نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

آتش سوزی به عنوان یکی از عوامل مهم تاثیرگذار بر پوشش های طبیعی محسوب می شود، که می تواند سبب افزایش یا کاهش تنوع گونه ای شود. این پژوهش با هدف، بررسی پیامدهای آتش سوزی بر تنوع پوشش گیاهی یک مرتع نیمه استپی در زمان های مختلف پس از آتش سوزی انجام شد. سه رویشگاه شاهد، آتش سوزی شده در سال 83 و در سال 87 در مجاورت هم در منطقه جوزک در استان خراسان شمالی انتخاب و در بهار و تابستان 1389 مطالعه شدند. پوشش گیاهی، تنوع، غنا، یکنواختی و درجه اهمیت (IV) سه رویشگاه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد، میزان تنوع در رویشگاه شاهد و 83 در سطح 5 درصد تفاوت معنی داری داشته و در رویشگاه 87 نسبت به شاهد و 83 تفاوت معنی داری دیده نشد. در این پژوهش آتش سوزی باعث افزایش شاخص های تنوع، غنا و یکنواختی شد که مقدار این شاخص با گذشت زمان افزایش یافت اما این افزایش تنوع بصورت جایگزینی گیاهان چندساله توسط علفی های یکساله بود که ممکن است سبب کاهش پایداری اکوسیستم در برابر ناملایمات محیطی گردد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Plant diversity at different interval times after burnings in a semiarid rangeland

چکیده [English]

Burning is known as an influencing factor on the natural vegetation of semiarid rangelands, which may increase or decrease plant diversity. This research was aimed to compare plant diversity at different times after two burning events in a semiarid rangeland. Three adjascent sites, control, burnt at 2004 and burnt at 2008, were selected in Jowzak,Northern Khorasan Province, and studied during spring and summer 2010. Canopy cover, Importance value (IV), diversity, richness and evenness indices were compared between the sites. Result indicated significant differences in plant diversity indices (plant diversity and species richness) between the control and 2004 sites, with no difference being found between 2008 with the other sites. In conclusion, burning had increased the plant diversity after two years, and its effects were intensified after six years. Nevertheless, replacement of perennial grasses and shrubs by annual herbs and ephemerals, in the burnt site, may decrease community stability against the environment harshness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "grassland"
  • "species richness"
  • "evenness"
  • " secondary succession"
  • "Northern Khorassan"

بررسی تنوع گیاهی در زمان­های مختلف پس از آتش­سوزی در یک مرتع نیمه­خشک

فهیمه رفیعی1، حمید اجتهادی1  و محمد جنگجو2*

1 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده علوم، گروه زیست‌شناسی 

2 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، دانشکده منابع طبیعی و محیط‌زیست، گروه مرتع و آبخیزداری 

تاریخ دریافت: 1/8/91                 تاریخ پذیرش: 16/5/92 

چکیده 

آتش­سوزی به‌عنوان یکی از عوامل مهم تأثیر­گذار بر پوشش­های طبیعی محسوب می­شود، که می‌تواند سبب افزایش یا کاهش تنوع گونه­ای شود. این پژوهش با هدف، بررسی پیامدهای آتش­سوزی بر تنوع پوشش گیاهی یک مرتع نیمه­استپی در زمان­های مختلف پس از آتش­سوزی انجام شد. سه رویشگاه شاهد، آتش­سوزی شده در سال 83 و در سال 87 در مجاورت هم در منطقه جوزک در استان خراسان شمالی انتخاب و در بهار و تابستان 1389 مطالعه شدند. پوشش گیاهی، تنوع، غنا، یکنواختی و درجه اهمیت (IV) سه رویشگاه مورد مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد، میزان تنوع در رویشگاه شاهد و 83 در سطح 5 درصد تفاوت معنی­داری داشته و در رویشگاه 87 نسبت به شاهد و 83 تفاوت معنی‌داری دیده نشد. در این پژوهش آتش­سوزی باعث افزایش شاخص­های تنوع، غنا و یکنواختی شد که مقدار این شاخص با گذشت زمان افزایش یافت، اما این افزایش تنوع بصورت جایگزینی گیاهان چندساله توسط علفی­های یکساله بود که ممکن است سبب کاهش پایداری اکوسیستم در برابر ناملایمات محیطی گردد.

واژه­های کلیدی: گراسلند، غنا، یکنواختی، توالی ثانویه، خراسان شمالی.

*نویسنده مسئول، تلفن: 09155252538، پست الکترونیکی:  mjankju@um.ac.ir  

مقدمه 

 

آتش به‌عنوان یک عامل بوم­شناختی می‌تواند بر اجزای تشکیل‌دهنده هر اکوسیستم اثرات مثبت یا منفی داشته باشد. یکی از خصوصیات مهم جوامع زیستی تنوع گونه­ای است که خود تابعی از تعداد گونه­های موجود و اندازه جمعیت­های معرف آن گونه­ها در یک منطقه معین می‌باشد (17، 19). آتش­سوزی با توجه به شرایط آب و هوایی هر منطقه و نوع پوشش گیاهی اثرهای متفاوتی دارد که می­توان به حذف گیاهان چوبی نامرغوب، افزایش تولید و خوشخوراکی علوفه، آزادکردن مواد مغذی گیاه و لاشبرگ در خاک، آماده­سازی بستر برای بذرکاری، کنترل آفات و بیماری­های قارچی اشاره کرد (32). افزون بر محاسن آتش­سوزی انجام این عمل در بعضی موارد معایبی نیز دارد. به‌نحوی‌که آتش­سوزی ممکن است سطح زمین را برای مدت طولانی بدون پوشش و در معرض فرسایش قرار دهد (31)، دمای خاک را افزایش داده و به اندام‌های زیرزمینی آسیب وارد نماید (18). اگر آتش­سوزی با اتلاف مواد آلی، ازت و گوگرد همرا باشد بعد از چرای مفرط، مهمترین عامل تخریب مراتع خواهد بود (22). آتش با سوزاندن پوشش گیاهی سبب کاهش معنادار گیاهان چوبی، خشبی و بوته­ای شده و زمینه مساعدی را برای گسترش گیاهان اشکوب تحتانی فراهم می‌کند (21، 12، 34، 27). اثرات آتش بر اکوسیستم­های طبیعی بسیار پیچیده می‌باشد، زیرا پاسخ گیاهان به آتش با توجه به نوع آتش­سوزی، پتانسیل ذاتی گونه­ها در تجدید حیات و شرایط پوشش گیاهی قبل از آتش­سوزی متفاوت خواهد بود (14). علاوه بر این، آتش­سوزی با توجه به شرایط آب و هوایی هر منطقه و نوع پوشش گیاهی آن اثرات متفاوتی دارد (8).

 احیا پوشش گیاهی پس از آتش­سوزی می‌تواند تحت سناریو­های مختلف انجام شود که شناسایی این مسیر­ها در مدیریت پس از آتش­سوزی اهمیت دارد. برای تعیین مسیر تغییرات پوشش گیاهی پس از آتش­سوزی نیاز به پایش اکوسیستم در طول زمان بوده یا اینکه می­توان اکوسیستم­های با سابقه آتش­سوزی متفاوت را بررسی نمود (16). سطح وسیعی از مراتع ایران در مناطق خشک و نیمه­خشک واقع شده که آتش­سوزی طبیعی بسیاری در آنها رخ می‌دهد. بسیاری از این آتش­سوزی­ها با تجویز مدیریتی نیستند، ازاین‌رو با توجه به شکننده­بودن این اکوسیستم­ها می‌توانند آثار مخربی در پی داشته باشند. با توجه به کاهش گونه­های چوبی و افزایش گونه­های علفی آتش را می­توان به‌عنوان متغیری بازدارنده در دینامیسم تکاملی بسوی کلیماکس دانست. زمان آتش­سوزی اثرات متفاوتی روی تغییرات پوشش گیاهی می‌گذارد. آتش‌سوزی در فصل خواب، غنا و یکنواختی را افزایش می‌دهد، در حالی که در فصل رشد تنوع گونه­ای را کاهش می‌دهد (15). پوربابایی و همکاران (1390) در بررسی اثرات بلند­مدت آتش­سوزی بر ساختار و ترکیب گونه­ها در جنگل‌های شمال ایران در رودبار گیلان مشاهده کردند که آتش­سوزی ساختار کلی ناهمسانی جنگل را تغییر داد ولی با تغییر در ترکیب جنگل، جنگل خالص راش را به جنگل آمیخته تبدیل کرد که علاوه بر گونه راش، گونه­های ممرز، شیردار، توسکای ییلاقی نیز حضور داشتند، همچنین پس از گذشت 37 سال از آتش­سوزی جنگل توانسته به تنهایی خود را بازسازی کند (4).

بررسی­های انجام شده در مورد دینامیک و تنوع پوشش گیاهی مدیترانه‌ای بعد از آتش‌سوزی در فاصله زمانی طولانی در سال‌های 1977، 1983، 1989، 1999 و 2003 نشان داد که تفاوت معنی‌داری در غنای گونه‌ای بین رویشگاه­ها نبوده و تنوع گونه‌ها ارتباطی با زمان نداشت، ولی مکان رویشگاه روی تنوع گونه‌ها تأثیر داشت. سرعت رشد و طول عمر گونه‌ها نیز تحت تأثیر دینامیک‌های بعد از آتش‌سوزی بود (13). پاسوس و همکاران در سال 1999 میلادی در بررسی الگوهای تولید مثلی بعد از آتش‌سوزی (پوشش گیاهی و غنای گونه‌ای) در شرق شبه جزیره ایبری به این نتیجه رسیدند که بیشترین پوشش گیاهی و غنای گونه‌ای بعد از آتش‌سوزی در شرایط مدیترانه‌ای گرم و روی سنگ آهک رخ می‌دهد، مکان­های رو به شمال دارای پوشش گیاهی بالاتر نسبت به انواع رو به جنوب هستند. غنای گونه‌ای در مکان­های رو به شمال در مقیاس کوچک (200-1 مترمربع) نسبت به مکان­های رو به جنوب بیشتر بود، ولی تفاوت‌ها در بالاترین مقیاس‌های مورد بررسی (1000 مترمربع) معنی­دار نبود (28).

تنوع زیستی و اکولوژیکی موجود در اکوسیستم مرتع به طور مستقیم تحت تأثیر ویژگی­های رویشی و تنوع گونه­های گیاهی آن قرار دارد که علاوه بر زنجیره غذایی اصلی به‌عنوان سپر حفاظتی، همواره پایداری این اکوسیستم را تضمین می‌نماید .حفاظت همه جانبه از اکوسیستم­های مرتعی، در گرو مدیریت بر اساس توسعه کمی و نگهداری بیشترین تعداد گونه‌های بومی در این اجتماع است. بنابراین یکی از راه­های شناخت و ارزیابی مراتع، شناخت تنوع گونه­ای و اندازه­گیری و برآورد آن است. فشارهای ایجاد شده بر مرتع در اثر بهره‌وریهای بی‌رویه منجر به تخریب این اکوسیستم و از بین رفتن ذخایر ژنتیکی آن شده است (29).

بنابراین هدف از این تحقیق تعیین شاخص­های تنوع زیستی (تنوع، یکنواختی، غنا) در سه رویشگاه شاهد و آتش‌سوزی شده در سال 1383 و 1387 و مقایسه رویشگاه شاهد با آتش­سوزی شده و بررسی مراحل توالی در امتداد گرادیان زمانی در مرتع جوزک در استان خراسان شمالی بود. در این تحقیق فرض شد که مرتع نیمه­خشک جوزک سازگاری زیادی به آتش­سوزی داشته و آتش­سوزی سبب افزایش تنوع گیاهی آن خواهد شد.

نتایج حاصل از این تحقیق کمک خواهد نمود تا بتوان با استفاده از یافته­های آن نسبت به برنامه­ریزی و مدیریت عرصه­های مرتعی و آتش­سوزی شده اقدام نمود، ضمن اینکه نتایج آن برای تحقیقات آینده برای مقایسه و تغییرات زمانی پوشش گیاهی و نیز بررسی­های توالی و تواتر اکوسیستم­های مرتعی مفید خواهد بود.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه: مرتع جوزک، ناحیه­ای کوهستانی واقع در شمال غربی استان خراسان شمالی است، ارتفاعات شمالی آن ادامه کوه‌های کپه­داغ است و ارتفاعات جنوبی ادامه البرز شرقی است که به رشته‌کوه­های بینالود متصل می‌شوند (6). منطقه مورد مطالعه در محدوده‌ جغرافیایی  تا "06'26 ˚37 شمالی و  تا شرقی واقع شده است. ارتفاع منطقه از سطح دریا بین 1399 و 1423 متر متغیر است. بر اساس آمار ایستگاه هواشناسی مانه و سملقان میانگین دمای حداقل در سردترین ماه سال (دی) 2/3 - و میانگین دمای حداکثر در گرمترین ماه سال (تیر)، 4/32 درجه سانتیگراد است. میانگین بارش سالانه 5/481 میلی­متر است (35). براساس منحنی باران – دما (شکل1) در این منطقه 6 ماه خشک وجود دارد که از اوایل خرداد شروع شده و تا اوایل آبان ادامه می‌یابد و با توجه به اقلیم نمای آمبرژه جزء اقلیم‌های نیمه­خشک قرار می‌گیرد. بافت خاک این منطقه لومی – رسی می­باشد (6). تیپ پوشش گیاهی غالب این منطقه Astragalus sp - Poa bulbosa -Artemisia kopetdaghensis می‌باشد و گونه­های اصلی و همرا این تیپ غالب عبارتند از(6):

Acanthophyllum sp - Acantholimon sp -Kochia prostrate - Agropyron sp - Phlomis cancellata – Onobrychis cornuta

مطالعات میدانی: در این منطقه سه سایت با وسعت تقریبی 45 هکتار در شیب شمالی و درصد شیب 70% انتخاب شد:

1- سایت شاهد، آتش‌سوزی در آن رخ نداده بود، با محدوده طول جغرافیایی" 06 '26 ˚37 و عرض  و ارتفاعی در حدود 1399 متر از سطح دریا با وسعت تقریبی 22 هکتار انتخاب شد. پوشش گیاهی غالب گونه‌های Bromus oxyodon و Artemisia kopetdaghensis تعیین شد. 2- سایت آتش­سوزی شده در تاریخ 13/1/1383، با طول جغرافیایی" 09 '25 ˚37 و عرض "50 '40 ˚56 و در ارتفاعی در حدود 1423 متر از سطح دریا با وسعت تقریبی 25 هکتار انتخاب شد. پوشش گیاهی غالب گونه‌های Phuopsis stylosa  و Scandix stellata تعیین شد. 3- سایت آتش­سوزی شده در تاریخ 13/8/1387، با طول جغرافیایی" 02 '25 ˚37 و عرض "43 '40 ˚56  و در ارتفاعی در حدود 1476 متر از سطح دریا با وسعت تقریبی 2/3 هکتار در داخل سایت 2 انتخاب شد. پوشش گیاهی غالب گونه‌های Agropyron pectiniforme و Poa bulbosa تعیین شد. اندازه­گیری­ها در بهار و تابستان 1389 انجام شد. بنابراین رویشگاه 1387 و 1383 به ترتیب توالی پوشش گیاهی را پس از 2 و 6 سال نشان می­دادند، که با رویشگاه شاهد مقایسه شدند. دلیل انتخاب منطقه جوزک داشتن اطلاعات سه زمان مختلف در مجاورت هم بود. بنابراین سه سایت مجاور هم که از نظر سایر خصوصیات مانند درصد شیب، نوع سازند و جنس خاک مشابه و تنها از نظر زمان آتش­سوزی متفاوت بودند، انتخاب شد. در هر رویشگاه تعداد 10 واحد نمونه­برداری یک مترمربعی در راستای گرادیان ارتفاعی بصورت سیستماتیک تصادفی در طول ترانسکت مستقر شد. در هر پلات فهرست گونه‌های موجود همراه با برخی پارامتر‌های گیاهی از قبیل فراوانی، درصد پوشش و ارتفاع هر گونه یادداشت شد.

 

 

 

شکل 1- منحنی آمبروترمیک ایستگاه مانه و سملقان (2005- 1985)

 

 

شکل 2- تعداد گونه‌های متعلق به فرم‌های زیستی؛ اختصارات: ph: فانروفیت، Ch: کامفیت‌ها، He: همی­کریپتوفیت‌ها، Ge: ژئوفیت‌ها و Th: تروفیت­ها


پردازش و تحلیل داده‌ها: بعد از اتمام عملیات صحرایی، داده­های ثبت شده در طبیعت، وارد برنامه آماری Excel گردید. تحلیل­های پایه­ای مانند ایجاد فهرست گونه­های موجود (ضمیمه 1) در هر پلات به همراه فراوانی و درصد پوشش انجام شد. شاخص­های تنوع زیستی (شانون وینر و سیمپسون) و یکنواختی (کامارگو، سیمپسون، اسمیت و ویلسون و اصلاح شده نی) و غنا (مارگالف و مینهینیک) با استفاده از نرم­افزارهای تخصصی Biodiversity Professional Beta  (24) و Ecological Metodology (20) و درجه اهمیت (IV) با استفاده از نرم­افزار Excel برای مناطق مورد مطالعه تعیین گردید. برای تجزیه و تحلیل داده­ها از نرم‌افزار SPSS استفاده شد. از آنالیز واریانس یک­طرفه برای شاخص­های تنوع بین مناطق مورد مطالعه استفاده شد. برای مقایسه میانگین تنوع بین مناطق مورد مطالعه از آزمون توکی استفاده شد و نتایج آن بر نمودار مربوطه مشخص شد.

برای تعیین پوشش گیاهی غالب در هر رویشگاه از شاخص درجه اهمیت (IV) استفاده شد که بصورت رابطه زیر می‌باشد.

پوشش نسبی+ تراکم نسبی+ فراوانی نسبی = درجه اهمیت

100× (تعداد کل قطعات نمونه/تعداد قطعات نمونه­ای که یک گونه در آن حضور دارد) = فراوانی نسبی

100× (درصد پوشش کل گونه­ها/ مجموع درصد پوشش یک گونه) =پوشش نسبی یا چیرگی نسبی

100 × (تعداد کل افراد گونه­ها/تعداد افراد یک گونه) =تراکم نسبی

نتایج

شکل‌های زیستی: مقایسه تعداد گونه‌های متعلق به هر یک از شکل‌های زیستی رانکایر در (شکل2) نشان داد که بیشترین گونه‌ها (50%) دارای شکل زیستی تروفیت بودند، در حالیکه همی­کریپتوفیت‌ها (24%)، ژئوفیت‌ها (15%)، فانروفیت‌ها (7%) و کامفیت‌ها (4%) بترتیب در رده‌های بعدی قرار داشتند.

تنوع: بررسی شاخص‌های شانون وینر و سیمپسون در رویشگاه‌های بررسی شده نشان داد که آتش‌سوزی باعث افزایش تنوع گونه‌ای می‌شود. میزان تنوع در رویشگاه شاهد و 83 در سطح 5 درصد آزمون توکی تفاوت معنی­داری داشته و در رویشگاه 87 نسبت به شاهد و 83 تفاوت معنی­داری دیده نشد. تنوع گونه‌ای رویشگاه‌های آتش‌سوزی شده بیشتر از رویشگاه شاهد بود. علاوه بر این، نتایج حکایت از آن داشت که در رویشگاه 83 که 6 سال از آتش‌سوزی آن می­گذشت تنوع گونه‌ای بیش از رویشگاه 87 بود که تنها 2 سال قبل از زمان نمونه­برداری سوخته بود (جدول 1).

یکنواختی: نتایج حاصل از بررسی شاخص‌های یکنواختی کامارگو، سیمپسون، اسمیت و ویلسون و نی اصلاح شده نیز شبیه نتایج یکنواختی بود، بدین­معنی که دو سال بعد از آتش‌سوزی یکنواختی افزایش یافت و این اثر تا شش سال بعد از آتش‌سوزی بیشتر شد (جدول 2).

غنا: آتش‌سوزی باعث افزایش غنای گونه‌ای در رویشگاهی که در مراحل میانی توالی (رویشگاه 83) قرار داشت نسبت به رویشگاهی که تازه آتش گرفته بود (سال 87 )، شد (جدول 3).

جدول 1- مقادیر محاسبه شده شاخص‌های اصلی تنوع گونه‌ای در رویشگاه‌های شاهد و آتش‌سوزی شده در سال 87 و83

آتش‌سوزی (83) 

آتش‌سوزی (87)

شاهد (89)

شاخص‌های تنوع

a 9/3

ab 25/3

b72/2

شانون – وینر

a 89/0

ab 81/0

b 74/0

سیمپسون

 

جدول2- مقادیر محاسبه شده شاخص‌های یکنواختی در رویشگاه‌های  شاهد و آتش‌سوزی شده در سال های 87 و 83

آتش‌سوزی (83)

آتش‌سوزی (87)

شاهد (89)

شاخص‌های یکنواختی

29/0

17/0

16/0

سیمپسون

35/0

24/0

21/0

کامارگو

30/0

25/0

18/0

اسمیت و ویلسون

13/0

11/0

09/0

اصلاح شده نی

 

جدول 3- مقادیر محاسبه شده شاخص‌های غنا مارگالف و مینهینیک در رویشگاه‌های شاهد و آتش‌سوزی شده در سال های 87 و 83

آتش‌سوزی (83)

آتش‌سوزی (87)

شاهد (89)

شاخص‌های غنا

05/5

35/4

24/3

شاخص مارگالف

39/1

19/1

69/0

شاخص مینهینیک

 

جدول 4- پوشش گیاهی غالب بر اساس درجه اهمیت در رویشگاه‌های ذکر شده

درجه اهمیت (IV)

نام گونه

رویشگاه

62/57

Artemisia kopetdaghensis

شاهد (89)

77/75

Bromus oxydon

شاهد (89)

11/56

Agropyron pectiniforme

آتش‌سوزی (87)

39789/30

Poa bulbosa

آتش‌سوزی (87)

78449/53

Phuopsis stylosa

آتش‌سوزی (83)

56237/27

Scandix stellata

آتش‌سوزی (83)

 

درجه اهمیت (IV) : نتایج حاصل از اندازه‌گیری درجه اهمیت (IV) در سه رویشگاه ذکر شده نشان داد که پوشش گیاهی غالب در رویشگاه شاهد را گونه‌های Bromus oxyodon و Artemisia kopetdaghensis و در رویشگاه آتش‌سوزی شده در سال 87 را گونه‌های Agropyron pectiniforme و Poa bulbosa و در رویشگاه 83 که 6 سال از آتش‌سوزی آن می‌گذرد را گونه‌های Scandix stellata و  Phuopsis stylosa  تشکیل می‌دادند (جدول4).

 

 

ضمیمه 1- فهرست گونه‌ها و کوروتایپ شکل زیستی گیاهان منطقه مورد مطالعه به تفکیک تیره‌های گیاهی

تیره

گونه 

کوروتایپ

شکل زیستی

Aceraceae

Acer monspessulanum subsp. Persicum

IT

Ph

Apiaceae

Eryngium caeruleum M. B.

IT

He

Apiaceae

Scandix stellata Banks & Sol.

IT-M

Th

Asteraceae

Achillea sp.

IT

He

Asteraceae

Artemisia kopetdaghensis Krasch.

IT

Ch

Asteraceae

Echinops ritrodes Bunge

IT

He

Boraginaceae

Asperago procumbens L.,

IT- M- ES

Th

Boraginaceae

Myosotis refracta Boiss.

IT-M-ES

Th

Boraginaceae

Onosma longilobum Bunge.

IT

He

Brassicaceae

Alyssum heterotrichum Boiss.

IT-Es

Th

Brassicaceae

Alyssum scowitsianum Fish & C. A. Mey

IT-Es

Th

Brassicaceae

Erysimum repandum L.,

IT

He

Brassicaceae

Isatis harsukhiio O. E. Schulz.

IT

Th

Caryophyllaceae

Holosteum glutinosum (M.B.) Fisch. & C.A. Mey

IT

Th

Caryophyllaceae

Silen latifolia Poir. S. L.

IT-ES-M

Th

Convolvulaceae

Convolvulus arvensis L.

Cosm.

Th

Geraniaceae

Geranium collinum Steph.ex Wiiid.

IT

Th

Hypericaceae

Hypericum scabrum L.

IT

He

Lamiaceae

Ajuga orientalis L.,

IT

Ph

Lamiaceae

Marrubium vulgare L.,

IT

Th

Lamiaceae

Nepeta sintenisii Bornm.

IT

He

Lamiaceae

Phlomis herba-venti L., subsp. kopedghensis

IT

He

Lamiaceae

Salvia virgata Jacq.,Hort Vindob

IT

He

Lamiaceae

Stachys byzantina C.Koch

IT

He

Lamiaceae

Teucrium polium L., var. tonsum L.,Stapf.

IT-M

Ch

Liliaceae

Allium helicophyllum Vved.

IT

Ge

Liliaceae

Eremurus spectabilis M. B. subsp. albiflorus (Vved) Wendelbo.

IT

Ge

Liliaceae

Gagea reticulata (Pall.) Schult. & Schult.f.

IT

Ge

Liliaceae

Tulipa micheliana Hoog.

IT-ES

Th

Malvaceae

Malva neglecta Wallr.

PL

Th

Papaveraceae

Papaver dobium L.

PL

Th

Poaceae

Bromus oxyodon Schrenk,Bull.

IT

He

Poaceae

Hordium spontaneum C.Koch.Linneaa

IT-M

Th

Poaceae

Poa bulbosa L.

IT_EM_S

Gb

Poaceae

Agropyron pectiniforeme Roemer & Schuttes.

IT

He

Podophylaceae

Bongardia sp.

IT

Ge

Ranunculaceae

Anemon petiolulosa Juz.

IT

Th

Ranunculaceae

Caratocephalla testiculata (Crantz) Roth

IT_EM_S

Th

Rosaceae

Cotoneaster esfandiarii khatamsaz

IT

Ph

Rubiaceae

Callipeltis cucullaria (L.) Rothm.

IT-M

Th

Rubiaceae

Crucianella sintenisii Born., Mitthil.

IT

Th

Rubiaceae

Phuopsis stylosa (Trin.) Hook. F.

IT-ES

Th

Scrophulariaceae

Verbascum cheranthifolium Boiss. var. transcaspicum Murb.

IT

He

Scrophulariaceae

Veronica argute-serrata Regel & Schmalh..

IT

Th

Violaceae

Viola triculata ­

IT

Th

 


بحث و نتیجه‌گیری

در این پژوهش تنوع گونه­ای با گذشت زمان پس از آتش­سوزی بیشتر شد علت این افزایش را با توجه به تعریف تنوع گونه­ای می­توان این گونه بیان کرد که تنوع گونه­ای از دو مؤلفه غنا و یکنواختی تشکیل شده است (3). با افزایش غنا (تعداد گونه‌ها) و یکنواختی (توزیع افراد گونه­ها) تنوع گونه­ای پس از آتش­سوزی بیشتر می‌شود. مزرعه و همکاران (1390) در مقایسه تنوع زیستی رستنی­های کف جنگل پس از وقوع آتش­سوزی نتیجه گرفتند که پوشش علفی در نواحی آتش­سوزی نسبت به نواحی شاهد دارای تنوع بیشتری است اما همگنی در نواحی خسارت کمتر از نواحی فاقد آتش­سوزی است (9). در بررسی انجام شده در مراتع نیمه­خشک توسط قربانی و همکاران در سال 2011 نتایج نشان داد که اثر آتش‌سوزی بر کل گونه­های گیاهی معنی­دار بوده و باعث افزایش شاخص غنا و تنوع گونه­ای شد، بطوری­که با وجود تغییر محسوس درصد ترکیب پوشش گیاهی در سال نخست پس از آتش­سوزی، با گذشت زمان پوشش گیاهی به سمت ترکیب اولیه قبل از وقوع آتش گرایش پیدا کرده است (8). متلن و همکارانش طی تحقیقاتی که در جنگل­های آمیخته در بورال انجام دادند، دریافتند آتش­سوزی سبب افزایش گونه­های علفی شده که نور بیشتری نیاز داشتند (26). نتایج این تحقیقات با یافته­های منطقه جوزک همخوانی داشت. بانج شفیعی و همکاران (2006) نیز طی بررسی­های خود در مورد اثر آتش‌سوزی بر تنوع زیستی گونه­های علفی به این نتیجه رسیدند که شاخص­های تنوع زیستی و درصد پوشش گیاهی گونه­های علفی سایه‌پسند در مناطق آتش­سوزی نشده بالاتر از مناطق سوخته شده است که یافته­های آنها مشابهتی با نتایج ما نداشت (11).

در این منطقه آتش­سوزی باعث افزایش غنای گونه­ای طی زمان شد که بیشترین دلیل آن کاهش گیاهان رقابت­کننده چندساله، ایجاد فضای خالی، شرایط مناسب رطوبتی و حاصلخیزی خاک می‌باشد. مطالعات انجام شده توسط صدیقی و همکاران (2011) نشان داد که غنای مینهینیک در منطقه هفت بار سوخته شده بیشتر بود و اختلاف معنا­داری نیز وجود داشت که دلیل آن می‌تواند سوختن کامل منطقه و کم­بودن تنوع باشد که گونه­های محدود با تعداد بیشتر فراوانی در منطقه شروع به رشد می­کنند (7). در جنگل پهن­برگ مخلوط نیز یکسال بعد از سوختن شاخص غنا و یکنواختی در منطقه سوخته نسبت به مناطق نسوخته بهتر بود (30). همچنین در جنگل های بلوط – کاج شاخص غنا در منطقه سوخته بیشتر از منطقه کنترل بود (25). آتش سطحی موجب غنای گونه­ای پوشش گیاهی زمین می‌شود، گونه­های جانشین اولیه عمدتا به غنای بیشتر کمک می­کنند. بسیاری از گونه­های پیشگام 1-3 سال بعد از آتش­سوزی در مناطق سوخته ظاهر می‌شوند. فراوانی این گونه­ها در مناطق سوخته بیشتر بود که این ممکن است بعلت تغییر شرایط رقابت و افزایش میزان مواد مغذی باشد (23). نتایج این تحقیقات با یافته­های جوزک مشابهت داشت.

آتش­سوزی در مرتع نیمه­خشک جوزک باعث افزایش یکنواختی با گذشت زمان پس از آتش­سوزی شد که علت آن را می­توان اینگونه بیان کرد که دو سال پس از آتش­سوزی تنوع گونه­ای بدلیل کاهش رقابت گیاهان چند­ساله و نبودن مکانیسم­های مؤثر پراکنش و اندام تکثیر­کننده بذر کاهش یافت و شش سال پس از آن با مساعد­شدن شرایط و افزایش تنوع باعث توزیع یکسان گونه­ها و افزایش یکنواختی در طی زمان شد. سانگون و همکاران (1997) ملاحظه نمودند که یکسال بعد از وقوع آتش­سوزی در منطقه سوخته شاخص­های غنا و یکنواختی افزایش یافته است (30). پوربابایی (1390) در بررسی اثرات بلندمدت آتش سوزی بر تنوع گونه­های علفی در جنگل­های شمال ایران نتیجه گرفت که میانگین درصد پوشش، تنوع و مؤلفه­های آن یعنی غنا و یکنواختی افزایش چشمگیری در منطقه آتش­سوزی شده داشت (4). همچنین نتایج تحقیقات صدیقی و همکاران (1390) نشان داد که شاخص یکنواختی اسمیت و ویلسون در منطقه 3 بار حریق بیشتر از کنترل بود ولی اختلاف معناداری دیده نشد که علت آن را می­توان این­گونه بیان کرد که در این منطقه بعلت آتش­سوزی ابتدا تنوع گونه­ای کاهش می‌یابد و بعد از گذشت سال­ها با افزایش میزان تنوع، فراوانی آنها نیز تقریبا یکسان می‌شود که شاید علت آن از بین رفتن کامل گونه­ها در ابتدا و بعد رشد همزمان آنها در یک دوره معین باشد (5، 7).

در این مطالعه آتش­سوزی باعث کاهش چند­ساله­های رقابت­کننده مانند  Bromus oxyodon و Artemisia kopetdaghensis و افزایش گراس­های یکساله و گیاهان تروفیت یکساله شد. از طرفی بررسی فرم زیستی گونه­های شناسایی شده در منطقه جوزک نشان می­دهد که حدود 46/38% از گونه­های سایت 1387 که دو سال پس از آتش­سوزی بررسی شد شامل گیاهان کامفیت، همی­کریپتوفیت و ژئوفیت بود و این گیاهان از طریق پاجوش و ریزوم و پیاز تجدید حیات و رشد و نمو خود را شروع کردند و 50% از گونه‌های منطقه، گونه­های تروفیت (علفی یکساله) است که حضور آنها نشانگر شرایط تخریبی و فشار در منطقه است. سولینسکا و همکاران در سال 1997 در بررسی بلند­مدت از یک جنگل رلیک در بخش شهری لهستان مشاهده کردند که فشار شهری زیاد در طی سالهای 1997- 1929 باعث تغییر نسبت فرم­های رویشی در اشکوب کف جنگل گردیده و فشارهای مستقیم انسانی، تروفیت­ها را افزایش داده است (33). آتشگاهی و همکاران (1388) در منطقه دودانگه ساری و واثقی (1385) نیز در مطالعه شکل‌های رویشی گیاهان در ارتفاعات کلات، زبرجان گناباد، به نتایج مشابهی دست یافتند (1، 10). اجتهادی و همکاران (1384) در مطالعه فلوریستیکی پناهگاه حیات وحش میانکاله متوجه حضور حداکثر تروفیت‌ها در منطقه شدند که این بدلیل محیط در حال تخریب و طبیعت ماسه­ای منطقه بود (2). نتایج این تحقیق با یافته‌های جوزک مطابقت دارد. بنابراین تغییر فرم رویشی گیاهان با پایداری آنها در برابر شرایط نامساعد محیطی ارتباط دارد.

نتیجه­گیری و پیشنهادها: در این پژوهش آتش­سوزی باعث افزایش تنوع گونه­ای (غنا و یکنواختی) شده است که با گذشت زمان این روند تشدید شده است، بنابراین آتش­سوزی برای تنوع زیستی منطقه مفید است اما مشکلی که وجود دارد این است که این افزایش تنوع منجر به کاهش گیاهان چند­ساله و افزایش فورب­ها و گندمیان یکساله می‌شود که ممکن است پایداری اکوسیستم در برابر ناملایمات محیطی را کاهش دهد. کلیماکس منطقه­ جوزک احتمالا ترکیبی از گیاهان علفی چندساله و درختچه­ها خواهد بود. اگر هدف از بهره­برداری از مرتع تولید علوفه برای چرای دام باشد وجود درختچه­ها مطلوب کاربری مورد نظر نیست و تحت این شرایط آتش­سوزی می‌تواند مفید باشد. پیشنهاد می‌شود که بررسی شود: آیا در منطقه­ جوزک بین تغییرات تنوع زیستی در اثر آتش­سوزی و پایداری اکوسیستم در برابر عوامل محیطی ارتباطی وجود دارد یا نه؟. از آنجایی که سایت­های بررسی شده در این تحقیق بطور طبیعی (بدون برنامه­ریزی قبلی) آتش­سوزی شده بودند، نویسندگان مجبور بودند که توالی زمانی پس از آتش­سوزی را از طریق مقایسه سایت­های همجوار بررسی کنند، که با خطا همراه بوده است. ازاین‌رو توصیه می‌شود در سالهای آینده همین سایت­ها مجددا بررسی شود و توالی مرتع پس از آتش­سوزی در هر سایت و در طی زمان بطور مستقل بررسی شود.

سپاسگزاری

هزینه این طرح از محل اعتبار پژوهشی معاونت پژوهشی دانشگاه فردوسی مشهد (پروپوزال شماره 558 مورخ 17/8/1388)، اختصاص یافته به پایان‌نامه ارشد خانم فهیمه رفیعی تأمین شده است. از دانشجویان وقت دانشگاه فردوسی خانم حانیه شریعتمداری، سمیرا مکرمی و آقای جواد غلامی که در انجام بازدیدهای صحرایی همکاری نمودند، سپاسگزاری می‌شود.

  1. آتشگاهی، ز.، اجتهادی، ح. و زارع، ح.  1388. معرفی فلور، شکل زیستی و پراکنش جغرافیایی در جنگل های شرق دودانگه ساری، استان مازندران. مجله زیست شناسی ایران، شماره 2(22)، 193-203 صفحه.
  2. اجتهادی، ح.، امینی اشکوری، ط. و زارع، ح. 1384. اهمیت مطالعات پوشش گیاهی در حفاظت از حیات­وحش میانکاله، استان مازندران. مجله علوم محیطی، شماره 3(9)، 58-53 صفحه.
  3. اجتهادی، ح.، سپهری، ع. و عکافی، ح. ر. 1388. روش‌های اندازه‌گیری تنوع زیستی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 228 صفحه.
  4. پور بابایی، ح. 1391. اثرات بلند­مدت آتش­سوزی بر تنوع گونه­های علفی در جنگل­های شمال ایران، مطالعه موردی رودبار استان گیلان. همایش بین­المللی آتش­سوزی در گرگان، 8 صفحه.
  5. جنگجو برزل آباد، م.  1388. کنش های متقابل بین درمنه کوهی (Artemisia aucheri Bois) و بروموس (Bromus tectorum L.) مطالعه موردی مراتع استپی استان یزد. مجله زیست شناسی ایران، شماره 3(22)، 381-391 صفحه.
  6. شاد، ق. ع. 1380. تیپ‌های گیاهی منطقه آشخانه. وزارت جهاد کشاورزی، 72 صفحه .
  7. صدیقی، م.، قدس خواه دریایی،  م.، حیدری، م. و فرهی ا. 1390. تاثیر آتش­سوزی بر روی تنوع گونه­های گیاهی زیر اشکوب در جنگل­های استان گیلان، مطالعه موردی منطقه سراوان. همایش بین­المللی آتش­سوزی در گرگان، 7 صفحه.
  8. قربانی، ج.، منصوری، ع.، صفائیان، ن. و تمرتاش، ر. 1390. مسیر تغییرات پوشش گیاهی پس از آتش­سوزی در مراتع نیمه­خشک. همایش بین­المللی آتش­سوزی در گرگان، 7 صفحه.
  9. مزرعه، م.، حبشی، ه.، کاووسی، م. و شفیعی ع. 1390. مقایسه تنوع زیستی رستنی­های کف جنگل پس از وقوع آتش­سوزی . همایش بین­المللی آتش­سوزی در گرگان، 8 صفحه.
  10. واثقی، پ. 1385. بررسی شاخص­های عددی و پارامتریک تنوع گونه­ای گیاهان در ارتفاعات کلات، زیر جان گناباد. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه فردوسی مشهد، 125 صفحه.

 

11-     Banj shafiei, A., Jalali, S. G. and Azizi, P. 2006. Pakistan Journal of Biological Sciences, 9(12): 2273-2277.

12-    Busses, M. D., Simon, S.A. and Riegel, G. M. 2000. Tree growth and under story response to low-severity prescribed burning in thinned ponderosa pine forest. F Centeral Oregon. Forest Science, 46:258-268.

13-   Capitanio, R. and Carcaillet, C. 2008. Post-fire Mediterranean vegetation dynamics and diversity: A discussion of succession models. Forest Ecology and Management, 255:431–439.

14-  Caturla, R. N., raventos, J., Guardia, R. and Vallejo, V. R. 2000. Early post-fire regeneration dynamics of Brachypodium retusum pers. (Beauv.) in old. Fields of the Valencia region (Eastern spain). Acta Oecologica, 21: 1-12.

15-   Dale, G., Brockway, R., Gatewood, G. and Paris, R. B. 2002. Restoring fire as an ecological processin short grass prairie ecosystems: initial effects of prescribed burning during the dormant and growing seasons. Journal of Environmental Management, 65:135-152.

16-  De Luis, M., Raventos, J. and Gonzales-Hidalgo, J. C. 2006. Post-fire vegetation succession in Mediterranean gorse shrublands. Acta Oecological, 30:54-61.

17-  Debano, F. L., Neary, D. G. and Folliott, P. F. F. 1998. Effects fire on Ecosystems. Willey, Newyork, pp:333.

18-   DeCastro, E. A. and Kauffman, J. B. 1998. A vegetation gradient of above ground biomass, root and consumption by fire. Journal of Tropical Ecology, 14(3):263-283.

19-  Guevara, J. C., Stasi, C. R., Wuillod, C. F. and Estevez, O. R. 1999. Effects of fire on rangeland vegetation in south-western Mendoza plains (Argentina): composition, frequency, biomass, productivity and carrying capacity. Journal of Arid Environments, 41: 27–35.

20-  Krebs, C. J., 1999. Ecological methodology. Bengamin/Cummings, 620 pp.

21-  Laughline, D. C., Bakker, J. D., Stoddard, M. T., Daniels, M. L. and Springer, J.D. 2004.Toward reference conditions: Wildfire effects on flora in an old-growth ponderosa pine forest . Ecological Management, 199:137-152.

22-   Liedloff, A. C., Coughenourb, M. B., Ludwiga, J. A. and Dyer,  R. 2001. Modelling the trade-off between fire and grazing in a tropical savanna landscape, northern Australia. Environment International, 27: 173–180.

23-  Marozas, V., Racinskas, J. and Bartkevicius, E. 2007. Dynamics of ground vegetation after surface fires in hemiboreal Pinus sylvestris forest. Forest Ecology and Management, 250:47-55.