تأثیر شوری در پراکنش گیاهان ناحیه دریاچه حوض سلطان

آزیتا میرمحمدعلی

تهران، آموزش و پرورش منطقه 14  

تاریخ دریافت:28/6/91                تاریخ پذیرش: 2/7/92 

چکیده

هر ساله به دلایل مختلف اراضی زیادی به زمین‌های شور تبدیل می‌شود و از چرخه تولید و بهره‌برداری خارج می‌گردد‌، بنابراین گام نخست برای مقابله با این معضل شناسایی عرصه اراضی شور فعلی می‌باشد که ازجمله این نواحی دریاچه حوض سلطان است. طی مطالعات فلورستیک انجام شده از ناحیه، 47 گونه گیاهی متعلق به 42 جنس و 21 تیره جمع‌آوری و شناسایی گردید؛ بیشترین درصد گونه‌ها به تیرة Chenopodiaceae با فراوانی (79/29%) تعلق دارد؛ فرم بیولوژیکی غالب منطقه به تروفـیت‌ها بـا فراوانی (06/51%) اختصاص دارد که بیانگر اقلیم خشک و استپی ناحیه است؛ مقاوم‌ترین گیـاه چند ساله ‌هالوفیت نسبت به شوریstrobilaceum  Halocnemum و حساس‌ترین گیاه چند ساله نسبت به شوری Artemisia  sieberi می‌باشد. برای تعـیین صفات خـاک اعم از بافـت خاک، pH، EC، آنیون‌ها و کاتیون‌ها پروفیل‌هایی در لایه‌های مختـلف گیاهی تا شعاع 5/1 کیلومتری اطراف دریاچـه حوض سلـطان حفر گردید، ضمن نمونه‌برداری خـاک از دو عمق (20- 0) سانتی‌متر و (60 – 20) سانتی‌متر، عملیات آنالیز خاک انجام شد‌. نتایج نشان داد که خاک منطقه در طبقه خاک‌های شور و قلیایی قرار دارد، از سطح به عمق خاک بافت آن سنگین‌تر شده، میزان آهک افزایش یافته ولی از شوری خاک کاسته می‌شود و مهمترین عوامل در تفکیـک گونه‌های مخـتـلف گیـاهـی میـزان شـوری و بافــت خـاک می‌باشد.

واژه‌های کلیدی: پوشش گیاهی، حوض سلطان، خاک شور، هالوفیت‌ها

* نویسنده مسئول، تلفن: 09123599429، پست‌الکترونیکی:azita.mirmohamadali@yahoo.com

مقدمه

فلات ایران بر روی کمربند خشک نیمکره شمالی قرار گرفته است، به طوری‌که حدود 60% آن در اقلیم خشک و 35% آن در منطقه نیـمه‌خشک واقع شده است. خاک‌های شور سطح وسیعی از کشور را فرا گرفته است، این خاک‌ها در مساحت‌های کوچک در نقاط مختلف کشور پراکنده‌اند، که اراضی مجاور خود را در اثر گسترش شوری مورد تهدید و خطر جدی قرار می‌دهند؛ به طوری که سطحی معادل (5/12 درصد 204800 کیلومترمربع) از کل کشور را پوشش می‌دهند (4). نزولات جـوی و توزیع نامناسب آن (در فلات مرکزی کـمتر از 100 میلی‌متر)، نوسانهای حرارتی شدید که در تابستان به بیش از ْ50 درجة سانتی‌گراد می‌رسد، کمبود رطوبت نسبی (در فلات مرکزی با میانگین کمتر از 20 تا 30 درصد)، وزش سریع باد با تبخیر بسیار بالا و میزان نزولات جوی ناچیز همه ازجمله عواملی می‌باشند که شرایط سختی را برای رویش گیاهان فراهم می‌آورند (10). موضوع شوری خاک و شور شدن اراضی مجاور یکی از معضلاتی است که باید با تدبیر و مدیریت صحیح علمی ‌‌این روند مهار گردد. در مطالعات گیاهی که برای بهره‌برداری بهتر از اکوسیستم انجام می‌گیرد علاوه بر شناسایی گونه‌ها با تعیین نحوه زیست آنها می‌توان چشم‌انداز بهتری از شکل و نحوة زندگی گیاهان ارائه نمود که به واسطة آن می‌توان علاوه بر استفادة معقولانه از این منابع، نسبت به برنامه‌ریزی برای اصلاح و توسعة آنها به شکل علمی و بهینه عمل نمود. بر این اساس در این تحقیق علاوه بر شناسایی گونه‌های گیاهی این ناحیه، تأثیر شوری در پراکنش گیاهان ناحیه مذکور نیز بررسی شده است.

اثر شوری در انتشار و پراکندگی گیاهان توسط محققان مختلفی مورد بررسی قرار گرفته است که در ذیل به برخی موارد اشاره شده است.

در ساختمان اندام‌های هوایی چند شورروی دریاچه حوض سلطان قم نظیر: Halocnemum‌ ، Halostachys ، Suaeda ، Halanthium و Seidlitzia تغییرات میکروسکوپی حاصل شده، و گوشتی شدنشان با نمو فوق‌العاده پارانشیم حفره‌ای توأم است که مربوط به ‌هالوفیتیسم و مقدار نسبتاً زیاد کلرورها می‌باشد (8). در پژوهش دیگری، رابطه بین پوشش گیاهی و شوری در منطقه کویر دامغان مورد بررسی قرار گرفت، نتایج به‌دست آمده حکایت از آن داشت که شـورروی‌ترین گونه Halocnemum   strobilaceum بود و مهمترین شاخص مقاومت به شوری را برای گیاهان، EC در نظر گرفت، زیرا EC مجموعه‌ای از املاح را دربر می‌گیرد و پس از شاخص EC، مقاومت به سدیم جزء مهمترین فاکتورها می‌باشد (6).

روابط پوشش گیاهی و خاک اراضی مرتعی مناطق خشک و نیمه‌خشک نشان می‌دهد که پراکنش گونه‌های گیاهی با خصوصیات ویژة خاک نظیر: بافت، عمق، PH، شوری و اثرات مواد سمی خاک در ارتباط است (2). نتایج حاصل از پژوهشی دیگر مبین آن است که هالوفیتها در غلظتهای پائین سدیم کلراید برای حفظ آب و فشار اسمزی داخل سلولی از اسمولایتهای معدنی استفاده می‌کنند و در غلظتهای متوسط و بالای سدیم کلراید به‌ترتیب از تجمع مواد آلی اسمزی گلایسین بتائین و پرولین برای تنظیم فشار اسمزی استفاده می‌کنند که پیامد آن کاهش میزان رشد گیاه است تا بتواند شوری را پشت سر بگذارد (11).

بافت خاک و عمق آب زیرزمینی در استقرار بعضی گونه‌های شورروی بسیار مؤثر است، چنانکه:

1- گونة  strobilaceum Halocnemum بافت متوسط تا سنگین و آب زیرزمینی بالا را تحمل می‌کند. 

2- گونه‌های Aeluropus  littoralis و rosmarinus  Seidlitzia بافت‌های متوسط و سبک را به بافت‌های سنگین ترجیح می‌دهند.

3- گونه verrucifera  Atriplex اغلب در بافت‌های سنگین و عمق ایستایی زیاد رشد نموده و ضمناً این گونه در اقلیم گرم و خشک کویر مرکزی نیز مشاهده شده است‌.

4- دامنه مقاومت تمام گونه‌های ذکر شده نسبت به شوری‌، گچ و آهک زیاد است (7).

مواد و روشها

دریاچة حوض سلطان با وسعتی معادل 6/7428 هکتار در ۴۰ کیلومتری شمال شهرستان قم و ۸۵ کیلومتری جنوب تهران و در حاشیه بزرگراه خلیج فارس با طول جغرافیایی ً26/31 ، 55، °50 شرقی و عرض جغرافیایی ً01/27 ، 44، °35 شمالی و در ارتفاع 710 متر از سطح دریا واقع شده است‌. این دریاچه شامل دو چاله جدا از هم‌، یکی به نام «حوض سلطان» و دیگری به نام «حوض مره» است که با آبراهه باریکی به هم وصل می‌شوند‌، در فصول پر آب ابتدا چاله مره پر می‌شود و بعد آب اضافی وارد حوض سلطان می‌شود. وسعـت و شـکل آن متناسـب با واردات آب و میــزان بارنـدگی در فـصول مخــتلف سـال متـفاوت اسـت. به‌طوری که میزان بارندگى (120-100) میلیمتر در سال این منطقه را در زمره نواحى کم باران قرار داده است. هوا در این ناحیه خیلی خشک و اختلاف دما در شب و روز به 70 درجه سانتی‌گراد می‌رسد (4 و 7).

این تحقیق در چهار بخش مطالعات مقدماتی، مشاهدات و برداشت‌های صحرایی، عملیات آزمایشگاهی و تجزیه‌ و تحلیل آماری انجام شد. با توجه به اینکه رویش‌های گیاهی منطقه عمدتاً از تیره Chenopodiaceae هستند و فنولوژی این تیره در فصل پائیز طی می‌شود، بنابراین اولین برداشت صحرایی و جمع‌آوری نمونه‌های گیاهی در هفته اول شهریور صورت گرفت و به تناوب هر 15 روز یکبار تا نیمه‌ماه آذر و از آن تاریخ تا اسفند، ماهی یکبار و مجدداً از فروردین تا تیر هر دو هفته یکبار جمع‌آوری نمونه‌های گیاهی انجام شد. پس از آن نمونه‌ها برای خشک شدن پرس گردیدند‌. شـناسایی گیاهان با استفاده از منابع گوناگونی از قـبیل فلور ایـران (1)‌، فـلور رنـگی ایـران (9)، فلور ایرانیکا (18) و رده‌بندی گیاهی (14) انجام شد و فرم بیولوژیک گیاهان براسـاس سیستم Raunkiaer تعیین گردید (17)، سپس کوروتیپ گونه‌ها با توجه به مناطق انتشار آنها در ایران و سایر کشورها براساس تلفیقی از تقسیم‌بندی‌های جغرافیایی رویش‌‌های ایران توسط Zohary, و Takhtajan تشخیص داده شد (19 و 20).

آزمایش‌های آنالیز خاک: نمونه‌برداری از خاک در یک نوبت (انتهای فصل رویش) یعنی در حداکثر شوری خاک و پائین‌ترین سطح ایستابی انجام می‌گیرد (5). محدودة مورد نظر شامل گونه‌های گیاهی غالب حوض سلطان اعم از Artemisia, Seidlitzia, Halostachys, Tamarix, Halocnemum می‌باشد، از طرفی تغییر گونه‌های گیاهی غالب و ایجاد لایه‌های مختلف گیاهی (Zonation)‌ نیز در آن محدوده به وضوح دیده می‌شود‌، به‌همین منظور در این تحقیق قسمت شمال‌غربی حوض سلطان مورد بررسی قرار گرفت. بدین ترتیب در هر لایه (Zone) پروفیل‌هایی به مساحت 1 متر مربع و عمق 60 سانتی‌متر حفر شد (جمعاً پنج پروفیل تا شعاع 5/1 کیلومتری از دریاچه حفر گردید)، سپس از دو عمق (20 - 0)‌ سانتی‌متر و (60– 20) سانتی‌متر نمونه‌های خاک به وزن 2 کیلوگرم برداشت گردید (16)‌ و برای انجام آزمایش‌های آنالیز خاک (بافت خاک‌، pH‌،EC ‌، کاتیون‌ها و آنیون‌ها) به آزمایشگاه سازمان زمین‌شناسی کشور ارسال شد‌.

برای تعیین بافت خاک از روش هیدرومـتری اسـتـفاده شد، میزان آهک خاک بر حسب درصد از روش کلسیمتری بدست آمد‌، مقدار ازت خاک بر حسب درصد به روش کجدال (عیارسنجی با محلول سود 1/0 نرمال) تعیین گردید ‌(3)؛ اندازه‌گیری فسفر بر حسب درصد به روش اولسون و از طریق دستگاه فلیم فتومتری (شعله نورسنجی) تعیین شد؛ اندازه‌گیری سدیم و پتاسیم نیز با دسـتگاه فلیم فتومتری انجام شد (3) که با واحـد میلی‌اکی‌والان در لیتر بیان می‌شود. اندازه‌گیری کلسیم و منیزیم بر حسب میلی‌اکی‌والان در لیتر به روش عیارسنجی عصارة خاک با محلول EDTA انجام شد‌. اندازه‌گیری کلر براساس واحد میلی‌اکی‌والان در لیتر به روش عیارسنجی با محلول نیترات نقره در عصارة خاک انجام شد‌، اندازه‌گیری کربنات و بی‌کربنات محلول برحسب میلی‌اکی‌والان در لیتر به روش تیتراسیون با H₂So₄ انجام گردید. تعیین pH خاک در گل اشباع و با روش الکتریکی بود و اندازه‌گیری هدایت الکتریکی EC به وسیله دستگاه هدایت‌سنج انجام شد که واحد آن برحسب میلی‌موس در سانتی‌متر می‌باشد (3و16)‌. 

نتایج

گونه‌های غالب اطراف دریاچة حوض سلطان Artemisia  sieberi ‚ Seidlitzia  rosmarinus ‚ Tamarix ramosissima ‚ Halocnemum strobilaceum ‚ Halostachys   belangeriana‚ Suaeda   aegyptiaca ‚ Alhagi persarum بودند، علاوه بر گیاهان یادشده، گونه‌های Pteropyrum   aucheri و Nitraria  schoberi بـه تعداد بسیار کم در اطراف مسیل‌ها و آبراهه‌ها وجود دارد و همچنین دو گونة Peganum   harmala و Alhagi   persarum در بعضی از نقاط اطراف حوض سلطان در مناطق بیش از حد چرا شده به همراه گیاهان غالب رشد کرده‌اند. در غرب و جنوب‌غربی حوض سلطان گونة غالب، Suaeda aegyptiaca است که به همراه آن گونه‌های Salsola  crassa  و Salsola  nitraria وجود دارد و همچنین به تعداد انگشت شماری گونه^ء Nitraria  schoberi نیز مشهود است. در جدول 1 فهرست تفکیکی کل نمونه‌های شناسایی شده در منطقه درج شده است.

جدول 1- فهرست تفکیکی کل نمونه‌های شناسایی شده دریاچة حوض سلطان

ادامة جدول 1

ادامة جدول 1-

ادامة جدول 1-

Th:Therophyte               Ge:Geophyte                   He:Hemichryptophyte        Ch:Chamaephyte

Ph:Phanerophyte           COSM:Cosmopolitan

SS:Saharo-Sindian         IT:Irano-Touranian         M:Mediteranian                  ES:Euro-Siberian  

توزیع فراوانی نسبی پوشش گیاهی ناحیه حوض سلطان بر اساس تیره: پس از جمع‌آوری و شناسایی نمونه‌های گیاهی 47 گونه به‌دست آمد که متعلق به 21 تیره می‌باشد. ترتیب فراوانی نسبی تیره‌های گیاهی مشاهده شده در منطقه بشرح زیر است که در شکل (1) ترسیم شده است.

توزیع فراوانی مطلق و نسبی پوشش گیاهی ناحیه حوض سلطان بر اساس طیف بیولوژیکی: از نظر طیف بیولوژیـکی بیشترین فراوانی نسبی گیاهان جمع‌آوری شده از ناحیه مذکور به تروفیت‌ها (06/51%)‌ اختصاص دارد و پس از آن سایر طیف‌های بیولوژیـکی اعم از همی‌کریپتوفیت، فانروفیت، کامفیت و ژئوفیت به‌ترتیب در مراتب بعدی قرار می‌گیرند (جدول 2).

شکل 1 – توزیع فراوانی نسبی تیره ها بر حسب درصد

جدول 2- توزیع فراوانی مطلق و نسبی پوشش گیاهی ناحیه حوض سلطان بر اساس طیف بیولوژیکی

توزیع فراوانی مطلق و نسبی پوشش گیاهی ناحیه حوض سلطان بر اساس نواحی فیتوجغرافیایی: از نظر پراکنش جغرافیایی گیاهان مورد مطالعه شامل: 22 گونة گیاهی با فراوانی (8/46%) متعلق به عصر ایران تورانی، 7 گونة گیاهی با فراوانی (89/14%) متعلق به عنصر ایران تورانی و صحرائی سندی، 4 گونة گیاهی با فراوانی (51/8%) متعلق به عنصر ایران تورانی – مدیتـرانه‌ای – اروپا سیبری، 3 گونة گیاهی با فراوانی (38/6%) متعلق به عنصر ایران تورانی– صحرائی عربی، 3 گونة گیاهی با فراوانی (38/6%) متعلق به عنصر ایران تـورانی – مدیتـرانه‌ای – صحرائی عربی و صحرائی سندی، 2 گونة گیاهی با فراوانی (25/4%) متعلق به عنصر ایران تورانی– اروپا سیـبری، 2 گونة گیاهی با فراوانی (25/4%) اندمیک، 1 گونة گیاهی با فراوانی (12/2%) متعلق به عنصر ایران تـورانی– مدیتـرانه‌ای و صحرائی سندی، 1 گونة گیاهی با فراوانی (12/2%) متعلق به عنصر ایران تـورانی– مدیتـرانه‌ای و صحرائی عربی، 1 گونة گیاهی با فراوانی (12/2%) متعلق به عنصر ایران تـورانی– صحرائی عربی و صحرائی سندی و 1 گونة گیاهی با فراوانی (12/2%) عنصر جهانی می‌باشند.   

نتایج مطالعات خاک‌شناسی و پوشش گیاهی منطقه

نتایج حاصل از آنالیز نمونه خاک شماره (1): سطح خاک دارای لکه‌های سفید، بدون سنگریزه و نفوذپذیری آهسته است. pH خاک خنثی و غالب‌ترین آنیون و کاتیون به یون‌های کلر و سدیم تعلق دارد و از بیشترین میزان EC (هدایت الکتریکی) در عمق (60 – 20) سانتی‌متر برخوردار می‌باشد. این نمونه مربوط به منطقه‌ای است که گونه Halocnemum   strobilaceum فراوان می‌باشد و این گیاه در اطراف دریاچه به‌ویژه در شـمال‌غربی آن داخلی‌ترین پوشش گیـاهی اطراف حوض سلـطان را تشکـیل می‌دهد.

نتایج حاصل از آنالیز نمونه خاک شماره (2): نمونه خاک برداشت شده مربوط به بخشی است که گونة Tamarix ramosissima فراوانتر از سایر گونه‌های گیاهیست. میزان گچ و آهـک خاک ناچیز و غالب‌ترین یون‌های موجود در خاک کلر و سدیم هستند، pH تا حد کمـی از وضعیت خنثی خارج شده و متمایل به وضعیت قلیایی گردیده، به طوری که دامنه تغییرات pH در هر دو عمق به‌ترتیب (95/7 و 07/8)‌ می‌باشد؛ بنابراین خاک شور و قلیایی است، همچنین از بیشترین میزان EC در عمق (20 – 0) سانتی‌متر برخوردار است که علت این امر می‌تواند ناشی از ریزش زیاد املاح از شاخ و برگ Tamarix و یا عـدم تأثیر ریشه‌های گز در کاهش شـوری خاک باشد‌.

نتایج حاصل از آنالیز نمونه خاک شماره (3): ایـن نمونـه مـربوط به منطـقه‌ای است که گونـة Seidlitzia  rosmarinus از بیشترین فراوانی برخوردار می‌باشد. در نمونة خاک، سنگ و سنگریزه زیاد دیده شد‌ه، pH خاک خنثی و بیشترین درصد آنیـون و کاتیـون به کلـر و سـدیم تعلق دارد‌.

نتایج حاصل از آنالیز نمونه خاک شماره (4): برداشت نمونه خاک مورد نظر در فاصله 5/1 کیلومتری از حوض سلـطان انجام شد و گونه Artemisia  sieberi خارجی‌ترین نوار رویشی اطراف دریاچه را تشکیل می‌دهد‌. خاک آن دارای سنگ و سنگریزه فراوان (70٪) و نفوذپذیری کم است‌، میزان شوری خاک تنها در نوار رویشی Artemisia  از سطح به عمق افزایش می‌یابد، زیرا با ادامه حفر پروفیل تا عـمق 60 سانتی‌متر آب زیرزمـینی مشاهده نگـردید‌. با وجود آنکه سـدیم و کلر به‌عنوان فـراوان‌ترین کاتیون و آنیون هستند‌، کمترین میزان EC (هدایت الکتریکی) در هر دو عمق (20 -0) سانتـی‌متر و (60 – 20) سانتی‌متر مربوط به این بخش است‌.

نتایج حاصل از آنالیز نمونه خاک شماره (5): برداشت این نمونه خاک از جنوب‌غربی حوض سلطان و در قسمتی که فراوان‌ترین گونه Halostachys  belangeriana است، انجام شد. خاک آن بدون سنگ و سنگریزه‌، نفـوذپذیری متوسط و سطـح آب زیرزمینـی بالا (70 سانتی‌متر از سطح خاک) بود، به‌طوری ‌که به هنگام حفر پروفیل قسمت تحتانی آن کاملاً خیس بود‌. نتایج حاصل از آنالیز  نمونه‌های خاک در جدول 3 نشان داده شده است.

بحث

با توجه به اینکه طیف بیولوژیـکی در اقلیم‌های مختلف با هم متفاوت است‌، بنابراین نتـایج حاصل از اشکال مختلف زیستی گیاهان کاملاً با شرایـط اقلیمی ناحیه حوض سلطان مطابقت می‌نماید، زیرا فراوانی ( 06/51%)‌ تروفیت‌ها بیانگر اقلیم خشک بیابانی و استپی است (10 و17)‌.