نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سوادکوه، گروه منابع طبیعی، سوادکوه

چکیده

تحقیق حاضر با هدف بررسی تاثیر جنگل‌کارهای بومی و غیربومی بر تنوع زیستی گونه‌های گیاهی و زادآوری گونه‌های چوبی در سری چای باغ قائمشهر واقع در استان مازندران انجام پذیرفت. به این منظور، سطح 2 هکتار از هر یک از توده‌های افرا پلت، توسکا ییلاقی، زربین، کاج سیاه، عرصه خالی (به عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت. سپس در هر توده 15 قطعه نمونه مربعی شکل به ابعاد 20 ×20 متر برداشت شد. به منظور برداشت گونه‌های علفی و زادآوری گونه‌های چوبی میکروپلات‌هایی به ابعاد 1 × 1 متر پیاده شد. برای مقایسه تنوع گونه ای در توده‌های جنگل‌کاری شده مختلف از شاخص‌های تنوع گونه‌ای سیمپسون، شانون‌وینر و مکینتاش، غنای گونه‌ای مارگالف و منهنیک، شاخص‌های یکنواختی پیت و هیل استفاده گردید. تجزیه واریانس مقادیر تنوع زیستی گونه‌های علفی و زادآوری در توده‌های مورد مطالعه نشان داد که کلیه شاخص‌های مورد نظر تفاوت‌های آماری معنی‌داری را به نمایش گذاشته‌اند. در ارتباط با پوشش علفی، بیشترین مقدار شاخص‌های سیمپسون، مکینتاش، مارگالف، منهینیک، پیت و هیل در منطقه شاهد و بیشترین مقدار شاخص شانون‌وینر در توده جنگل‌کاری شده کاج سیاه مشاهده شد. در خصوص زادآوری گونه‌های چوبی نیز بالاترین مقادیر شاخص‌های مورد بررسی به توده جنگل‌کاری شده افراپلت اختصاص داشت . با توجه به نتایج تحقیق حاضر توصیه می‌شود که در جنگل‌کاری‌ها به منظور حفظ و توسعه تنوع زیستی (بویژه زادآوری گونه‌های چوبی) هر منطقه ، گونه‌های پهن‌برگ بومی در اولویت باشند و کاشت گونه‌های سوزنی‌برگ فقط در شرایط خاص و به همراه اهداف خاص با مطالعه دقیق اکوسیستم منطقه انجام شود.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of Endemic and Exotic Afforestation (Chai Bagh district of Qaemshahr) on Biodiversity of Plant Species and Woody Regeneration

نویسنده [English]

  • KATAYOUN HAGHVERDI

DEPARTMENT OF NATURAL RESOURCES, SAVADKOOH BRANCH, ISLAMIC AZAD UNIVERSITY, SAVADKOOH, IRAN

چکیده [English]

The aim of this research was the studying influence of endemic and exotic afforestation on biodiversity of plant species and woody regeneration in Qaemshahr Chai-Bagh district, located in Mazandaran Province. Due to, 2 hectare area were considered in afforested stands of Acer velutinum, Alnus subcordata, Cupressus sempervirens, Pinus nigra with control area. To doing this research, 15 sample plots with 20m × 20m area were taken in each plantation and also control area. We recorded type and individual of woody regeneration with covering percent all of herbal species in micro sample plots with 1m × 1m area. For biodiversity analyses; Simpson, Shannon Wiener's, McIntosh diversity; Margalef, Mechanic's richness; Pit and Hill's evenness indices were employed. Analyses of variance whole studied indices (for plant species and also woody regeneration) were significantly different among afforested stands. About plant biodiversity, the control area showed the most values of Simpson, McIntosh, Margalef, Mechanic, Pit and Hill's indices whereas the maximum of Shannon Wiener was detected in Pinus nigra stand. But, about the woody regeneration the greater amounts were observed in Acer velutinum for all of biodiversity indices. According to these findings, it is recommended that broad-leaved has more priority compared to needle-leaved for afforestation due to biodiversity (especially woody regeneration) development and conservation. Planting of need-leaved species should be considered in especial condition and with especial purpose beside precision studies of region ecosystem.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Afforestation
  • Diversity
  • Richness
  • Evenness
  • Chai-Bagh district

تأثیر جنگل­کارهای بومی و غیربومی سری چای باغ قائم‌شهر بر تنوع زیستی گونه‌های گیاهی و زادآوری گونه­های چوبی 

کتایون حق‌وردی

سوادکوه، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد سوادکوه، گروه منابع طبیعی

تاریخ دریافت: 30/2/92                تاریخ پذیرش: 18/7/93 

چکیده

تحقیق حاضر با هدف بررسی تأثیر جنگل­کارهای بومی و غیربومی بر تنوع زیستی گونه­های گیاهی و زادآوری گونه‌های چوبی در سری چای باغ قائمشهر واقع در استان مازندران انجام شد. به این منظور، سطح 2 هکتار از هر یک از توده­های افرا پلت، توسکا ییلاقی، زربین، کاج سیاه و عرصه خالی (به‌عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت. سپس در هر توده 15 قطعه نمونه مربعی شکل به ابعاد 20 ×20 متر برداشت شد. به‌منظور برداشت گونه­های علفی و زادآوری گونه­های چوبی میکروپلات­هایی به ابعاد 1 × 1 متر پیاده شد. برای مقایسه تنوع گونه ای در توده­های جنگل­کاری شده مختلف از شاخص­های تنوع گونه­ای سیمپسون، شانون­وینر و مکینتاش، غنای گونه­ای مارگالف و منهنیک، شاخص­های یکنواختی پیت و هیل استفاده گردید. تجزیه واریانس مقادیر تنوع زیستی گونه­های علفی و زادآوری در توده­های مورد مطالعه نشان داد که کلیه شاخص­های مورد نظر تفاوت­های آماری معنی­داری را به نمایش گذاشته­اند. در ارتباط با پوشش علفی، بیشترین مقدار شاخص­های سیمپسون، مکینتاش، مارگالف، منهینیک، پیت و هیل در منطقه شاهد و بیشترین مقدار شاخص شانون­وینر در توده جنگل­کاری شده کاج سیاه مشاهده شد. در خصوص زادآوری گونه­های چوبی نیز بالاترین مقادیر شاخص­های مورد بررسی به توده جنگل­کاری شده افراپلت اختصاص داشت. با توجه به نتایج تحقیق حاضر توصیه می­شود که در جنگل­کاری­ها به‌منظور حفظ و توسعه تنوع زیستی (به‌ویژه زادآوری گونه­های چوبی) هر منطقه، گونه­های پهن­برگ بومی در اولویت باشند و کاشت گونه­های سوزنی­برگ فقط در شرایط خاص و بهمراه اهداف خاص با مطالعه دقیق اکوسیستم منطقه انجام شود.

واژه­های کلیدی: جنگل­کاری، تنوع، غنا، یکنواختی، سری چای باغ

نویسنده مسئول، تلفن: 09122107422 ، پست الکترونیکی: Khaghverdi@yahoo.com

مقدمه

 

با افزایش روزافزون جمعیت دنیا و پیشرفت علم و توسعه فناوری، فشار تخریب انسان روی طبیعت بیشتر شده و سیمای طبیعت روز به روز حالت طبیعی و اولیه خود را از دست داده است. مساحت جنگل­های جهان هر روزه سیر قهقرایی را طی می­کند. امروزه اکوسیستم­های طبیعی مناطق معتدله دنیا نیز تحت تأثیر فعالیت­های مخرب بشر قرار گرفته است (25). با تخریب جنگل­ها و کاهش مساحت آنها انقراض گونه­های گیاهی و جانوری و در نتیجه کاهش تنوع زیستی در دنیا مشاهده می­شود که هر یک نقش حیاتی و اساسی را در زنجیره­های غذایی اکوسیستم­ها بازی می‌کنند، زیرا با نابودی یک گونه، تعادل حیاتی در طبیعت به هم می­خورد (7).

توالی جنگل­های طبیعی در بخش شمالی کشور ایران به دلیل بهره­برداری­های غیر اصولی و عدم تجدید حیات طبیعی در مناطق مختلف مورد تهدید قرار گرفته است و از این جهت می­توان با انجام عملیات جنگل­کاری نسبت به احیاء آن برنامه­ریزی نمود. بررسی­های انجام شده در سال 1375 بیانگر این واقعیت می­باشد که در مجموع تاکنون 200 هزار هکتار جنگل­کاری در سطح شمال کشور انجام شده که حدود 20 درصد آن را گونه­های سوزنی­برگ (40 هزار هکتار) تشکیل می­دهند (2). بررسی آمار پنج‌ساله (1381 - 1377) در سطح 21 نهالستان شمال کشور نیز حکایت از تولید متوسط سالیانه 30 میلیون اصله نهال از مجموع 56 گونه که شامل 31 گونه پهن­برگ و 25 گونه سوزنی­برگ بوده، دارد. در این تحقیق سهم گونه­های پهن­برگ 69 درصد و سهم گونه­های سوزنی برگ 31 درصد تعیین گردید. البته امروزه به دلیل عدم موفقیت تعداد قابل توجهی از عرصه­های جنگل­کاری شده با گونه­های سوزنی­برگ و همچنین تأکید صاحب­نظران علوم جنگل در اولویت دادن به توان موجود در عرصه­های منابع طبیعی، استفاده از گونه­های پهن­برگ بومی در فعالیت­های جنگل­کاری افزایش یافته است (10). 

اثرات گونه‌های جنگل‌کاری شده بر تنوع زیستی پوشش گیاهی نیز حائز اهمیت است. به دلیل تأثیر گونه‌های درختی بر عوامل مختلف اکولوژیکی عرصه جنگل­کاری شده، تغییرات تنوع پوشش گیاهی قابل انتظار است. از آنجایی که جایگزین کردن جنگل‌های بومی با گونه‌های غیربومی موجب تغییرات وسیعی در تنوع و ترکیب جوامع گیاهی در مقیاس‌های محلی و منطقه‌ای می‌گردد (16، 20، 26)، از این رو در بررسی اثرات حاصل از کاشت گونه‌های مختلف سوزنی برگ و پهن‌برگ بر روی تنوع زیستی پوشش گیاهی، بر انتخاب گونه و نوع دخالت‌های مناسب و عملیات پرورشی در عرصه جنگل‌کاری تأکید شده است (10). بررسی تنوع گونه‌های گیاهی در جنگل‌کاری‌ها با اهداف مختلف ازجمله حفاظت از ذخائر ژنتیکی، بررسی روند توالی، شناسایی گونه‌های در حال تهدید و انقراض و تأثیر جنگل‌کاری با گونه‌های بومی و غیربومی بر پوشش کف انجام می­گیرد (4 ،9).

جنگل­کاری با گونه­های بومی و غیربومی به دلیل داشتن ویژگی­های خاص خود می­تواند تأثیر مهمی بر تنوع پوشش گیاهی و زادآوری کف جنگل داشته باشد. به علاوه، گونه­های سوزنی برگ به دلیل تولید بسیار بالای چوب سالیانه در واحد سطح مورد توجه هستند. چنانکه اغلب کشورهای جهان مساحت­های وسیعی را با گونه­های سوزنی­برگ برای تولید چوب و تأمین نیازهای مختلف جنگل­کاری کرده­اند. امروزه در دنیا مطالعه آثار جنگل­کاری­های سوزنی­برگ بر روی تنوع زیستی پوشش گیاهی و زادآوری زیراشکوب بمنظور بررسی چگونگی روند توالی، بازسازی اکولوژیکی و حفاظت از تنوع زیستی امری ضروری و شناخته شده است (14، 28). هدف اصلی این تحقیق نیز بررسی و مقایسه تراکم زادآوری، تنوع گونه­های چوبی و علفی در جنگلکاری­های افرا پلت، توسکای ییلاقی، زربین و کاج سیاه واقع در استان مازندران می­باشد. نتایج این بررسی می­تواند در برنامه­ریزی طرح­های جنگل­کاری و همچنین مطالعه فرایند توالی، حفاظت و حمایت از گونه­های در معرض تهدید و انقراض مورد استفاده قرار گیرد.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه: به‌منظور انجام این تحقیق، جنگلکاری­های سری چای باغ قائم‌شهر بین "45 '51 °52 تا "40 '55 °52 طول شرقی و" 27 '18 °36 تا "33 '20 °36 عرض شمالی، مد نظر قرار گرفت. متوسط دمای بارندگی سالیانه بترتیب 3/14 درجه سانتی­گراد و 6/1043 میلی­متر می­باشد(3). با استفاده از روش دومارتن این منطقه دارای اقلیم خیلی مرطوب و همچنین با استفاده از روش آمبرژه این منطقه دارای اقلیم مرطوب می­باشد. تشکیلات زمین­شناسی این سری کلاً مربوط به دوران سوم زمین­شناسی و دوره پلیوسن و کوارترنری بوده، سنگ­های مادری گنکلومرای آهکی، مارن و مارن­سیلتی بهمراه آبرفت­های جوان است. تیپ خاک موجود قهوه­ای شسته شده با پسدوگلی و بافت آن سنگین تا بسیار سنگین است. حداقل ارتفاع سری از سطح دریا حدود 190 متر و حداکثر آن بالغ بر 865 متر می­باشد(3). این عرصه در سال­ 69 در سطح 85 هکتار با حفظ تک درختان مرغوب با گونه­های افرا پلت، توسکای ییلاقی، بلوط، زبان گنجشک، زربین و کاج سیاه بصورت خالص و آمیخته نهالکاری شد که نهال­ها در مرحله رویشی تیرک و تیری قرار دارند (3). در تحقیق حاضر بخشی از سطوح جنگل­کاری شده بومی و غیربومی (توده­های پلت، توسکای ییلاقی، زربین، کاج سیاه و همچنین عرصه خالی به عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت.

روش نمونه­برداری: سطح 2 هکتار از هر یک از توده­های افرا پلت، توسکای ییلاقی، زربین، کاج سیاه و عرصه خالی (به عنوان شاهد) مورد بررسی قرار گرفت. سپس با استفاده از روش منظم تصادفی در هر توده 15 قطعه نمونه مربعی شکل به ابعاد 20 ×20 متر (مساحت 400 متر مربع) برداشت شد. برخی پارامترهای رویشی نظیر قطر برابر سینه ، ارتفاع و تعداد در پلات ثبت گردید. بمنظور برداشت گونه­های علفی کف و زادآوری گونه­های چوبی میکروپلات­هایی به ابعاد 1 × 1 متر پیاده شد (شکل 1) (9). لازم به ذکر است که ابعاد شبکه آماربرداری 30 × 30 متر بوده است. پس از تعیین محدوده هر قطعه نمونه تمامی گونه­های چوبی زادآوری شده و همچنین نوع گونه و درصد پوشش گونه­های علفی ثبت گردید. بنابراین در داخل هر قطعه نمونه نوع گونه­های گیاهی شناسایی و فراوانی- چیرگی هر گونه بر اساس معیار براون­بلانکه تعیین شد (9).

 

 

 

قطعه نمونه 20 × 20 متری

 

میکروپلات­های 1 × 1 متری برای بررسی پوشش­های علفی و زادآوری گونه های چوبی

 

 

شکل 1- اندازه و موقعیت میکروپلات­ها در داخل پلات­های مورد بررسی


روش مطالعه تنوع زیستی: برای مقایسه تنوع زیستی در توده­های جنگل­کاری شده مختلف از شاخص­های تنوع گونه­ای سیمپسون، شانون­وینر و مکینتاش، غنای گونه­ای مارگالف و منهنیک، شاخص­های یکنواختی پیت و هیل استفاده گردید. برای بررسی شاخص‌های مورد استفاده در تحقیق حاضر از فرمول­های زیر استفاده شد (8):

الف)شاخص­های تنوع گونه­ای

1- شاخص سیمپسون (1949)

رابطه 1         

که در آن S، شاخص سیمپسون؛ s، تعداد گونه، ni، تعداد افراد مربوط به  iامین گونه و N، تعداد کل افراد جامعه می­باشد.

2- شاخص شانون­وینر (1949)

رابطه 2         

که در آن H، شاخص تنوع زیستی شانون­وینر، s، تعداد گونه و Pi، فراوانی نسبی افراد گونه i  در نمونه مورد نظر می­باشد. 

3- شاخص مکینتاش (1967)

رابطه 3      

که در آن U، شاخص تنوع مکینتاش، s، تعداد گونه و ni تعداد افراد یا فراوانی گونه  iام در نمونه مورد نظر می­باشد.

ب) شاخص­های غنای گونه­ای

1- شاخص غنای مارگالف (1985)

رابطه 4     

که در آن R، غنای گونه­ای؛ s، تعداد گونه و N، تعداد افراد می­باشد.

2- شاخص غنای منهنیک (1964)

رابطه 5    

که در آن s، تعداد گونه و N تعداد افراد می­باشد.

ج) شاخص­های یکنواختی

1- شاخص پیت (1975)

رابطه 6       

که در آن E1، یکنواختی؛ H شاخص شانون­وینر و s، تعداد گونه می­باشد. به این شاخص، شاخص پیلو هم گفته می‌شود.  

2- شاخص هیل (1973)

رابطه  7   

 که در آن E2، شاخص هیل؛ S، شاخص سیمپسون و H، شاخص شانون­وینر می­باشد.

 لازم به ذکر است که کلیه شاخص های تنوع، غنا و یکنواختی گونه ها با نرم افزارهایpast  وEcological Methodology  محاسبه شدند.

تجزیه و تحلیل آماری:  در اولین مرحله، نرمال بودن داده­ها بوسیله آزمون کولموگروف اسمیرنوف و همگن بودن واریانس داده­ها با استفاده از آزمون لون مورد بررسی قرار گرفت. بمنظور بررسی تفاوت یا عدم تفاوت مقادیر شاخص­های تنوع زیستی در سطح توده­های جنگل­کاری شده از تجزیه واریانس یکطرفه استفاده شد. آزمون دانکن نیز بمنظور مقایسه چندگانه میانگین بکار گرفته شد. تجزیه و تحلیل آماری کلیه داده­ها با استفاده از نرم افزار11.5  SPSS انجام شد. 

نتایج

مشخصه‌های رویشی توده‌های مورد مطالعه:  برخی مشخصه های رویشی در ارتباط با هر یک از توده های مورد بررسی در جدول 1 ارائه گردیده است.

 

 

جدول 1- مشخصه‌های رویشی در توده­های جنگلی مورد مطالعه

نام گونه

ارتفاع (m)

قطر برابر سینه(cm)

تعداد در پلات

درصد پوشش کف

پلت

63/11

94/18

45/12

72/18

توسکاییلاقی

74/12

76/21

62/11

75/53

زربین

10/8

92/13

 

86/6

14/72

کاج سیاه

79/9

19/20

00/6

83/85


گونه­های علفی و چوبی (زادآوری) زیرآشکوب: از مجموع 75 قطعه نمونه (675 میکروپلات) برداشت شده، تعداد 32 گونه علفی (جدول 2) و زادآوری 10 گونه چوبی (جدول 3) شناسایی شد.

تنوع زیستی گونه­های علفی کف: تجزیه واریانس مقادیر تنوع زیستی گونه­های علفی کف در توده­های مورد مطالعه حکایت از آن دارد که کلیه شاخص­های مورد نظر تفاوت­های آماری معنی­داری را به نمایش گذاشته­اند (جدول 4). بیشترین مقدار شاخص سیمپسون در منطقه شاهد (78/0) و کمترین مقدار آن در توده افراپلت (49/0) مشاهده گردید (شکل 2). بیشترین مقدار شاخص شانون­وینر در توده جنگل­کاری شده کاج سیاه (29/1) و کمترین مقدار آن در توده افراپلت (55/0) مشاهده شد (شکل 2). بیشترین مقدار شاخص مکینتاش در منطقه شاهد (71/78) و کمترین مقدار این مشخصه به توده افراپلت (33/26) اختصاص داشت (شکل 2). بیشترین و کمترین مقدار شاخص مارگالف به ترتیب در منطقه شاهد (31/1) و توده جنگل­کاری شده افراپلت (99/0) مشاهده شد (شکل 3). بیشترین مقدار مشخصه منهینیک در عرصه شاهد (97/0) و کمترین آن در توده افراپلت (60/0) مشاهده گردید (شکل 3). شاخص یکنواختی پیت نیز دارای بالاترین مقدار در منطقه شاهد (76/0) و کمترین مقدار در توده افراپلت (34/0) بوده است (شکل 4). بیشترین و کمترین مقدار شاخص هیل نیز به ترتیب به منطقه شاهد (77/0) و توده افراپلت (49/0) اختصاص داشته است (شکل 4).

 

جدول 2- گونه­های علفی زیرآشکوب در توده­های جنگلی مورد مطالعه

ردیف

نام فارسی

نام علمی

خانواده

شکل زیستی

1

ازملک

Smilax excelsa L.  

Liliaceae

ca

2

چمن مرتعی

Poa peratensis L.

Poaceae

tr

3

غازواش

Stellaria media (L.) Vill

Caryophyllaceae

tr

4

ترشک

Rumex sp. L. 

Polygonaceae

cr

5

بارهنگ کبیر

Plantago major L. 

Plantaginaceae

cr

6

تلخ واش

Polygonum orientalis L.

Polygonaceae

cr

7

اویارسلام

Cyperus longus L.

Cyperaceae

tr

8

ژئوم

Geum heterocarpum Boiss.

Rosaceae

cr

9

سازیل

Elodea Canadensis Michx.

Hydrocharitaceae

ca

10

اناریجه

Eryngium sp. 

Apiaceae

cr

11

خزه

Sphagnum sp. L.

Bryophytaceae

cr

12

پیم پینلا

Pimpinella sp. L. 

Apiaceae

cr

13

زولنگ

Eryngium caucasicum  Trautv.  

Apiaceae

cr

14

بنفشه جنگلی

Viola sylvestris Lam.

Violaceae

tr

15

قاصدک

Taraxacum vulgare (Lam.) Schrank

Asteraceae

cr

16

النا

Oplismenus undulatifolius (Ard.) Roem. & Schult.

Poaceae

tr

17

پنج انگشت

Potentilla reptans L.

Posacea

cr

18

گزنه

Urtica urens L.

Urticaceae

cr

19

علف روسی

Microstegium vimineum (Trin.) A.Camus

Poaceae

tr

20

گزنه سفید

Lamium alba 

Lamiaceae

tr

21

تمشک جنگلی

Rubus lanuginosus Stev. ex Ser.

Rosaceae

ca

22

شبدر ترشک جنگلی

Oxalis acetosella L.

Oxalidaceae

tr

23

پونه آبی

Menthae aquatica L.

Lamiaceae

cr

24

آقطی

Sambucus ebulus L.

Caprifoliaceae

cr

25

کوله خاس

Ruscus hyrcanus Woron

Liliaceae

ca

26

سرخس پنجه­ای

Ceterach officinarum DC.

Aspleniaceae

cr

27

شمعدانی وحشی

Geranium sp.

Graniaceae

tr

28

موره

Artemisia annua L.

Asteraceae

tr

29

مریم گلی

Salvia sp. L. 

Lamiaceae

tr

30

پونه

Menthae pulegium L.

Lamiaceae

tr

31

آسپلی نیوم

Adiantum nigrum L.

Aspleniaceae

cr

32

دم اسب

Equisetum maximum Lam.

Equisitaceae

cr

          شکل زیستی:  کاموفیت: ca؛ تروفیت: tr ؛ کریپتوفیت: cr .

 

جدول 3- گونه­های چوبی (زادآوری) زیرآشکوب در توده­های جنگلی مورد مطالعه

ردیف

نام فارسی

نام علمی

خانواده

1

خرمندی

Diospyros lotus L.

Ebenaceae

2

توت

Morus alba var. Nigra L.

Moraceae

3

بلندمازو

Quercus castaneifolia C. A. Mey.

Fagaceae

4

ممرز

Carpinus betulus L.

Betulaceae

5

ازگیل

Mespilus germanica L.

Rosaceae

6

پلت

Acer velutinum Boiss.

Aceraceae

7

توسکا ییلاقی

Alnus subcordata C. A. Mey.

Betulaceae

8

انجیلی

Parrotia persica C. A. Mey.

Hammamelidaceae

9

لیلکی

Gleditschia caspica Desf.

Leguminosae

10

لرگ

Pterocarya fraxinifolia Spach.

Juglandaceae

 

 

جدول 4 - تجزیه واریانس شاخص­های تنوع زیستی علفی در توده­های جنگل­کاری 

یکنواختی

غنای گونه­ای

تنوع گونه­ای

شاخص­ها

هیل

پیت

منهینیک

مارگالف

مکینتاش

شانون­وینر

سیمپسون

83/7

01/40

65/4

92/4

13/73

58/16

18/19

مقدار F محاسباتی

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

مقدار P

: معنی­داری در سطح 1%             **             

 

جدول 5- تجزیه واریانس شاخص­های تنوع زیستی زادآوری در توده­های جنگل­کاری 

یکنواختی

غنای گونه­ای

تنوع گونه­ای

شاخص­ها

هیل

پیت

منهینیک

مارگالف

مکینتاش

شانون­وینر

سیمپسون

01/25

31/31

16/21

66/6

49/33

89/11

62/10

مقدار F محاسباتی

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

00/0**

مقدار P

: معنی­داری در سطح 1%             **             

 

 

 

شکل 2- میانگین مقادیر تنوع علفی سیمپسون (الف)، شانون­وینر (ب) و مکینتاش (ج) در توده­های جنگل­کاری

 

 

 

 

شکل 3- میانگین مقادیر غنای علفی مارگالف (الف) و منهینیک (ب) در توده­های جنگل­کاری

 

 

 

 

 

شکل 4- میانگین مقادیر یکنواختی علفی پیت (الف) و هیل (ب) در توده­های جنگل­کاری


تنوع زیستی زادآوری گونه­های چوبی: تجزیه واریانس مقادیر تنوع زیستی زادآوری گونه های چوبی در توده­های مورد مطالعه حکایت از آن دارد که کلیه شاخص­های تنوع، غنا و یکنواختی تفاوت­های آماری معنی­داری را به نمایش گذاشته­اند (جدول 5). بیشترین مقدار شاخص سیمپسون در توده افراپلت (67/0) و کمترین مقدار این شاخص در عرصه شاهد (24/0) مشاهده گردید (شکل 5). بیشترین مقدار شاخص شانون­وینر در توده جنگل­کاری شده افرا پلت (03/1) و کمترین مقدار آن در منطقه شاهد (63/0) مشاهده شد (شکل 5). بیشترین مقدار شاخص مکینتاش در توده افراپلت (04/56) و کمترین مقدار آن در منطقه شاهد (81/23) مشاهده گردید (شکل 5).

 

 

 

شکل 5- مقایسات میانگین چندگانه دانکن مقادیر تنوع زادآوری سیمپسون (الف)، شانون­وینر (ب) و مکینتاش (ج) در توده­های جنگل­کاری

 

بیشترین و کمترین مقدار شاخص غنای مارگالف به ترتیب به توده افراپلت (15/1) و منطقه شاهد (72/0) اختصاص داشته است (شکل 6). بیشترین مقدار شاخص منهینیک به توده افراپلت (68/0) و کمترین آن به عرصه شاهد (28/0) تعلق داشت (شکل 6). بالاترین مقدار شاخص یکنواختی پیت در توده افراپلت (52/0) و کمترین مقدار آن در عرصه شاهد (22/0) مشاهده شد (شکل 7). بیشترین مقدار شاخص یکنواختی هیل در توده افراپلت (50/0) و کمترین آن در منطقه شاهد (20/0) مشاهده گردید (شکل 7).


 

شکل 6- مقایسات میانگین چندگانه دانکن مقادیر غنای زادآوری مارگالف (الف) و منهینیک (ب) در توده­های جنگل­کاری

 

شکل 7- مقایسات میانگین چندگانه دانکن مقادیر یکنواختی زادآوری پیت (الف) و هیل (ب) در توده‌های جنگل­کاری

 


بحث و نتیجه­گیری

شاخص­های تنوع در بردارنده توأم دو ویژگی جامعه یعنی غنای گونه­ای و یکنواختی هستند و شاخص­های عددی این دو ویژگی را در یک عدد خلاصه می­کنند (1). نتایج پژوهش حاضر نشان داد که تنوع زیستی گونه­های علفی زیراشکوب در منطقه شاهد (عرصه خالی از درخت) و توده­های سوزنی­برگ بیشتر از توده­های جنگل­کاری شده پهن‌برگ می­باشد. این در حالی است که تنوع زیستی زادآوری گونه­های چوبی در توده­های پهن­برگ بیشتر از توده‌های سوزنی­برگ و عرصه شاهد است. بطور کلی در مقایسه با توده­های پهن­برگ، توده­های سوزنی­برگ هم از نظر غنای گونه­ای و هم از نظر یکنواختی دارای مقادیر نسبتاً بالایی بوده و این هماهنگی بین دو ویژگی (غنا و یکنواختی) موجب بالا رفتن تنوع گونه­ های علفی زیرآشکوب در این توده­ها شده است.

پور رحمتی (5) به بررسی تأثیر جنگل­کاری بر روی پوشش گیاهی زیراشکوب جنگل طبیعی در مقایسه با جنگل‌کاری کاج تدا در منطقه جنگل­کاری پلیمبرا در غرب گیلان پرداخت. نتایج پژوهش نشان داد که مقدار شاخص تنوع شانون­وینر برای گونه­های علفی در جنگل­کاری کاج تدا بیشتر از جنگل طبیعی، مقدار غنای گونه­ای علفی و چوبی در جنگل طبیعی بیشتر از جنگل­کاری بود. پیوت و همکاران (23) در ارتفاع پایین آتلانتیک کاستاریکا به بررسی میزان موفقیت و رشد گونه­های بومی و غیر­بومی 21 عرصه جنگل­کاری خالص در محدوده سنی 6-11 ساله پرداختند و دریافتند گونه غیر­بومی بیشترین تنوع را در بین رویشگاه­ها داشتند. هر چند گونه­های بومی موفق­تر از گونه­های غیر­بومی به نظر می­رسید. ناگایک (17) اقدام به مقایسه تنوع زیستی گونه­های گیاهی بین جنگل‌کاریLarix compferi  و جنگل ثانویه پهن­برگQuercus crispula  در مرکز ژاپن نمود. نتایج این بررسی نشان داد که غنای گونه­های گیاهی در جنگل­کاری لاریکس بیشتر از جنگل ثانویه بلوط بود. اما غنای گونه­های درختی در این جنگل­کاری کمتر از جنگل تانویه گزارش شد.

در تحقیق حاضر گونه­های سوزنی­برگ با فاصله کاشت بیشتر (3 متر× 3 متر) نسبت به پهن­برگان (2 متر × 2 متر) دارای درصد تاج پوشش کمتری می­باشند و در این شرایط، مقدار نور بیشتر باعث فراهم شدن شرایط بهتر برای رشد گونه­های کف جنگل و بدنبال آن تنوع زیستی بیشتر می­شود. از طرفی، در عرصه شاهد نیز تاج پوشش غالبی برای جلوگیری از ورود نور به داخل عرصه وجود ندارد و همین موضوع باعث افزایش مقادیر تنوع زیستی گونه­های علفی زیرآشکوب نسبت به توده­های سوزنی و پهن­برگ شده است. پاراتسیس و آیزن (19) به بررسی تنوع گیاهان آوندی زیراشکوب، سوسک خاکی و پرندگان توده نسبتاً دست نخورده Notofagus dombeyi و توده جنگل­کاری شده کاج پرداختند. نتایج تحقیق آنان نشان داد که جنگل­کاری با پوشش تاجی بازتر با افزایش فراوانی افراد و غنای گونه­ها به تنوع زیستی کمک می­کند. الحامد و همکاران (12) به بررسی تنوع زیستی در علفزارهای نسبتاً کم آب مدیترانه پرداختند. نتایج پژوهش آنها نشان داد که سایه ایجاد شده توسط پوشش درختی روی تنوع زیستی مؤثر بوده و غنای گونه­ای را کاهش می­دهد. بنابراین کاهش مقدار نوری که سطح خاک دریافت می­کند، تأثیر غیرمستقیم روی الگوی تنوع زیستی گونه­ها دارد.

به نقل از ناگایک و همکاران (18) برخی از مطالعات نشان داده است که اعمال مدیریت جنگل می­تواند موجب افزایش غنا شود. مطالعات دیگر در خصوص زادآوری زیر توده­های جنگل­کاری نشان داده است که خصوصیات تاج پوشش گونه­های کاشته شده ممکن است بر روی جوامع زیر اشکوب اثرگذار باشد (22). جنگلکاری­ها، زادآوری زیر اشکوب را از طریق سایه­اندازی بر علفها، افزایش موادغذایی افق فوقانی خاک (بوسیله لاشبرگ) و تسهیل در نفوذ گونه­های درختی در رویشگاه‌های حساس افزایش می­دهند (13). بر همین اساس نیز نتایج تحقیق حاضر نشان داد که بیشترین تنوع زیستی زادآوری گونه­های چوبی در توده­های پهن­برگ بوده و این توده­ها شرایط مهیاتری را برای استقرار زادآوری گونه­های مختلف ایجاد کرده­اند. در حالی که حضور گونه­های علفی مختلف در زیرآشکوب توده‌های سوزنی­برگ و همچنین عرصه شاهد (تنوع زیستی بالای گونه­های علفی زیرآشکوب) مانع از استقرار مناسب زادآوری گونه های چوبی شده است.

بطور کلی گونه­های علفی نسبت به زادآوری گونه­های چوبی سازگارتر به محیط بوده و تطابق بیشتری با محیط پیدا می­کنند. در حالی که استقرار زادآوری گونه­های چوبی منوط به مهیا بودن بستر می­باشد. از این رو می­توان انتظار داشت که مناسب بودن شرایط ادافیکی مناطق می­تواند در میزان استقرار زادآوری گونه­های چوبی مختلف بسیار تأثیرگذار باشد. از آنجایی که جنگل­کاری با گونه­های پهن­برگ افرا پلت و توسکا ییلاقی باعث افزایش مواد محلول در افق فوقانی خاک می­شود (6)، بنابراین زیادتر بودن املاح محلول در افق­های فوقانی خاک تحت تأثیر گونه­های فوق‌الذکر خود می­تواند به عنوان یک عامل مؤثر در بالا رفتن تنوع گونه­های زادآوری مطرح شده و به این جهت امتیاز مثبتی در جنگل­کاری با این گونه­ها محسوب می­شود.

جنگل­کاری در رویشگاه­های مخروبه به عنوان کاتالیزورهای توالی (Succession catalysts) عمل می­کنند و ظهور گونه­های بومی را از طریق تشکیل میکروکلیمای زیراشکوب، غلبه بر علفی­های چیره و آماده­سازی زیستگاه­ها برای جانوران ناقل بذور موجب می­شود (27،9). کینان و همکاران (15) نشان دادند که تراکم گونه­های بومی مستقر در زیر تاج پوشش جنگل­کاری­های گونه غیربومی در مقایسه با جنگل طبیعی مجاور مناسب­تر است. جنگل­کاری می‌تواند توالی جنگل را با کمک تغییر شرایط فیزیکی و بیولوژیکی رویشگاه و ابزارهایی مانند تغییر در نور الک شده، دما و رطوبت سطح خاک مناسب برای جوانه­زنی به سمت جنگل طبیعی سوق دهد (21). به هر حال لازم به ذکر است، اگرچه انجام عملیات جنگل­کاری به ویژه به صورت خالص و همسال، تنوع زیستی پوشش گیاهی و موجودات زنده مرتبط با هر یک از عرصه­های اولیه چمن­زار، مراتع و یا بوته­زارها را با کاهش مواجه می­کند (24) اما در بسیاری از موارد این فعالیت­ها متضمن حفظ توالی اکوسیستم و بالا بردن تنوع زیستی در درازمدت را خواهند داشت که به عنوان نمونه از ایجاد پوشش گیاهی در نوارهای ساحلی، ایجاد جنگل­کاری در مناطق فرسایش یافته، استفاده مناسب از گونه­های درختی با توجه به نیازهای رویشگاهی و اکولوژیکی هر منطقه، انجام جنگل­­کاری­های آمیخته و اجرای به موقع عملیات پرورشی در سطح جنگل­کاری­ها را می­توان نام برد (10).

در نهایت می­توان اشاره داشت که توالی جنگل­های طبیعی در بخش شمالی کشور ایران به دلیل بهره­برداری­های غیر اصولی و عدم تجدید حیات طبیعی در مناطق مختلف مورد تهدید قرار گرفته است و از این جهت می­توان با انجام عملیات جنگل­کاری (تقویت تنوع زیستی گونه­های گیاهی و زادآوری گونه­های چوبی) نسبت به احیاء آن برنامه­ریزی نمود (11). با توجه به نتایج تحقیق حاضر توصیه می­شود که در جنگل­کاری­ها بمنظور حفظ و توسعه تنوع زیستی (بویژه تنوع زیستی زادآوری گونه­های چوبی) هر منطقه و به طور کلی اکوسیستم، گونه­های پهن­برگ بومی در اولویت باشند، ضمن اینکه با بکارگیری گونه‌های بومی در جنگل‌کاری، نگرانی ابتلا به آفات و بیماری‌های گیاهی نیز کاهش می‌یابد (4). همچنین بهتر است کاشت گونه­های سوزنی­برگ فقط در شرایط خاص و بهمراه اهداف خاص با مطالعه دقیق اکوسیستم منطقه انجام شود. همچنین با توجه به کارکردهای مختلفی که توده های آمیخته پهن برگ با سوزنی برگ می تواند داشته باشد می توان در خصوص ترکیب نمودن گونه های مختلف پهن برگ و سوزنی برگ در ارتباط با اکوسیستم های مشابه ارزیابی های تکمیلی انجام داد.

سپاسگزاری

این مقاله مستخرج از طرح پژوهشی با حمایت مالی دانشگاه آزاد اسلامی واحد سوادکوه می‌باشد که بدین وسیله از حمایت‌های مالی و معنوی معاونت پژوهش و فناوری آن واحد محترم صمیمانه تشکر و قدردانی می‌گردد.

1- اجتهادی، ح.، ع. سپهری و ح. ر. عکافی. 1388. روش­های اندازگیری تنوع زیستی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 228 صفحه.

2- اسداللهی، ف. 1380. مطالعه روند تحول جنگل کاری در ایران. مجله جنگل و مرتع، 53: 19 - 13.

3- بی­نام، 1383. کتابچه طرح جنگلداری سری چای باغ قائمشهر، سازمان جنگلها و مراتع کشور، 274 صفحه.

4- پوربابایی، ح.، س. شادرام و م. خراسانی. 1383. مقایسه تنوع زیستی گیاهی جنگل‌کاری توسکای ییلاقی با جنگل‌‌کاری آمیخته ون- پلت در منطقه تنیان صومعه سرای گیلان. مجله زیست شناسی ایران، 17: 368 -357.

5- پوررحمتی، ق. 1384. بررسی تأثیر جنگل­کاری بر تنوع زیستی پوشش گیاهی در غرب گیلان. پایان­نامه کارشناسی ارشد جنگلداری، دانشگاه گیلان.  72صفحه.

6- علی­عرب، ع.، س. م. حسینی و س. غ. جلالی. 1384. اثر گونه­های افراپلت، اقاقیا، صنوبر و زربین بر برخی ویژگی­های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل­کاری شرق هراز. مجله علوم خاک و آب، 19: 105 - 96.

7- قمی­اویلی، ع.، س. م. حسینی، ا. متاجی و س. غ. جلالی. 1386. بررسی تنوع زیستی گونه های چوبی و زادآوری در دو جامعه گیاهی مدیریت شده در منطقه خیرودکنار نوشهر. محیط شناسی، 33: 106 –،101.

8- کوچ، ی.، ح. جلیلوند، م. ر. پورمجیدیان و ا. فلاح. 1389. تنوع گونه های گیاهی در جهتهای مختلف جغرافیایی جنگل پایین بند خانیکان، چالوس مازندران. مجله زیست شناسی ایران، 23: 706 – 697.

9- مجربی، م.، م. مفتخر جویباری، ی. کوچ و ح. جلیلوند.1390. مقایسه تراکم زادآوری و تنوع گونه های گیاهی در جنگل کاری های صنوبر دلتوییدس و پلت دلاک خیل مازندران. مجله زیست شناسی ایران، 14: 622 – ،614.

10- محمدنژاد کیاسری، ش.، م. اکبرزاده و ب. جعفری. 1386. بررسی تنوع زیستی پوشش گیاهی در جنگل­کاری­های دست­کاشت و سوزنی­برگ. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان، 42: 625 – 611.

11- محمدنژاد کیاسری، ش.، خ. ثاقب طالبی، ر. رحمانی، ا. عادلی،  ب. جعفری و ح. جعفرزاده. 1389. ارزیابی کمی و کیفی عرصه های جنگل کاری و جنگل طبیعی منطقه دارابکلا در شرق مازندران. فصلنامه علمی - پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 18: 351 - .337

 

12-Alhamad, M. N., M. A. Alrababah, M. M. Bataineh and A. S. Al-Horani. 2008. Environmental gradients and community attributes under lying biodiversity patterns of semi-arid Mediterranean grasslands. Plant Ecology, 196: 289-299.

13-Cusack, D. and F. Montagnini. 2004. The role of native species plantation in   recovery of understory woody diversity in degraded pasturelands of Costa Rica. Forest Ecology and Management, 188: 1-15.

14-Jobidon, R. 2004. Plant species diversity and comparison along an experimental gradient of northern hardwood abundance in Picea mariana plantations. Forest Ecology and Management. 198: 209 – 221.

15-Keenan, R., D. Lamb, O. Woldring, T. Irvine and R. Jensen. 1997. Restoration of plant biodiversity beneath tropical tree plantations in Northern Australia. Forest Ecology and Management, 99: 203 - 214.

16-Klimkowska, A., P. Dzierza, A. Grootjans, W. Kotowski, W. and R. Diggeln. 2010. Prospects of fen restoration in relation to changing land use - an example from Central Poland. Landscape Urban Plan, 97: 249 – 257.

17-Nagaike, T. 2002. Differences in plant species diversity between conifer (Larix kaempferi) plantations and broad-leaved (Quercus crispula) secondary forests in central Japan. Forest Ecology and Management, 168: 111-123.

18-Nagaike, T., A. Hayshi, M. Abe and N. Arai. 2003. Differences in plant species diversity in Larix Kaempferi plantations of different ages in central Japan. Forest Ecology and Management, 183: 177-193.

19-Paritsis J. and M. A. Aizen. 2008. Effects of exotic conifer plantations on the biodiversity of understory plants, epigeal beetlets and birds in Notofagus dombeyi forests. Forest Ecology and Management, 135: 422-434

20-Paritsis, J. and M. A. Aizen. 2007. Vegetation composition and structure of southern coastal plain pine forests: An ecological comparison. Forest Ecology and Management. 134: 233-247

21-Parrotta, J. A. 1992. The role of plantation forests in rehabilitating degraded tropical ecosystems. Ecosystems, 41: 109 - 115.

22-Parrotta, J. A.1995. Catalyzing native forest regeneration on degraded tropical lands. Forest Ecology and Management, 99: 1-7.

23-Piott, D., F. Montagnini, L. Ugalde and M. Kanninnen. 2003. Performance of forest plantation in small and medium-sized farms in the Atlantica, lowland of Casta Rica. Forest Ecology and Management, 175: 194 -204.

24-Sayer, J., U. Chokkalingam and J. Poulsen. 2004. The restoration of forest biodiversity and ecological values. Forest Ecology and Management, 201: 3 – 11.

25-Woziwoda, B. and D. Kopec. 2013. Afforestation or natural succession? Looking for the best way to manage abandoned cut-over peat lands for biodiversity conservation. Ecological Engineering, In Press.

26-Woziwoda, B., R. Michalska and D. Hejduk, D. 2011. Impact of land use changes and dynamic vegetation changes on vascular flora diversity in Małków- Bartochów (the Warta river valley). Acta Univ. Lodz. Folia Oecologia, 7: 125 –138.

27-Yirdaw, E. and S. Lukanen. 2003. in digenous woody species diversity in Eucalyptus globules Labill. Ssp. Globules plantation in the Ethiopian highlands. Biodiversity and Conservation, 12: 567- 582.

28-Zeleny, D. and A. P. Schaffers. 2012. Too good to be true: pitfalls of using mean Ellenberg indicator values in vegetation analyses. Journal of Vegetation Sciences, 23: 419 – 431.