقه سرخ آباد  سوادکوه، استان مازندران

تیره گیاهی

تعداد گونه

5-0 سانتی‌متر

10-5 سانتی‌متر

درصد از بانک بذر کل

Apiaceae

2

7/92

37

49/3

Boraginaceae

2

6

-

16/0

Brassicaceae

2

7/131

4/95

12/6

Caryophyllaceae

2

8/229

4/65

95/7

Chenopodiaceae

1

-

9/4

13/0

Compositae

9

5/200

8/155

60/9

Convolvulaceae

1

-

9/4

13/0

Cyperaceae

1

6/468

1/109

57/15

Geraniaceae

2

4/14

5/4

51/0

Gramineae

7

9/651

4/270

85/24

Hypericaceae

1

7/2

2

13/0

Juncaceae

1

3/86

2/39

38/3

Labiatae

3

6/304

7/147

19/12

Legominosae

4

2/60

7/19

15/2

Plantaginaceae

2

3/119

4/39

28/4

Polygonaceae

3

4/30

-

82/0

Rosaceae

3

8/66

3/25

48/2

Rubiaceae

1

4/12

4/2

40/0

Scrophulariaceae

1

17

5/36

44/1

Urticaceae

1

1/115

3/41

22/4

جدول 4- مقایسه شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای در دو عمق خاک در علفزار منطقه سرخ آباد سوادکوه، استان مازندران

سطح معنی­داری

آماره t

10- 5

سانتی‌متر

5 -0

سانتی‌متر

شاخص­ها

001/0<

46/7

21/4

89/6

تعداد گونه

001/0<

01/5

22/1

57/1

شاخص تنوع شانون

002/0

22/3

64/0

72/0

شاخص تنوع سیمپسون

001/0<

69/7

90/0

75/0

یکنواختی

19/0

33/1

52/1

62/1

شاخص غنای منهینیگ

001/0<

11/4

59/1

05/2

شاخص غنای مارگالف

جدول 5- مقایسه میانگین شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای بانک بذر خاک و پوشش گیاهی در علفزار منطقه سرخ آباد سوادکوه، استان مازندران

سطح معنی­داری

آماره t

بانک بذر

پوشش گیاهی

شاخص­ها

001/0<

34

55/5

27/19

تعداد گونه

 

001/0<

05/31

40/1

92/2

شاخص تنوع شانون

 

001/0<

22/17

682/0

917/0

شاخص تنوع سیمپسون

 

001/0<

76/6

825/0

034/1

یکنواختی

 

001/0<

41/39

57/1

66/5

شاخص غنای منهینیک

 

001/0<

18/39

82/1

50/7

شاخص غنای مارگالف

 


حضور تیره­های گیاهی در بانک بذر خاک: در بانک بذر خاک 20 تیره گیاهی بوده که تیره­های کاسنی (Compositae) و گندمیان (Gramineae) به‌ترتیب با 9 و 7 گونه بیشترین تعداد گونه در بانک بذر خاک را داشتند (جدول3). تیره­های گندمیان، جگن (Cyperaceae)، نعناعیان (Labiatae) و کاسنی بیشترین درصد از بانک بذر منطقه را به خود اختصاص دادند (جدول3). بذر تیره گاوزبان (Boraginaceae) و هفت بند (Polygonaceae) تنها در عمق صفر تا 5 سانتی­متری خاک و بذر تیره­های پیچک (Convolvulaceae) و اسفناجیان (Chenopodiaceae) تنها در عمق 5 تا 10 سانتی­متری مشاهده شدند (جدول3).

مقایسه غنا و تنوع گونه­ای در عمق­های مختلف خاک: بجز شاخص یکنواختی کلیه شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای در عمق صفر تا 5 سانتی‌متری خاک به طور معنی­داری بیشتر از عمق 5 تا 10 سانتی­متری خاک بودند (جدول4). تنها شاخص غنای منهینیک برای دو عمق اختلاف معنی­داری نشان نداد.

مقایسه تنوع و غنا گونه­ای در بانک بذر خاک و پوشش گیاهی: کلیه شاخص­های تنوع و غنای گونه­ای بین پوشش گیاهی و بانک بذر خاک دارای اختلاف معنی­داری هستند (جدول5). همه این شاخص­ها در پوشش گیاهی بطور معنی­داری بیشتر از بانک بذر خاک بودند (جدول5).

بحث

عوامل زیادی در ترکیب گونه­ای بانک بذر خاک در یک منطقه نقش دارند. از آن جمله می­توان به شرایط آب و هوایی و خاک، خصوصیات زیستی گیاهان، جانداران موجود در خاک و نوع بهره­برداری از پوشش گیاهی منطقه نظیر چرای دام اشاره کرد (22، 35 و 37). بخشی از پویایی پوشش گیاهی سطح زمین در ارتباط با پویایی بانک بذر گونه­ها در خاک است که شناسایی این ذخایر اهمیت فراوانی در مدیریت و حفاظت از اکوسیستم­های طبیعی دارد. در این تحقیق بذر 49 گونه گیاهی در فلور بانک بذر خاک مشاهده گردید. در سایر مطالعات انجام شده ازجمله اسماعیل زاده (1388)، روخ فیروز و همکاران (1390) و قربانی و همکاران (1390) در محدوده رویشی خزری این تعداد به‌ترتیب 38، 36 و 63 گونه گیاهی به دست آمد. زنده دل قاضی محله (1377) در بررسی بانک بذر خاک در شش تیپ گیاهی در مراتع فیروزکوه، تعداد گونه­ها را بین 9 تا 22 گونه گزارش نمود. حدود 50 درصد از بذر­های موجود در خاک به‌ترتیب به پنج گونه .Carex sp، Cynodon dactylon، Stachys byzanthina ، glomerata  Dactylis  و  Stellaria media تعلق داشت. از نظر پراکنش جغرافیایی برخی از این گونه‌ها جهان وطنی و برخی از عناصر اروسیبری هستند (1). گونه Stellaria media در مطالعه روخ فیروز و همکاران (1390) و گونه­های Stachys byzanthina و glomerata Dactylis   در تحقیق قربانی و همکاران (1390) که هر دو مطالعه در نیمه شمالی البرز انجام شد، جزء گونه­های غالب بانک بذر خاک بودند. گونه­هایAchillea millefolium ، Carex sp.، Conyza canadensis، Juncus sp.، Potentilla reptans، Stellaria media، Taraxacum sp. و Urtica dioica در مطالعه جلیلی و همکاران (2003) در منطقه ارسباران با مطالعه حاضر مشترک بودند. بنابر­این می­توان گفت که برای این گونه­ها امکان تشکیل بانک بذر بادوام وجود دارد. میانگین تراکم بذر در علفزار منطقه 3711 بذر بود. میانگین تراکم بذر در مطالعه روخ فیروز و همکاران (1390) در مراتع مشجر احیا شده در شهرستان سوادکوه حدود 473 بذر و در مراتع مشجر مجاور و تحت چرای دام 238 بذر گزارش گردید. میانگین تراکم بذر در مراتع مشجر حوزه آبخیز مجاور منطقه مورد مطالعه حاضر 532 بذر برآورد گردید (10). همچنین در بررسی اسماعیل زاده (1388) در جنگلهای شمال کشور متوسط تراکم بذر 4202 به دست آمد. در مطالعات مشابه در خارج از کشور دیمر و پروک (1993) تراکم بذر 1350 تا 1521 را در مراتع آلپی اتریش، ولینگ و همکاران (2004) تعداد 99 تا 1109 را در مراتع آلپی فنلاند و ما و همکاران (2010) تراکم بذر 3069 تا 6105 را در چمن‌زارهای آلپی در فلات تبت گزارش نمودند. بنابر­این بانک بذر خاک علفزار منطقه از تراکم بذر زیادی برخوردار است. تعداد 19 گونه فقط در بانک بذر خاک وجود داشته و در پوشش گیاهی مشاهده نشدند. وجود این گونه­ها به طور انحصاری در بانک بذر خاک نشان می­دهد که این گونه­ها دارای بانک بذر بادوامی بوده اما ممکن است شرایط محیطی منطقه چندان مناسب برای جوانه­زنی آنها نباشد (19). همچنین برخی از این گونه­ها مقدار بذر اندکی در خاک داشته که ممکن است برای استقرار در پوشش گیاهی کافی نباشد. علاوه بر این حضور این گونه­ها در بانک بذر خاک می­تواند نشانه حضورشان در گذشته نه چندان دور در منطقه باشد. تعداد 30 گونه هم در پوشش گیاهی و هم در بانک بذر مشاهده شدند. قربانی و همکاران (1390) 20 گونه و روخ فیروز و همکاران (1390) 16 گونه گیاهی مشترک بین پوشش گیاهی و بانک بذر خاک گزارش کردند. مهمترین دلیل حضور این گونه­ها در بانک بذر و پوشش گیاهی ممکن است به واسطه زنده­مانی طولانی بذر این گیاهان در خاک ­باشد. نتایج نشان داد که تیره­های گندمیان، جگن، نعناعیان و کاسنی بیشترین درصد از بانک بذر منطقه را به خود اختصاص دادند. حضور گسترده تیره­های کاسنی، گندمیان و نعناعیان در دیگر مطالعات بانک بذر خاک نیز گزارش شده که می‌تواند دلیلی بر داشتن بذرهای با دوام برای این تیره­ها باشد (5،7،8،10).

در این تحقیق حدود 70 درصد مقدار کل بذر خاک تا عمق پنج سانتی­متر قرار داشتند. نتیجه مشابه توسط قربانی و همکاران (1387) در دو تیپ بوته­زار و مشجر مرتعی در منطقه فیروزآباد استان فارس گزارش گردید. قربانی و همکاران (1390) در مطالعه­ای که در منطقه سوادکوه انجام دادند حدود 65 درصد از گونه­های موجود را در عمق اول خاک (صفر تا 5 سانتی‌متری) گزارش نمودند. در بسیاری از تحقیقات انجام شده در خارج کشور نیز حضور درصد فراوانی از بذرها در عمق اول گزارش شده است (12،19،24،27،29 و30). حضور بذر­های عمق پایین­تر را می­توان به دوام و دیرپایی بیشتر بذر آنها نسبت داد (20،36). توانایی بذرها در نفوذ به داخل خاک و یا به عبارتی پراکنش عمودی بذر در خاک علاوه بر موارد ذکر شده به ویژگی­های مرفولوژیکی بذرها (از قبیل اندازه و شکل بذر)، نیازهای فیزیولوژیکی بذر و فعالیت موجودات خاکزی در خاک بستگی دارد (26،34،35). البته اعتقاد بر این است که بذرهای کوچک تمایل زیادی برای مدفون شدن در لایه­های زیرین خاک دارند (28).

در این تحقیق بجز شاخص یکنواختی سایر شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای تحت تأثیر عمق خاک قرار گرفتند، به طوری که عمق سطحی خاک غنی­تر از عمق زیرین از نظر ترکیب و مقدار بذر بوده است. حضور بیشتر بذر­ها در لایه سطحی خاک می­تواند نقش مؤثری در پوشش گیاهی منطقه داشته باشد. غنا و تنوع گونه­ای از متغیر­های مهم جهت انعکاس شرایط گذشته، حال و آینده هر اکوسیستم می­باشد (2). نتایج نشان داد که کلیه شاخص­های تنوع و غنای گونه­ای در پوشش گیاهی و بانک بذر خاک دارای اختلاف معنی­دار می­باشند. کلیه شاخص­های غنا و تنوع گونه­ای در پوشش گیاهی به طور معنی­داری بیشتر از بانک بذر خاک بودند. نتایج مشابه توسط روخ فیروز و همکاران (1390) در منطقه سوادکوه و سالاریان (1390) در منطقه چهار باغ گرگان گزارش گردید. علت این امر می­تواند به واسطه حضور گونه­هایی در پوشش گیاهی باشد که از طریق اندام‌های رویشی تولید مثل نموده و وابستگی چندانی به بذر ندارند و به عبارت دیگر تشکیل بانک بذر نمی­دهند. غنا و تنوع بیشتر در پوشش گیاهی مراتع نسبت به بانک بذر خاک و همچنین عدم شباهت بین آنها در مطالعات بکر و همکاران (1997)، رین و همکاران (2004)، هوپ فنسپرگر (2007) و ما و همکاران (2010) نیز بیان شده است.

این تحقیق بخشی از فلور علفزار را که به صورت ذخایری از بذر گونه­ها در خاک است، شناسایی نمود. برای پی بردن به دلایل حضور یا عدم حضور گونه­ها در بانک بذر خاک انجام مطالعه در خصوص آت اکولوژی گونه­ها و همچنین اندازه­گیری ورودی و خروجی بانک بذر یا میزان تغییرات آن پیشنهاد می­شود.

1-    آتشگاهی، ز.، اجتهادی، ح. و زارع، ح. 1388. معرفی فلور، شکل زیستی و پراکنش جغرافیایی گیاهان در جنگلهای شرق دودانگه ساری، استان مازندران. مجله زیست شناسی ایران 22 (2): 193-203.

2-    اجتهادی، ح.، عکافی، ح.ر. و قریشی الحسینی، ج. 1381. بررسی و مقایسه شاخص های عددی تنوع گونه ای در دو رویشگاه با مدیریت چرای متفاوت. مجله زیست شناسی ایران 13: 49-58.

3-    اسماعیل­زاده، ا. 1388. ارتباط عوامل محیطی با جوامع گیاهی و بانک بذر خاک در توده­های راش شرقی (Fagus orientalis). پایان نامه دکتری علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس. 183 ص.

4-    اکبرزاده، م. 1384. بررسی تغییرات پوشش گیاهی، خصوصیات و بانک بذر خاک در مراتع چرا شده و قرق در مناطق استپی و نیمه استپی. پایان نامه دکتری. دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران. 155 ص.

5-    روخ فیروز، گ.، قربانی، ج.، شکری، م. و جعفریان، ز. 1390. اثر عملیات اصلاح و احیا بر ترکیب، مقدار و تنوع ذخایر بذر گونه­های گیاهی موجود در خاک (مطالعه موردی: مراتع حوزه رودخانه کبیر سوادکوه، مازندران). تحقیقات مرتع و بیابان 18 (2): 322-335.

6-    زنده دل قاضی محله، ک.، 1377. بررسی تراکم، تنوع، قوه نامیه بذور گیاهان مرتعی در خاک منطقه کتالان فیروزکوه. پایان­نامه کارشناسی ارشد مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران. 80 ص.

7-    سالاریان، ف.، 1390. مقایسه پوشش گیاهی و بانک بذر خاک در شرایط قرق و چرای دام در مراتع چهار باغ گرگان. پایان نامه کارشناسی ارشد مرتعداری. دانشکده منابع طبیعی. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری. 111 ص.

8-    عباسی موصلو، ح.، قربانی، ج.، صفائیان، ن.ا و تمرتاش، ر. 1388. اثر آتش سوزی پوشش گیاهی بر ترکیب گونه­ای بانک بذر خاک در پارک ملی بمو شیراز، مجله علمی پژوهشی مرتع، 12(4): 263-639.

9-    قربانی، ج.، ایلون، ه.، شکری، م و جعفریان، ز.1387. مطالعه ترکیب گونه ای پوشش گیاهی و بانک بذر خاک در دو تیپ بوته زار و مشجر مرتعی. مجله علمی پژوهشی مرتع 7: 264-276.

10- قربانی، ج.، بهشتی، ز.، شکری، م. و تمرتاش، ر. 1390. ترکیب و مقدار بانک بذر خاک در یک بوم نظام مرتعی و اراضی مرتعی مجاور با سابقه زراعت (بررسی موردی: مرتع های ییلاقی دراسله سوادکوه، استان مازندران). نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران 64 (2): 231-243 .

11- نجفی تیره شبانکاره، ک.، جلیلی، ع.، خراسانی، ن.، جم زاد، ز. و عصری، ی. 1387. بررسی تشابه بین پوشش گیاهی سرپا و بانک بذر خاک در منطقه حفاظت شده گنو. پژوهش و سازندگی ویژه منابع طبیعی، 64: 171-182.

 

12- Bekker, R. M., Verweij, G.L., Smith, R.E.N., Reine, R., Bakker, J.P. and Schneider, S. 1997. Soil seed banks in European grasslands: does land use affect regeneration perspectives? Journal of Applied Ecology, 34: 1293-1310.

13-  Bossuyt, B. and Hermy, M. 2003. The potential of soil seed banks in the ecological restoration of grassland and heathland communities. Journal of Botany, 136(1): 23-34.

14-  Diemer, M. and Prock, S. 1993. Estimates of alpine seed bank size in two central European and one Scandinavian subarctic plant communities. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 25 (3):  194-200.

15-  Donelan, M. and Thompson, K. 1980. Distribution of buried viable seeds along a successional series. Biological Conservation, 17: 297-311.

16-  Dreber, N. and Esler, K.J. 2011. Spatio-temporal variation in soil seed banks under contrasting grazing regimes following low and high seasonal rainfall in arid Namibia. Journal of Arid Environments, 75: 174-184.

17-  Fenner M. and Thompson K. 2005. The Ecology of Seeds, 2nd edition, Cambridge University Press, Cambridge, UK. pp: 264.

18-  Fisher, J.L., Longeragan, W.A., Kingsley, D. and Veneklaas, E.J. 2009. Soil seed bank compositional change constrains biodiversity in an invaded species-rich Woodland. Biological Conservation, 142 (2): 256-269.

19-  Ghorbani, J., Le Duc, M.G., McAllister, H.A., Pakeman, R.J. and Marrs, R. H., 2007. Temporal Responses of effects of propagule banks during Ecological Restoration in the Unied Kingdom. Restoration Ecology, 15(1): 103-117.

20-  Graham, D.J. and Hutchings, M.J. 1988. Estimation of the seed bank of a chalk grassland ley established on former arable land. Journal of Applied Ecology, 25:241-252.

21-  Harper, J.L. 1977. Population Biology of Plants. Academic Press, London. pp: 892.

22-  Hill, M.O. and Stevense, P.A. 1981. The density of viable seed in soil of forest plantation in upland Britain. Journal of Ecology, 69: 693-709.

23- Hopfensperger, K.N. 2007. A review of similarity between seed bank and standing vegetation across ecosystems. Oikos, 116: 1438-1448.

24-  Jalili,A., Hamzeh’ee, B., Asri, Y., Shirvany, A., Yazdani, S., Khoshnevis, M., Zarrinkamar, F., Ghahramani, M.A., Safavi, R., Shaw, S., Hodgson, J.G., Thompson, K., Akbarzadeh, M. and Pakparvar, M. 2003. Soil seed banks in the Arasbaran protected area of Iran and their significance for conservation management. Biological Conservation, 109: 425-431.

25-  Kinloch, J.E. and Friedel, M.H. 2005. Soil seed reserves in arid grazing lands of central Australia. Part 1: seed bank and vegetation dynamics. Journal of Arid Environments, 60: 133-161.

26-  Leck, M.A. 1989. Wetland seed banks. In: Leck, M.A., Parker, V.T., Simpson, R.L. (eds.), Ecology of Soil Seed Banks. Academic Press, San Diego. pp: 283–308.

27-  Liu,G. H, Zhou, J., Li, W. and Cheng, Y. 2005. The seed bank in a subtropical freshwater marsh: implications for wetland restoration. Aquatic Botany, 81: 1–11.

28-  Luzuriaga, A.L., Escudero, A., Olano. J. M. and Loidi, J. 2005. Regeneration role of seed bank following an intense soil disturbance. Acta Oecologica, 27: 57-66. 

29-  Ma, M., Zhou, X. and Du, G. 2010. Role of soil seed bank along a disturbance gradient in an alpine meadow on the Tibet plateau. Flora, 205 (2): 128-134.

30-  Reine, R., Chocarro, C. and Fillat , F. 2004. Soil seed bank and management regimes of semi-natural mountain meadow communities. Agriculture, Ecosystems and Environment, 104: 567-575.

31-  Simpson, R.L., Leck, M.A. and Parker, V.T. 1989. Seed bank: General concepts and methodological issues. In: Leck, M.A., Parker, V.T., and Simpson, R.L.(eds.) Ecology of Soil Seed Banks. Academic Press, Inc. San Diago, pp: 3-8.

32- Sokal, R.R. and Rohlf, F.J. 1995. Biometry. W.H. Freeman and Co., New York, USA, pp: 456.

33-  Stocklin, J. and Fischer, M. 1999. Plant with longer lived seeds have lower local extinction rates in grassland remnants 1950- 1985. Oecologia, 120: 539-543.

34-  Thompson,  K. 1987. Seeds and seed banks. New Phytologist, 106: 23-34.

35-  Thompson, K. and Grime, J.P. 1979. Seasonal Variation in the Seed banks of herbaceous species in ten contrasting habitats. Journal of Ecology, 67: 893-921.

36-  Thompson, K. 1992. The functional ecology of seed bank. In: Fenner, M. (ed.). Seeds: the Ecology of Regeneration in Plant Communities. C.A.B. International, Wallingford, UK, pp: 231-257.

37-  Van der Valk, A.G., and Pederson, R.L. 1989. Seed banks and the management and restoration of natural vegetation. In: Leck, M.A., Parker, V.T., and Simpson, R.L. (eds.), Ecology of Soil Seed Banks. Academic Press, Inc. San Diego. pp: 329–346.

38-  Welling, C.H., Peterson, R.L. and Van der Valk, A.G. 1988. Recruitment from the seed bank and the development of emerging zonation during a drawdown in a prairie wetland. Journal of Ecology, 76: 483-496.

39- Welling, P., Tolvanen, A. and Laine, K. 2004. The alpine soil seed bank in relation to field seedlings and standing vegetation in subarctic Finland. Arctic, Antarctic, and Alpine Research, 36 (2):  229-238.

40-  Zobel, M., Van der Marrel, M. and Durpre, C. 1998. Species pool: the concept, its determination and significance for community restoration. Journal of Applied Vegetation Science, 1: 55-66.