نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی گروه زیست شناسی دانشگاه شاهد تهران

2 عضو هیات علمی گروه زیست شناسی دانشگاه مازندران- بابلسر

چکیده

مانداب های شیب های جنوبی رشته کوه های البرز ویژگی های منحصر به فردی دارند. تاکنون مطالعات کمی درباره گونه های شاخص و عوامل موثر بر الگوی انتشار آن ها در این رویشگاه ها انجام گرفته است. هدف از این پژوهش آزمون فرضیه امکان شاخص بودن گونه های ماندابی و ترسیم نیمرخ بوم شناختی آنها در دامنه های خشک البرز می باشد. روابط متقابل بین ارتفاع از سطح دریا و ویژگی های خاک و حضور گونه ها (در ۵۱۲ قطعه نمونه) با تجزیه و تحلیل گونه های شاخص دو طرفه و روش نیمرخ بوم شناختی بررسی گردید. از ۴۱ گونه جمع آوری شده تنها ۱۱ گونه در این تجزیه و تحلیل گونه های شاخص در سه گروه پوششی شناسایی گردید. گروه اول شامل گونه های Ligularia persica. وGypsophila elegans. در ارتفاعات بالا(> 2500 متر) با خاک هایی اسیدی ( < 3/6) و ماسه ای (> 55%)می باشد. در گروه دوم گونه های شاخص Pedicularis sibthorpii و Carex dilutaدر تراز های میانی از متغیر های بوم شناختی به ویژه ارتفاع ( 2550-2050 متر) و اسیدیته خاک( 6/7- 4/6) دیده می شوند. گروه سوم با گونه های شاخص Schoenoplectus lacustris ،Carex songorica. و Lythrum salicaria. در ارتفاعات پایین (>2000 متر) در خاک های قلیایی (< 7/7) با با تراز های بالایی از هدایت الکتریکی ( < ms/cm 10) و درصد رس (< ۳۶%) مشخص می گردد. همچنین ۱۲ گونه به عنوان گونه های شاخص برای ارتفاع و ویژگی های خاکی با استفاده از ترسیم نیمرخ بوم شناختی مشخص گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Are wetland species of Alborz steppes used as ecological indicators? Test on a hypothesis and ecological profile of species

چکیده [English]

Wetlands are characterized with unique flora and vegetation in southern slopes of Alborz Mts. To date, there are scares studies related to mountain wetland indicator species and the main factors affecting their distributional patterns. The aim of the project is to test a hypothesis that represent the considering the wetland species as ecological indicators. To reach this aim, the relationships between altitude, soil properties and the occurrence of indicator species (in 512 relevé) were examined by using TWINSPAN analysis and ecological profile method. Out of 41 studied plant species, 11 species were identified as indicator species in three vegetation groups by TWINSPAN analysis. Group I, with Ligularia persica, Gypsophila elegans were restricted in high altitude (> 2500 m) and in acidic (< 6.3) and sandy soils (> 55%), Group II, with Pedicularis sibtorphii and Carex diluta were observed in the middle level of ecological variables particularly altitude (2050-2550 m) and pH (6.4-7.6), and Group III, with Schoenoplectus lacustris , Carex songorica and Lythrum salicaria have found in the lower altitude (< 2000 m), where soil is characterized by high pH (>7.7), EC (> 10 ms/cm) and percent of clay (> 36%). Finally 12 plant species (out of 41) had significant relationships )p<0.05 ( with altitude and soil variables by using ecological profile method.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ecological Profile
  • indicator species
  • vegetation
  • Wetland
  • TWINSPAN

آیا گونه های ماندابی استپ های البرز به عنوان شاخص های بوم شناختی قابل استفاده اند؟ آزمون یک فرضیه و ترسیم نیمرخ بوم شناختی گونه ها

اصغر کامرانی۱* و علیرضا نقی نژاد۲

۱ تهران، دانشگاه شاهد، دانشکده علوم پایه، گروه زیست شناسی

2 بابلسر، دانشگاه مازندران،دانشکده علوم پایه گروه زیست شناسی

تاریخ دریافت: 28/11/93              تاریخ پذیرش: 30/8/94

چکیده

مانداب های شیب های جنوبی رشته کوه های البرز ویژگی های منحصر به فردی دارند. تاکنون مطالعات کمی درباره گونه های شاخص و عوامل موثر بر الگوی انتشار آن ها در این رویشگاه ها انجام گرفته است. هدف از این پژوهش  آزمون فرضیه  امکان شاخص بودن گونه های ماندابی و ترسیم نیمرخ بوم شناختی آنها در دامنه های خشک البرز می باشد. روابط متقابل بین ارتفاع از سطح دریا و ویژگی های خاک و حضور گونه ها (در ۵۱۲ قطعه نمونه) با  تجزیه و تحلیل گونه های شاخص دو طرفه  و روش نیمرخ بوم شناختی بررسی گردید. از ۴۱ گونه جمع آوری شده تنها ۱۱ گونه در این تجزیه و تحلیل  گونه های شاخص در سه گروه پوششی شناسایی گردید. گروه اول شامل گونه های Ligularia persica.  وGypsophila elegans. در ارتفاعات بالا(> 2500 متر) با خاک هایی اسیدی ( < 3/6)  و ماسه ای (> 55%)می باشد. در گروه دوم گونه های شاخص  Pedicularis sibthorpii  و  Carex dilutaدر تراز های میانی از متغیر های بوم شناختی به ویژه ارتفاع ( 2550-2050 متر) و اسیدیته خاک( 6/7- 4/6) دیده می شوند. گروه سوم با گونه های شاخص   Schoenoplectus lacustris  ،Carex songorica  و Lythrum salicaria در ارتفاعات پایین (>2000 متر) در خاک های قلیایی (< 7/7)  با با تراز های بالایی از هدایت الکتریکی ( < ms/cm 10)   و درصد رس (< ۳۶%)  مشخص می گردد. همچنین ۱۲ گونه به عنوان گونه های شاخص برای ارتفاع و ویژگی های خاکی با استفاده از ترسیم نیمرخ بوم شناختی مشخص گردید.

واژه های کلیدی: پوشش گیاهی، گونه شاخص ، مانداب، نیمرخ بوم شناختی، TWINSPAN

* نویسنده مسئول، تلفن: ۰۹۱۲۸۸۶۹۸۹۴ ، پست الکترونیکی: kamrani@shahed.ac.ir

مقدمه

 

گونه های مختلف گیاهی متناسب با گستره میدان بوم شناختی خود و کسب سازش های مختلف، در رویشگاه های محدود و یا گسترده ای رویش دارند. این گونه ها که حضور و یا وفور شان، بازتابی از ویژگی های رویشگاه است، گونه های شاخص نامیده می شوند (۳۲). پیش گامان کاربرد مفهوم گونه های شاخص  بر این باور بودند که گونه های مختلف گیاهی و جانوری در یک گستره زیستگاهی (منطقه جغرافیایی بزرگ با ویژگی های ساختاری و ترکیبی مشابه) گرد هم می آیند و تشکیل جامعه می دهند. معمولا گونه های شاخص در ارزیابی کیفیت شرایط زیستگاهی به کار گرفته می شود چرا که اندازه گیری مستقیم بسیاری از ویژگی های بوم شناختی نظیر عوامل خاکی مستلزم صرف هزینه و زمان زیاد می باشد (۱۶). گونه های شاخص برای ارزیابی برخی از ویژگی های خاکی و  اقلیمی به طور گسترده توسط النبرگ (Ellenberg) در اروپای مرکزی به کار گرفته شده است (۱۹).  امروزه شناسایی و انتخاب گونه های شاخص برای آشکار سازی چگونگی و تمامیت اکوسیستم ها روش شناسی علمی بسیار رایج و شناخته شده ای است. در این بین، تجزیه و تحلیل دو  طرفه گونه های شاخص (TWINSPAN)  در تبیین ارتباط بین حضور و عدم حضور گونه های گیاهی و عوامل بوم شناختی تاثیر گذار مانند ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک از اهمیت خاصی برخوردار بوده، بارها به کار گرفته شده است(3۸و ۱۸و ۱۳). همچنین نیمرخ بوم شناختی (Ecological Profile) روش قدرتمندی برای شناسایی گونه های شاخص به شمار می رود و پژوهش گران زیادی به ویژه در اروپا (۴۸ و ۴۷و ۴۰و 2۴و ۲۲و ۱۷) برای ارزیابی روابط متقابل گونه – شرایط محیطی این روش را آزموده اند.  به عبارت دیگر با این روش، امکان ارزیابی کمی گرایش احتمالی گونه ها به  عوامل محیطی خاص را فراهم می نماید (۱۵). با وجود گزارش های متعدد درباره تعیین گونه های شاخص برای مثال در جنگل های زاگرس ( ۵) و مراتع ( ۶و۱)،تنها در یک مورد برای تعیین گونه گیاهی شاخص ویژگی های خاک در جنگل های شمال ایران از روش ترسیم بوم شناختی استفاده شده است (۳۶) و تاکنون در ارتباط با پوشش گیاهی مانداب های ایران این روش به کار نرفته است.

بررسی های اولیه در ارتباط با شناسایی انواع مختلف رویشگاه ها، اجتماعات گیاهی ماندابی و عوامل بوم شناختی حاکم  بر آنها به طور جداگانه در بخش های غربی (۲۶) و مرکزی (3۴) شیب جنوبی البرز انجام گرفته است. این بررسی در تلاش برای نشان دادن ویژگی های کلی رویشگاهی گونه های شاخص ماندابی، تعداد زیادی قطعه نمونه (۵۱۲) را از نظر بوم شناختی در گستره ای گسترده تر از پژوهش های گذشته در مانداب های شیب جنوبی البرز مرکزی (۳۵و ۲۹و ۲۸) مورد بررسی قرار داده است. لذا هدف اصلی این پژوهش  آزمودن فرضیه امکان شاخص بودن گونه های ماندابی و ترسیم نیمرخ بوم شناختی آنها در دامنه های خشک البرز جنوبی می باشد. از این رو  سعی شد که با مقایسه چگونگی پاسخ گونه های ماندابی به عوامل محیطی شامل ارتفاع و ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، مهمترین گونه های شاخص تعیین  گردد. بدیهی است که شناسایی گونه های شاخص ماندابی در حوزه های پایش طبیعت، حفاظت و مدیریت این اکوسیستم ها مفید خواهد بود و به عنوان گونه های معرف برای پژوهش های آینده قلمداد خواهد شد.

مواد و روشها

مختصات منطقه مورد مطالعه: منطقه مورد مطالعه در  دامنه های جنوبی رشته کوه های البرز و در  محدوده مختصات جغرافیایی ΄ ۲۴ ˚۴۹  و΄ ۵۹ ˚۵۲ طول شرقی و ΄ ۴۰ ˚ ۳۵    و΄ ۴۵ ˚ ۳۶  عرض شمالی واقع  شده است. این گستره در حدود ۳۰۰ کیلومتر طول و ۷۰ کیلو متر عرض داشته، دارای قله های بلندی به ویژه  دماوند با ارتفاع ۵۷۵۶ متر از سطح دریا های آزاد می باشد و از سمت شمال به استان های مازندران و گیلان از سمت جنوب به استان های تهران، البرز و قزوین  متصل می باشد (شکل ۱). در کوهپایه های جنوبی البرز تشکیلات (Upper red) مربوط به میو- پلیوسن و کنگلومراهای پلیو- پلیستوسن ، ویژگی برجسته زمین شناسی به شمار می آیند. از نظر اقلیمی نواحی مرتفع البرز تحت تاثیر جریان های هوایی قطبی قرار دارد (۳۰). فصل تابستان گرم و خشک  بوده، بیشتر اوقات تابش پرتو های خورشیدی شدید می باشد. دامنه تغییرات سالانه دما به نسبت گسترده می باشد. میزان بارندگی و طول دوره خشکی در سراسر این منطقه بسیار متغیر است. در مناطق پست در مقایسه با مناطق کوهسری طول دوره خشکی بلندتر، میزان بارندگی کمتر و میانگین دما نیز بیشتر است. در کل البرز مرکزی نمایانگر وجود سه نوع متفاوت آب و هوایی در محدوده منطقه مورد مطالعه است: ۱) اقلیم خشک و به نسبت گرم در ارتفاعات پایینی البرز(<1800 متر) ۲) اقلیم نیمه خشک سرد در ارتفاعات میانی(2400-1800 متر) و ۳) اقلیم سرد مرطوب تا نیمه مرطوب در ارتفاعات بالا و مناطق کوهسری(>2400 متر) این زون های آب و هوایی ارتباط تنگاتنگ با گوناگونی مقدار بارندگی سالیانه و طول دوره خشکی دارد (۴۳و ۳۱).

 

 

 

 

شکل ۱- نقشه موقعیت مکانی مانداب های بخش مرکزی (بالا) و غربی (پایین) شیب جنوبی رشته کوه های البرز  (۳۱و ۲۴ )


روش پژوهش: فلور و پوشش گیاهی ماندابی در فصل های رویش (بهار و تابستان) و در سال های ۱۳۸۴-۸۶  و هم زمان با شناسایی  رویشگاه ها، با استفاده از ۵۱۲ قطعه نمونه (Relevé) و در امتداد گستره ارتفاعی 3200- 350 متر از سطح دریا (جدول ۱) بررسی گردید. تمامی نمونه های گیاهی جمع آوری شده به روش علمی خشک و با استفاده از کتاب های فلور ایران (۱) و فلورا ایرانیکا (۴۲) شناسایی گردید. همچنین شکل زیستی گونه ها بر اساس طبقه بندی رانکیه تعیین گردید (۴۱). میانگین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی نمونه های خاک با ۳ تکرار نمونه برداری از هر قطعه نمونه از عمق ۲۰-۱۰ سانتی متری  در تمام منطقه مورد مطالعه (۱۲۰ نقطه ماندابی) محاسبه گردید. ویژگی های خاک شناسی در هر نقطه با سنجش میزان اسیدیته خاک در محلول سوسپانسیون ۱:۵ آب/خاک در ۲۰ درجه سانتی گراد توسط pH متر و قابلیت هدایت الکتریکی (EC) در عصاره اشباع در دمای ۲۰ درجه توسط هدایت سنج الکتریکی  و کربن آلی خاک به روش والکلی و بلک (۳۷) اندازه گیری شد. از آنجائی که به طور متوسط ۵۸ درصد ماده آلی از کربن ساخته شده است، بنابراین با اعمال این ضریب در مقدار کربن آلی، مقدار ماده آلی خاک محاسبه (۷) و بافت خاک با روش هیدرومتری مشخص گردید(۱۰) .  مختصات جغرافیایی  مانداب ها با استفاده از  GPSمدل Garmin 76CSx یادداشت گردید. داده های پوششی با فرآیندی که در آن مقیاس های جامعه شناسی Braun - Blanquet  (۹) به صورت مقیاس های ترتیبی تغییر یافته به شکل ۱ - ۷ با روش رده بندی  با فن تجزیه و تحلیل دو   طرفه گونه های شاخص (TWINSPAN) بررسی گردید (۲۵). متغیرهای بوم شناختی  شامل ارتفاع، اسیدیته، قابلیت هدایت الکتریکی و بافت خاک در ۳ تراز (کمینه، میانه و بیشینه به ترتیب  با حروف اختصاری L  ، M و H) با استفاده از صدک های (Percentile) ۳۳/۳ و ۶۶/۷ یادداشت و گروه بندی گردید (جدول ۱). جدول داده های خام  شامل ۵۱۲ ردیف (قطعه نمونه) ۶۵ ستون (شامل ۴۱ گونه و ۸ متغیر در ۳ تراز کمینه، میانه و بیشینه) از متغیر های محیطی شامل ارتفاع،  اسیدیته، هدایت الکتریکی ماده آلی و بافت خاک (درصد رس، لای  و شن) بود.  تعیین گونه های شاخص در هریک از  گروه های فرضی با استفاده از  روش TWINSPAN  و پس از حذف گونه های با فراوانی کمتر از ۵ درصد و نیز ۳ گونه با بیشترین فراوانی یعنی Juncus inflexus L., Mentha longifolia (L.) Hudson  و  Phragmites australis (Cav.) Trin. ex Steud  انجام گرفت. همچنین برای تعیین درجه شاخص بودن هریک از گونه ها، از مقایسه مقدار فراوانی تصحیح شده (Corrected Frequencies) برپایه روش Gauthier( ۲۰) استفاده گردید. سپس با استفاده از آزمون مربع کای (Chi- Square) تفاوت های معنی دار پاسخ گونه ها به هریک از متغیر های محیطی در تراز های ۳ گانه در سطح احتمال 5 درصد (p< 0.05)  مشخص گردید. فراوانی تصحیح شده برای گونه شاخص  از رابطه زیر به دست می آید:

 

CF=  

(K) U = حضور گونه S در عامل محیطی K

(S) U= تعداد کل حضور گونه  S

(K) R= تعداد قطعه نمونه ها برای عامل محیطی K

N= تعداد قطعه کل نمونه

درجه انحراف مقادیرCF، نشانگر چگونگی پاسخ گونه های گیاهی به یک عامل بوم شناختی ویژه است، به سخن دیگر مقادیر بیش از عدد یک و یا کمتر، به ترتیب نشانگر حضور معنی دار و عدم حضور اختصاصی گونه در هر یک از تراز سه گانه مربوط به هر عامل بوم شناختی معین است (4۶). در پایان نتایج حاصل از تجزیه و تحلیل گونه شاخص دو سویه با نتایج حاصل از مقایسه CF مورد مقایسه قرار گرفت.

نتایج

شرایط بوم شناختی حاکم بر رویشگاه های ماندابی: میانگین، انحراف معیار و تعریف مقادیر هریک از ترازهای سه گانه متغیر های بوم شناختی در جدول ۱ آمده است. نتایج نشان داد که گستره به نسبت گسترده ای برای متغیر های بوم شناختی به ویژه ارتفاع (۲۸۵۰ متر) در این نوع از رویشگاه ها وجود داشت.

گروه بندی گونه ها و متغیر های بوم شناختی با تجزیه و تحلیل TWINSPAN: سه گروه پوششی اصلی (شامل ۱۱ گونه) در ارتباط با عوامل بوم شناختی در تجزیه و تحلیل TWINSPAN مشخص گردید(شکل ۲) که فهرست فراوانی آنها به درجدول ۲ آمده است.

 

 

جدول ۱- آمار توصیقی  داده های عوامل بوم شناختی در رویشگاه های ماندابی دامنه های جنوبی البرز

متغیر

میانگین

انحراف معیار

تراز های گروه بندی در صدک ها

کمینه

< ۳۳/۳۳

میانه

۳۳/۳۳-۶۶/۶۶

بیشینه

۶۶/۶۷  >

ارتفاع (متر)

۲۲۰۸/۰۵

۵۴۶/۰۲

۲۰۲۰- ۳۵۰

۲۵۵۰-۲۰۵۰

۳۲۰۰- ۲۵۶۵

هدایت الکتریکی خاک  (ms/cm)

۱/۶۷

۴/۳۴

۱/۹ – ۰/۲

۵/۶- ۲/۰

۱۱/۷– ۱۰/۰

اسیدیته خاک

۶/۹۳

۰/۵۹

۶/۳- ۴/۷

۷/۶– ۶/۴

۸/۳ – ۷/۷

درصد ماده آلی

۶/۳

۶/۸

۳/۰- ۰/۰۳

۶/۴۹- ۳/۱۸

۴۱/۱۷- ۶/۶

درصد سیلت

۲۵/۲

۹/۵

۲۱/۰- ۳/۰

۲۸/۰-۲۱/۱۴

۶۰/۲ -۲۸/۲

 درصد رس

۳۱/۷

۱۴/۵

۱۲/۲-۲۲/۰

۳۵/۰ – ۲۲/۲

۷۱/۰- ۳۶/۰

درصد ماسه

۴۲/۸

۱۹/۴

۳۱/۰- ۰/۰

۳۲/۰-۵۴/۳

۸۰/۳۶- ۵۵/۲

 

شکل ۲- دیاگرام طبقه بندی TWINSPAN گونه های شاخص ساکن در مانداب های دامنه های جنوبی البرز همراه با تراز های سه گانه متغیر های بوم شناسی. Alt = ارتفاع، pH= اسیدیته، EC= هدایت الکتریکی،  OM= ماده آلی، Silt= لای، Clay= رس،  Sand= ماسه، L= کمینه، M= میانه، H= بیشینه . Eig.= ارزش محوری .سه حرف اول جنس و چهار حرف اول صفت گونه ای برای نشان دادن گونه ها استفاده شده است. اعداد داخل پرانتز تعداد قطعه نمونه ها را نشان می دهد.

Carex diluta, C. orbicularis, C. songorica, Eleocharis quinqueflora, E. uniglumis, Gypsophila elegans, Ligularia persica, Lythrum salicaria, Pedicularis sibthorpii, Schoenoplectus lacustris, Trichophorum pumilum 

 

 

در گروه پوششی شماره ۱ گونه هایی مانندDactylorrhiza umbrosa  و Ligularia persica در رویشگاه  های مناطق مرتفع (۲۵۶۰ – ۳۲۰۰ متر) و در خاک های اسیدی تر (۶/۳-۴/۷)  با میزان کمینه هدایت الکتریکی (ms/cm۱/۹  – ۰/۲ ) ، درصد رس (۱۲/۲-۲۲/۰ ) و سیلت(۲۱/۰- ۳/۰ )  و برعکس با درصد  بیشینه ای از  ماسه (۸۰/۳- ۵۵/۲ )  می رویند. اما گروه پوششی ۲ با ویژگی بوم شناختی میانه با حضور گونه هایی مانند Pedicularis sibthorpii و  Carex dilutaمشخص می گردد. گروه پوششی ۳ با شرایط بوم شناختی شامل تراز های پایینتر ارتفاعی  (کمتر از ۲۰۵۰ متر) در خاک های قلیایی با مقادیر بالایی از هدایت الکتریکی، رس و سیلت و برعکس مقادیر کم ماسه همراه با گونه هایی  مانند Schoenoplectus lacustris از بقیه گروه ها متمایز می گردد. همچنین گستره شکل زیستی (Life form) گونه های شاخص در گروه ۱ به سمت ژئوفیت ها گرایش دارد، در حالی که در گروه های بعدی ژئوفیت ها با گونه های هلوفیت و و همی کریپتوفیت جایگزین می گردد (جدول۲).

فراوانی تصحیح شده و سازگاری آن با نتایج TWINSPAN: از تعداد کل گونه و واحد های زیر گونه ای مورد بررسی در این پژوهش (۴۱ مورد)،۱۲ گونه به عنوان گونه های شاخص با متغیر های ارتفاع و ویژگی های خاکی پس از برآورد فراوانی تصحیح شده (CF) رابطه معنی داری در سطح پنج درصد (p<0.05) در آزمون مربع کای (Chi- Square) از خود نشان دادند (جدول ۳ و شکل ۳). با توجه به جدول های ۲ و۳  و شکل۲  مشخص می گردد که دو گونه D. umbrosa و Plantago major.  از گونه های شاخص برگزیده بر مبنای برآورد فراوانی تصحیح شده اند، که در تجزیه  و تحلیل TWINSPAN گونه شاخص محسوب نشده اند. تعدادی از گونه ها مانند Schoenoplectus lacustris ،Ligularia persica  و Gypsophila elegans، به ترتیب در یکی از تراز های سه گانه شش و چهار عامل بوم شناختی، با فراوانی بالا  و معنی دار در سطح احتمال 5 درصد  (p<0.05) حضور داشتند (جدول ۳). در مقابل گونه هایی مانندE. uniglumis   به شکل تک عاملی در یکی از تراز های سه گانه  یک عامل بوم شناختی ویژه  با فراوانی معنی دار در سطح احتمال ۵ درصد حضور داشتند(شکل ۳). همچنین با تامل در جدول ۳ مشخص می گردد که عواملی نظیر بافت خاک، میزان pH و ارتفاع در گزینش گونه های شاخص سهم بیشتری نسبت به بقیه عوامل دارند (جدول ۳). از سوی دیگر C.songorica در گروه پوششی ۳ با هیچیک از عوامل بوم شناختی رابطه معنی داری را از خود نشان نداد.

 

جدول ۲- فهرست فراوانی آرایه های شاخص بر مبنای  روش  TWINSPAN همراه با شکل زیستی در مانداب های دامنه های جنوبی البرز.

              گونه و واحد های زیر گونه ای 

فراوانی 

شکل زیستی 

Carex diluta M.B.

۱۶/۶۰

ژئوفیت

Carex orbicularis Boott subsp. kotschyana (Boiss. & Hohen.) Kukkone 

۵۰/۷۸

ژئوفیت

Carex songorica Kar. & Kir

 

 

 

۱۷/۲

ژئوفیت

Elecoharis quinqueflora (F.X. Hartmann) O. Schwarz 

۱۵/۶

ژئوفیت

Eleocharis uniglumis (Link) Schultes 

۳۷/۵

هلوفیت

Gypsophila elegans M.B.

۱۵/۲

تروفیت

Ligularia persica Boiss.

۱۶/۴

همی کریپتوفیت

Lythrum salicaria L.

۱۶/۴

همی کریپتوفیت

Pedicularis sibthorpii Boiss

۱۴/۵

همی کریپتوفیت

Schoenoplectus lacustris (L.) Palla

۱۶/۸

هلوفیت

Trichophorum pumilum (Vahl) Schinz & Thellung

۱۴/۱

ژئوفیت

جدول ۳- حضور گونه های شاخص  مانداب های دامنه های جنوبی البرز در شرایط بوم شناختی مختلف در ۳ تراز کمینه (ک) میانه (م) و بیشینه (ب) با سطح احتمال 5 درصد (p< 0.05) پس از برآورد فراوانی تصحیح شده (CF) در آزمون مربع کای (Chi- Square)

گونه گیاهی 

شش عامل 

چهار عامل 

سه عامل 

دو عامل 


ماده آلی (ک)





لای  (ب)

Schoenoplectus lacustris

رس (ب)


هدایت الکتریکی (م)


اسیدیته (ب)


ارتفاع (ک)

 


ماسه (ب)


 


هدایت الکتریکی (ک)

Ligularia persica

اسیدیته (ک)


ارتفاع (ب)

  


ماسه (ب)


 

Gypsophila elegans

هدایت الکتریکی (ک)


اسیدیته (ک)


ارتفاع (ب)

Datylorhiza umbrosa



ماده آلی (ب)

 

رس (م)

اسیدیته (م)

Eleocharis palustris



لای  (ب)

 

هدایت الکتریکی (ب)

اسیدیته (ب)

Lythrum salicaria



ماده آلی (ک)

 

اسدیته (ب)

ارتفاع (ک)

Pedicularis sibthorpii



رس (ب)

 

اسیدیته (م)

ارتفاع (م)

Plantago major




ماده آلی (م)

ارتفاع (ک)

Carex diluta




ماده آلی (م)

ارتفاع (م)

 

 

شکل ۳- نیمرخ فراوانی تصحیح شده (CF)  سه گونه ماندابی دامنه های جنوبی البرز در ارتباط با سه تراز عوامل بوم شناختی. ستون های سیاه نشانگر گزینش معنی دار با سطح اطمینان ۵ درصد (p<0.05) یک تراز ویژه در آزمون مربع کای(Chi- Square)  است

 

 

بحث و نتیجه گیری

تجزیه و تحلیل پوشش گیاهی و نیز شناسایی گروه های بوم شناختی از مناسب ترین روش های  طبقه بندی رویشگاه ها است. از آنجایی که گیاهان  مناسب ترین شاخص در شناسایی  وضعیت  و گروه بندی رویشگاه ها محسوب می شود، از این رو تعیین گروه های همگن گیاهی از اهمیت زیادی برخوردار است(۴۴). این نوع از پژوهش ها اخیرا در برخی از اکوسیستم های ایران با هدف تبیین روابط گروه های گونه ای اکولوژیک و فاکتور های محیطی در حال انجام است (برای مثال، ۳ و ۲) .در پژوهش کنونی روابط متقابل داده های حضور گونه های ماندابی و تعدادی از عوامل بوم شناختی در دامنه های جنوبی البرز با استفاده از روش شناسی که به طور گستره در رویشگاه های دیگر برای مثال در ایتالیا (۴۰) و فنلاند (۳۸) استفاده گردیده است، بررسی شد. در این  بررسی نتایج حاصل از  کاربرد دو روش  TWINSPAN و  نیم رخ بوم شناختی در تبیین ارتباط گونه های مختلف با شرایط بوم شناختی در بسیاری از موارد همخوانی داشت. اما در مواردی نیز نتایج متناقض بود، برای مثال سه گونه Potentilla reptans، Dactylorrhiza umbrosa و Plantago major به دلیل اینکه در تعداد قطعه نمونه های کمتری حضور داشته اند، در تجزیه و تحلیل TWINSPAN نتوانسته اند به عنوان گونه های شاخص معرفی شوند. اما در روش نیمرخ بوم شناختی و محاسبه فراوانی تصحیح شده (CF) به عنوان گونه شاخص زیستگاه های ویژه ای را بر گزیده اند. بنابراین روش گروه بندی TWINSPAN  در ارزیابی اولیه روابط متقابل بین حضور گونه های گیاهی و شرایط محیطی مفید می باشد. اما به دلیل ماهیت کیفی روش  میزان گرایش معنی دار گونه های گیاهی به عوامل بوم شناختی قابل اندازه گیری نیست، به عبارت دیگر روش فوق فاقد قدرت پیشگویی ویژگی های رویشگاهی بر اساس گونه های شاخص می باشد (۴۸). بنابراین نتایج این نوع گروه بندی ها باید با استفاده از روش ترسیم نیمرخ بوم شناختی راستی آزمایی گردد.

در این بررسی، ۱۲ گونه در رابطه با تغییر شرایط رویشگاهی از قابلیت پیشگویی بالاتری در مانداب های دامنه های جنوبی البرز برخوردار بودند. این رویشگاه ها در امتداد گستره گسترده ای از ارتفاع ( ۳۲۰۰- ۳۵۰ متر) پراکنده بوده و در نتیجه تعداد گونه هایی که انتشار آنها وابستگی زیادی با ارتفاع داشت، بیشتر بود. هر چند که در چنین شرایطی عوامل محیطی متعددی به طور موازی تغییر می نمایند و در نتیجه تفسیر نتایج تاثیرات جداگانه آنها مشکل می گردد (۳۵).  با این وجود، علاوه بر ارتفاع، ویژگی های خاکی نقش بسزایی در این زمینه ایفا می کنند  (۳۸و ۸). در این بین گونه های شاخص که اجتماعات گیاهی را از یکدیگر جدا می کنند، گستره بوم شناختی محدودی دارند (۴۶)  به دیگر سخن گونه هایی که از گستره انتشاری محدودی برخوردارند،در ارتفاعات مشخص و در  خاک های با ویژه گی های فیزیک و شیمایی ویژه رویش دارند.

نتایج بیانگر این است که ارتفاع و اسیدیته و بافت خاک از مهمترین عوامل موثر در استقرار تعدادی از گونه ها مانند Gypsophila elegans، Ligularia persica  و Schoenoplectus lacustris به شمار می روند که دو گونه اولی در اجتماعات گیاهان ماندابی ارتفاع بالا و گونه سوم در ارتفاعات پست گزارش شده است (۲۸). همچنین براساس یافته های قبلی (۲۶ و ۳۴) عامل ارتفاع در استقرار گونه هایL. salicaria , P. sibthorpii, P. major  و C. diluta بسیار موثر بوده است. افزون بر این، ارتفاع به عنوان مهمترین عامل استقرار گیاهان به ویژه گونه های تالابی، در گذشته نیز گزارش شده است (4۵و 3۵و ۹). رسته بندی به روش  DCA  نشان داده است که پوشش گیاهی ماندابی به طور متفاوتی تحت تاثیر عوامل بوم شناختی قرار می گیرد و برخی از آنها مانند ارتفاع، بافت و اسیدیته خاک نقش اصلی را ایفا می کنند (۲۸). گستره تغییرات pH در این پژوهش بین  ۴/۷ تا  ۸/۳  بوده است، بنابراین بر همسو با نتایج برخی گزارش ها در خارج از کشور به نظر می رسد که اسیدیته خاک عامل مهم و تاثیر گذاری بر استقرار گونه های شاخص بوده است (۴۹و ۲۰). همچنین S. lacustris در حاشیه رودخانه ها و دریاچه ها، مکان هایی که غنای گونه ای بسیار پایین است (۱۲)، به عنوان گیاه هلوفیت غالب (جدول ۲) همراه با P. australis  (که در این پژوهش به دلیل فراوانی بالا از فهرست تجزیه و تحلیل حذف شده است) در مناطق پست می روید (۲۷و ۱۷). یادآوری می شود که در این رویشگاه ها، بافت خاک رسی، میزان اسیدیته پایین و از نظر ماده آلی فقیر می باشد. D.  umbrosa  و G.  elegans در چمنزارهای مرطوب شیب های جنوبی البرز غربی گزارش شده است (۲۷). این زیستگاه ها بیشتر در مناطق مرتفع با خاک های اسیدی سرشار از ماده آلی با بافت ماسه ای گسترش دارند، که با نیاز های بوم شناختی این دو گونه هماهنگ می باشد. G. elegans  و L.  persica در مقایسه با سایر گونه های شاخص ماندابی زیستگاه های اسیدی تر را ترجیح می دهند. گونه اخیر از عناصر انحصاری و همی کریپتوفیت ساکن در ارتفاعات البرز مرکزی می باشد و حضور آن با گزارش های قبلی هماهنگ است (۳۱و ۳۹).جمعیت های L. salicaria  در شیب حنوبی البرز به عنوان عضوی از گروه پوششی گذار(ecoton) بین انواع اصلی مانداب ها (2۷) به ویژه در مناطق پست با خاک های قلیایی و عاری از ماده آلی دیده می شود. P. major از همین گروه پوششی، خاک های دارای مقادیر بیشتری از ماده آلی را در مقایسه با L. salicaria   بر می گزیند. بدیهی است که در چنین شرایطی به دلیل همبستگی منفی بین میزان اسیدیته و ماده آلی خاک (2۸)  ،P. major در مقایسه با L. salicaria از خاک های قلیایی دوری کند و یا حداقل حساسیتی به pH خاک از خود نشان ندهد. جالب است که  C. diluta  بر خلاف   P. major به عنوان گونه های شاخص در ارتفاعات میانی (۲۰۵۰-۲۵۵۰ متر) و در رویشگاه هایی دیده شده است که مقدار ماده آلی خاک آن با خاک رویشگاه های  P. major برابر است. حضور C. diluta  در گذشته نیز در ارتفاعات میانی دامنه های جنوبی البرز گزارش شده است (۲۸). نتیجه آنکه در طول شیب ارتفاعی ( عامل اصلی بوم شناختی در استقرار گیاهان) عوامل بوم شناختی دیگر با درجه اهمیت کمتر در تعیین گونه های شاخص دخالت می نمایند. از سوی دیگر گونه های E. uniglumis  و E. quinqueflora با میدان بوم شناختی محدود خود به عنوان گونه های شاخص به ترتیب برای خاک هایی با تراز های میانه از اسیدیته (۴/۶-۷/۶) و تراز های بیشینه از ماده آلی (۶/۶-۴۱/۲ درصد) معرفی می شوند. در حالی که E. palustris با دامنه گسترده تر بوم شناختی در خاک های قلیایی و شور همراه با لای  فراوان دیده شده است (2۸). بنابراین هریک از گونه های گیاهی با شرایط بوم شناختی ویژه ای در ارتباط است و نتایج بدست آمده تنها برای مناطق مشابه صادق است. به کارگیری روش های آماری چند متغیره فهم روابط متقابل بین گونه ها و شرایط بوم شناختی را آسانتر می نماید. در این بررسی عوامل بوم شناختی مانند ارتفاع، میزان اسیدیته و بافت خاک نقش بسیار موثری در استقرار گونه های ماندابی به ویژه S. lacustris, L. persica و G. elegans به عنوان گونه های شاخص ماندابی داشته اند.

مهمترین گونه های شاخص یا معرف مانداب های البرز جنوبی، با درک درست از چگونگی پاسخ گونه های ماندابی نسبت به عوامل محیطی قابل ارزیابی است. یافتن این گونه ها و میزان شاخص بودن آنها به عوامل محیطی  به طور گسترده در امور مدیریتی و حفاظتی از طبیعت به ویژه مناطق حساس و حفاظت شده حائز اهمیت می باشد. پژوهش های دامنه دار در این زمینه سبب شناخت نسبتا کامل از میزان وابستگی معنی دار گونه های گیاهی به برخی از عوامل  بوم شناختی خواهد شد و بهره برداری از آنها نه تنها برای اهداف بوم شناختی، آمایش سرزمین و کاهش هزینه های آزمایشگاهی موثر خواهد بود.

سپاسگزاری

از مساعدت های معاونت های پژوهشی دانشکده زیست شناسی دانشگاه تهران، موسسه جنگلها و مراتع کشور و دانشگاه مازندران برای انجام این پژوهش سپاسگزاری می گردد.

۱- اسدی، م.، معصومی، ع. و مظفریان، ا. ۱۳۹۱-۱۳۶۷. فلور ایران. موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور. تهران.

۲- پوربابایی، ح.، حیدری، م.،نقی لو، م. و فقیر، م. ۱۳۹۴. رابطه بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی در رویشگاه سفید مازو (Quercus petraea L. subsp iberica (stev.) K          rassiln) مطالعه موردی: جنگل های اسالم. مجله پژوهشهای گیاهی.(۲۸)۱ : ۵۳-۶۲.

۳- جعفری، ج. طبری کوچک سرایی، م. حسینی، م. و کوچ، ی. ۱۳۹۴.  تاثیر فاکتورهای خاک روی تنوع زیستی گیاهی گروه گونه های اکولوژیک در جنگل حفاظت شده خراسان شمالی. (۲۸)۱ : ۷۹-۹۰.

۴- جعفری، م. طویلی، ع. و عباسی، ح. ۱۳۸۹. بررسی شرایط رویشگاهی و رابطه گونه- محیط در چند گونه گیاهی شاخص مناطق خشک و نیمه خشک (مطالعه موردی م: راتع چهارباغ شهریار، استان تهران. رستنیها. (۱)۱۱: ۱۷-۲۷.

۵- حیدری، م.،پوربابایی، ح.،اسماعیل زاده، ا.،صالحی، ع. و اسحاقی راد، ج. ۱۳۹۳. گونه های گیاهی شاخص برای بررسی شرایط ادافیکی جنگل با استفاده از مدل رگرسیون لجستیک در اکوسیستم جنگلی بلوط (Quercus brantii var.persica) زاگرس، شهرستان ایلام. مجله پژوهشهای گیاهی (۲۷)۵ : ۸۱۱-۸۲۸.

۶- فهیمی پور، ا.، زارع چاهوکی، م. ع. و طویلی، ع. 1389. بررسـی ارتباط برخی گونه های شاخص مرتعی با عوامل محیطی (مطالعـه موردی: بخشی از مراتع طالقان میانی). مرتع (1)4 : ۲۳-۳۲.

 

7- Allison, L.E., C.D. Moode )1965( Methods of soil analysis. Part 2. Agronomy Series, No. 9, American Society of Agronomy, Wisconsin Series, 1379 pp.

8- Archambault, L., B.V. Barnes, J.A. Witter )1989( Ecological species groups of oak ecosystem of southeastern Michigan. Forest Sci. 35: 1058-1074.

9-Baruch, Z )1984( Ordination and classification of vegetation along an altitudinal gradient in the Venezuelan páramos. Vegetatio 55: 115-126.

10- Bouyoucus, G.J )1951( A recalibration of the hydrometer for making technical analysis of soils. Agron. J. 43: 434–438.

11- Braun-Blanquet  J )1964( Pflanzensoziologie: Grundz¨uge der Vegetationskunde.3. neu bearb. Aufl. Springer-Verlag, Wien, 866 pp.

12-Burnside, N. G., C. B. Joyce, E. Puurmann,  D. M. Scott )2007( Use of vegetation classification and plant indicators to assess grazing abandonment in Estonian coastal wetlands. Journal of Vegetation Science 18: 645-654.

13- Charle, M.D. and R.R Elena )1995( Caracterizacion de estaciones forestales de Pinus sylvestris y su relacion con la calidad de estacion. Stud. Oecol. 12, 49–63.

14- Clevering O. A., W.M.G. Gulik )1997( Restoration of Scripus lacustris and Scripus maritimus stands in a former tidal area. Aquatic Botany 55: 29-246.

15-Daget, P., M. Godron )1982(Analyse fréquentielle de l’ecologie des espèces dans les communautés. Masson,Paris: 178 pp.

16-Daubenmire, R. F )1976( The use of vegetation in assessing the productivity of forest lands. Botan. Rev. 42: 115- 143.

17- Devineau J.L )2001(Woody species as soil indicators in some savannas and fallows of West Burkina Faso. Phytocoenologia. 31: 325-351.

18- Dı´az-Maroto, I )1997( Estudio ecolo´gico y dasome´trico de las masas de carballo )Quercus robur L.)  en Galicia. Ph.D. Thesis.Polytechnic Universidad Politecnica de Madrid.

19- Ellenberg, H )1974( Indicator values of vascular plants in central Europe. Scripta Geobotanica 9.  97pp.

20-Gauthier, B.M., M. Godron, P. Hiernaux, J.  Lepart )1977( Un type comple´mentaire de profil e´cologique: le profil incide´. Can. J. Bot. 55: 2859–2865.

21- Gerdol R.T., L. Bragazza )2001( Syntaxonomy and community ecology of mires in the Rhaetian Alps )Italy(. Phytocoenologia 31: 271- 300.

22-Guillerm, J.L )1971 ( Calcul de l’information fournie par un profile´cologique et valeur indicatrice des espe`ces. Oecol. Plant. 6: 209–225.

23-Hall, H. M., J. Grinnell )1919( Life-zone indicators in California. Proc. Calif. Acad. Sci. 9: 37–67.

24-Haury, J )995( Patterns of macrophyte distribution within a Breton brook compared with other study scales. Landscape Urban Plan. 31: 349-361.

25-Hill, M.O )1979( TWINSPAN: A FORTRAN Program for Arranging Multivariate Data in Ordered Two-way Table of Classification of the Individuals and Attributes. Cornell University Press, New York.

26- Kamrani, A. )2010a( Ecological studies of vegetation on transition ecosystems between land and water in southern slopes of Alborz Mountain. PhD thesis. University of Tehran. Tehran, Iran, 176 p.

27-Kamrani, A., A. Naqinezhad, A. Jalili, F. Attar )2010( Environmental gradients across wetland vegetation groups in the arid slopes of western Alborz Mountains, N. Iran. Acta Societatis Botanicorum Poloniae. 79: 295-304.

28- Kamrani, A., A. Jalili, A. Naqinezhad, F. Attar, A.A. Maassoumi, S.C. Shaw )2011a( Relationships between environmental variables and vegetation across mountain wetland sites, N Iran. Biologia 66: 76–87.

 29-Kamrani, A., A. Naqinezhad, F. Attar, A. Jalili, D. Charlet )2011b(Wetland flora and diversity of the Western Alborz Mountains, North Iran. PHYTOLOGIA BALCANICA 17: 53 –66.

30- Khalili, A )1973( Precipitation patterns of Central Alburz. Arch. Met. Geoph. Biokl. Ser. B 21:215-232.

31-Klein, J.C )2001(La végétation altitudinale de L’Alborez Central (Iran): entre les regions irano-touranienne et euro-sibérienne. Téhéran: Institut Français de Recherche en Iran.

32- Klimeš, L )2003(Life-forms and clonality of vascular plants along an altitudinal gradient in E Ladakh (NW Himalayas(. Basic Appl. Ecol. 4: 317–328.

33- Mcgeoch, M.A., S.L. Chown )1998( Scaling up the value of bioindicators. Trend Ecol. Evol., 13: 46-47.

34-Naqinezhad, A. )2008(  Ecology of wetlands in southern slopes of Central Alborz Mts. (between Karaj-Chalus and Firuzkuh roads(. PhD thesis. University of Tehran. P 170.

35-Naqinezhad A., A. Jalili, F. Attar, A. Ghahreman, B.D. Wheeler, J.G. Hodgson, S.C. Shaw, A. Maassoumi )2009( Floristic characteristics of the wetland sites on dry southern slopes of the Alborz Mts., N. Iran: The role of altitude in floristic composition. Flora. 204: 254–269.

36- Naqinezhad A., H. Zare-Maivan, H. Gholizadeh, J. G. Hodgson )2013(Understory vegetation as an indicator of soil characteristics in the Hyrcanian area, N. Iran. Flora 208: 3–12.

37-Nelson D.W. , Sommers L.E )1996( Total carbon, organic carbon and organic matter. In: Page A.L. et al., Methods of Soil Analysis, Part 2, 2nd ed. Agronomy 9:961–1010. Am. Soc. Of Agron., Inc. Madison, WI.

38- Nieppola, J )1993( Site classification in Pinus sylvestris L. forests in southern Finland. Silva Fenn. 27: 9–20.

39-Noroozi J., Akhani H., S.W. Breckle )2008( Biodiversity and phytogeography of the alpine flora of Iran. Biodivers. Coserv. 17: 493– 521.

40-Petraglia A., M. Tomaselli )2003( Ecological profiles of wetland plant species in the northern Apennines )N. Italy(. J. Limnol. 62: 71-78.

41- Raunkiaer, C. 1934. The life forms of plants and statistical plant geography. Charendon Press, Oxford.

42-Rechinger, K.H. (ed.). 1963-2005. Flora Iranica. Vols 1-176. Druck-u. Verlagansalt, Graz.

43-Sabeti, H )1969( Les Etudes Bioclimatique de L’ Iran. Université de Téhéran, Tehran, No. 1231, 266pp.

44-Spies, T. A., B.V. Barnes )1985(.A multifactor ecological classification of the northern hardwood and conifer ecosystems of Sylvania recreaction area, upper Peninsula, Michigan. Can. J. Forest Res. 15: 949-960.

45-Sterling, A )1996(Los sotos, refugio de vida Silvestre. Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentacion, Madrid.

46- Wilson, S. McG., D.G Pyatt )2001( The use of ground vegetation and humus type as indicators of soil nutrient regime for an ecological site classification of British forests. Forest Ecology and Management. 140: 101-116.

47- Vasconcellos, T., M. Tavares,  N. Gaspar )1999( Aquatic plants in the rice fileds ot the Tagus Valley, Portugal.Hydrobiologia, 415: 59-65.

48- Zas,  R., M. Alonso )2002(  Understory vegetation as indicators of soil characteristics in northwest Spain. Forest Ecology and Management 171: 101–111.

49- Zelnik, I., Čarni A)2008(Wet meadows of the alliance Molinion and their environmental gradients in Slovenia. Biologia. 63: 187—196.