نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشگاه فردوسی مشهد

2 دانشگاه فردوسی مشهد

3 عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مسهد، دانشکده علوم

4 عضو هیئت علمی دانشگاه فردوسی مسهد، پژوهشکده علوم گیاهی

چکیده

منطقه حفاظت شده هلالی با مساحت 63495 هکتار در استان خراسان رضوی حدفاصل دو شهر گناباد و بجستان قرار دارد. با توجه به اهمیت تنوع گونه‌ای در حفاظت از محیط زیست، این تحقیق به منظور بررسی تنوع گونه‌ای گیاهان این منطقه و برخی عوامل مؤثر بر آن انجام شد. در این راستا سه ایستگاه دشتی، تپه ماهوری و کوهستانی و نیز سه عرصه با مدیریت چرای متفاوت انتخاب شده. نمونه‌برداری از پوشش گیاهی با برداشت 236 قاب‌ 1 متر مربعی به روش تصادفی-طبقه‌بندی شده در این عرصه‌ها صورت گرفت. برخی از شاخص‌های عددی و پارامتری تنوع گونه‌ای بر اساس داده‌های حاصل از نمونه‌برداری و با کمک نرم‌افزارهای تنوع زیستی در عرصه‌های مختلف محاسبه شد و ارتباط تنوع با عوامل فیزیوگرافی و نوع مدیریت چرا تعیین شد. بر این اساس ایستگاه کوهستانی با شاخص مارگالف 76/9 دارای بیشترین غنا و با شاخص کامارگو 18/0 دارای کمترین یکنواختی است. جهات شیب در دو ایستگاه تپه ماهوری و کوهستانی تأثیر زیادی fv تنوع گونه‌ای نشان ندادند. در بررسی اثر چرا، بیشترین مقدار تنوع (مارگالف 31/8، شانون 82/4 و کامارگو 36/0) در عرصه چرای متوسط دیده شد. تأثیر مثبت بارندگی بر میزان تنوع نیز از مقایسه داده‌های ایستگاه کوهستانی در دو سال پیاپی با بارندگی متفاوت، اثبات شد. با برازش مدل‌های توزیع رتبه- فراوانی، انطباق کل منطقه و ایستگاه‌های کوهستانی و تپه ماهوری با مدل لگ نرمال تأیید گردید. از طرف دیگر ایستگاه دشتی با مدل لگاریتمی برطباق بیشتری داشت که نمایانگر اثر مخرب دخالتهای انسانی بر تنوع گونه ای در این ایستگاه است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Study of Plant Species Diversity and Certain Effective Factors in Helali Protected Area, Khorassan Razavi Province, NE Iran

نویسندگان [English]

  • Hamid Ejtehadi 2
  • Jamil Vaezi 3
  • Farshid Memariani 4

2 Ferdowsi University of Mashhad

3 University of Mashhad

4 University of Mashhad

چکیده [English]

Helali Protected Area with ca. 63495 ha. is located in west of Gonabad and southeast of Bajestan, Khorassan Razavi province, NE Iran. Biodiversity has an important role in environment protection. In order to study the plant biodiversity of Helali protected area,three sites including plain, foothill and mountainous areas and three sites with different grazing management were selected and the stratified random samples (236 plots of 1 m2) established to record the abundance and cover of each plant species. The results of biodiversity and its effective factors showed that mountainous site contains maximum value of richness (D_Mg=9/76) and minimum value of evenness (E ́=0/18). There were not significant differences in diversity of different aspects. Moderate grazing site illustrates maximum diversity and positive effect of controlled grazing on biodiversity (D_Mg=8/31,H ́=4/82 and E ́=0/36). Comparing the two years 2011 and 2012 in mountain site denotes affirmative effect of precipitation on biodiversity. Among the Rank- Abundance models, abundance data of the whole area, mountain and foothill sites fit to the lognormal model. On the other hand, plain site is fitted to logarithmic model that might be considered as an alarm for the site.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Plant diversity
  • physiographic factors
  • Grazing
  • Helali Protected Area
  • NE-Iran

بررسی تنوع گونه­ای گیاهی و برخی عوامل مؤثر بر آن در منطقه‌ حفاظت‌شده‌ هلالی،

استان خراسان رضوی

فاطمه سخنور1، حمید اجتهادی1*، جمیل واعظی1 و فرشید معماریانی2

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

2 مشهد، دانشگاه فردوسی مشهد، پژوهشکده‌ علوم گیاهی، گروه گیاه‌شناسی

تاریخ دریافت: 19/4/93                تاریخ پذیرش: 8/3/94 

چکیده

منطقه حفاظت شده هلالی با مساحت 63495 هکتار در استان خراسان رضوی حدفاصل دو شهر گناباد و بجستان قرار دارد. با توجه به اهمیت تنوع گونه­ای در حفاظت از محیط‌زیست، این تحقیق به‌منظور بررسی تنوع گونه­ای گیاهان این منطقه و برخی عوامل مؤثر بر آن انجام شد. در این راستا سه ایستگاه دشتی، تپه‌ماهوری و کوهستانی و نیز سه عرصه با مدیریت چرای متفاوت انتخاب شد. نمونه‌برداری از پوشش گیاهی با برداشت 236 قاب‌ 1 مترمربعی به روش تصادفی- طبقه­بندی شده در این عرصه­ها انجام گردید. برخی از شاخص‌های عددی و پارامتری تنوع گونه‌ای بر اساس داده­های حاصل از نمونه­برداری و با کمک نرم­افزارهای تنوع زیستی در عرصه­های مختلف محاسبه شد و ارتباط تنوع با عوامل فیزیوگرافی و نوع مدیریت چرا تعیین شد. بر این اساس ایستگاه کوهستانی با شاخص مارگالف 76/9 دارای بیشترین غنا و با شاخص کامارگو 18/0 دارای کمترین یکنواختی بود. جهات شیب در دو ایستگاه تپه ماهوری و کوهستانی تأثیر زیادی در تنوع گونه­ای گیاهی نشان ندادند. در بررسی اثر چرا، بیشترین مقدار تنوع (مارگالف 31/8، شانون 82/4 و کامارگو 36/0) در عرصه چرای متوسط دیده شد. تأثیر مثبت بارندگی بر میزان تنوع نیز از مقایسه داده‌های ایستگاه کوهستانی در دو سال پیاپی با بارندگی متفاوت، اثبات شد. با برازش مدل‌های توزیع رتبه- فراوانی، انطباق کل منطقه و نیز ایستگاه‌های کوهستانی و تپه ماهوری با مدل لگ نرمال تأیید گردید. از طرف دیگر ایستگاه دشتی با مدل لگاریتمی انطباق بیشتری داشت که نمایانگر اثر مخرب دخالتهای انسانی بر تنوع گونه‌ای در این ایستگاه بود.

واژه‌های کلیدی: تنوع گونه­ای گیاهی، عوامل فیزیوگرافی، چرا، منطقه‌ حفاظت شده‌ هلالی

* نویسنده مسئول، تلفن: 05138762227، پست الکترونیکی: hejtehadi@um.ac.ir

مقدمه

 

تنوع زیست‌شناختی یا تنوع زیستی «تنوع حیات» است و به گوناگونی در همه سطوح سازماندهی زیست شناختی برمی‌گردد (26). انسان‌ها به بوم‌سازگان‌‌های طبیعی و خدماتی که آنها فراهم می‌آورند، ازجمله غذا، انرژی، هوای پاک، آب و... وابسته هستند (27). با توجه به افزایش جمعیت و بهمراه آن افزایش آلودگی‌های زیست‌محیطی و تخریب محیط زیست و منابع طبیعی، موضوع انقراض گونه‌ها به‌عنوان تهدیدی بزرگ برای تمدن بشری محسوب می‌شود (6). اطلاع از اهمیت و ارزش منابع ژنتیکی در بوم‌سازگان‌‌ها و نقش غیر قابل انکار آنها در توالی، ضرورت و اهمیت شناخت این منابع را دوچندان می‌کند. البته از دست دادن هر یک از گونه‌های گیاهی یا جانوری، خسارت جبران ناپذیری در پی خواهد داشت. از این رو، حفاظت از تمامی گونه‌های موجود می‌تواند مانعی در راه وقوع خسارات جبران ناپذیر باشد (3).

حیوانات علفخوار که مستقیما از گیاهان سبز تغذیه می‌کنند، خسارت بزرگی به پوشش گیاهی می‌زنند. چرا، برگها، گلها و بذرهای گیاه را کم می‌کند. گونه‌های خوشخوراک بیشترین آسیب را می‌بینند و گونه‌های غیرخوشخوراک می‌توانند از آسیب در امان باشند و حتی با حذف رقابت، از این موقعیت استفاده کنند. البته حیوانات با تسهیل گرده افشانی و انتشار میوه‌ها و بذرها به گیاه کمک می‌کنند (23).

ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب و درجه‌ شیب بر گرادیان رطوبت، نور و دمای محیط مؤثر است. وجود آب نیز فاکتور محدود کننده‌ مهمی در پوشش گیاهی به‌ویژه در نواحی بیابانی است (28). مراتع کشور ما بطور عمده در مناطق خشک و نیمه خشک واقع شده‌اند. با توجه به محدودیت رطوبتی بالای این مناطق، بارندگی به‌عنوان مهمترین شاخص اقلیمی در تعیین میزان تولید و ترکیب گیاهی این عرصه‌های مرتعی مورد توجه می‌باشد (16).

تاکنون پژوهش‌های فراوانی در رابطه با تنوع زیستی انجام شده است. بادانو و همکاران (2005) با مطالعه‌ای که در بلوط‌زارهای مناطق مدیترانه‌ای شیلی انجام دادند، دریافتند که کاهش رطوبت در دامنه‌های جنوبی منجر به افزایش تنوع در این دامنه می‌شود (25). اجتهادی و همکاران (1381) تنوع گونه‌ای گیاهان دو رویشگاه متفاوت از نظر چرا (قرق و تحت چرا) در حوزه آبخیز سد طرق را با کمک شاخص‌های عددی تنوع مقایسه کردند. نتایج آنان نشان داد که رویشگاه قرق نسبت به رویشگاه تحت چرا دارای غنای گونه‌ای، یکنواختی و تنوع گونه‌ای بالاتری است (4). مصداقی و رشتیان (1384) ترکیب فلورستیکی و غنای گونه‌ای مراتع قشلاقی یکه چنار استان گلستان را در سه تیپ بیشه‌زار، علفزار و بوته‌زار مورد بررسی قرار دادند و به این نتیجه رسیدند که در سال‌هایی که بارندگی به‌ویژه در بهار مساعد است، بذرهای بسیاری از گونه‌های یکساله و فصلی بیشتر می‌شوند و غنای گونه‌ای بشدت بالا می‌رود

(20).

از آنجایی که تا کنون هیچ مطالعه‌ای بر روی تنوع زیستی گیاهی منطقه حفاظت شده هلالی انجام نشده است، هدف از انجام این پژوهش بررسی تنوع گونه‌ای گیاهی در این منطقه است تا منجر به ایجاد پایگاهی از داده‌ها برای سایر مطالعات پوشش گیاهی ‌شود و بتواند راهکارهای مناسبی برای حفاظت هر چه بهتر منطقه ارائه دهد. با توجه به تأثیر عوامل مختلف زیستی و غیرزیستی بر تنوع، تلاش شده است اثر برخی از این عوامل بر روی تنوع گیاهی منطقه مورد بررسی قرار گیرد.

مواد و روشها

معرفی منطقه: «منطقه‌ حفاظت شده‌ هلالی» از سال 1376 به‌عنوان منطقه شکار ممنوع معرفی و در سال 1385 به منطقه‌ حفاظت شده تبدیل شد. مساحت آن 63495 هکتار و در حدفاصل شهرهای گناباد و بجستان در استان خراسان رضوی واقع شده است. منطقه هلالی در گستره خود ترکیبی از مناطق کوهستانی، تپه ماهوری و دشتی است و بر اساس طبقه بندی اقلیمی دومارتون دارای اقلیم خشک و بیابانی با تابستان های گرم و زمستان های سرد است. این منطقه در طول شرقی 10َ 58ْ تا 38َ 58ْ و عرض شمالی 13َ 34ْ تا 36َ  34ْ واقع شده است (شکل‌ 1). مرتفع‌ترین نقطه، کوه کمرزرد به ارتفاع 2578 متر از سطح دریاست و پست‌ترین نقطه 1100 متر ارتفاع دارد (2). با توجه به منحنی باران- دما بدست آمده از اطلاعات دوره آماری 22 ساله (1389-1368) ایستگاه سینوپتیک گناباد (12)، در این منطقه، 8 ماه از سال خشک بوده که اغلب از اوایل فروردین شروع شده وتا اواخر آبان  ادامه می‌یابد.

روش کار: به‌منظور تعیین محدوده‌ نمونه‌برداری ابتدا با مراجعه به اداره‌ محیط زیست گناباد، نقشه‌ منطقه تهیه شد. بازدید اولیه از منطقه در اوایل فروردین ماه 1390 انجام شد و سه ایستگاه دشتی، تپه ماهوری و کوهستانی که دارای شیب ارتفاعی بودند، تعیین شد (شکل 2).


 

شکل 1- موقعیت منطقه حفاظت شده هلالی در استان خراسان رضوی، شمال شرق ایران (شماره 101)

 

با توجه به ماهیت پوشش گیاهی منطقه در بهار 1390، با برداشت 236 قاب‌ به مساحت 1 متر مربع، نمونه‌برداری بصورت تصادفی در هر ایستگاه انجام شد. در هر قاب، گیاهان کدگذاری شده و تعداد افراد مربوط به هر گونه در داخل قاب شمارش گردید. 318 گونه گیاهی جمع آوری شده برای شناسایی به هرباریوم دانشکده‌ علوم دانشگاه فردوسی مشهد منتقل شد. شناسایی گیاهان در هرباریوم دانشکده‌ علوم و نیز پژوهشکده‌ علوم گیاهی دانشگاه فردوسی مشهد با کمک منابع موجود انجام شد (13). مشخصات مربوط به موقعیت جغرافیایی و نیز ارتفاع از سطح دریا برای هر قاب با کمک دستگاه موقعیت یاب GPS تعیین و یادداشت شد. با توجه به خشکسالی در سال 1390 و تغییرات کم و بیش چشمگیر بارندگی در سال 1391 در منطقه‌ هلالی (شکل 3)، واحدهای نمونه‌برداری شده‌ در ایستگاه کوهستانی با استفاده از دستگاه موقعیت یاب بازیابی شد و در سال 1391 مورد نمونه‌برداری مجدد قرار گرفت تا داده‌های دو سال با متوسط بارندگی متفاوت با یکدیگر مقایسه شوند. داده‌های جمع‌آوری شده از طریق نمونه‌برداری بوسیله‌ قاب، وارد نرم‌افزار صفحه گسترده Excel شد. داده‌های فراوانی کل منطقه، ایستگاه‌های سه‌گانه و نیز جهات اصلی . چهارگانه‌ شیب کوهستانی بطور جداگانه به نرم افزارهای تخصصی Ecological Methodology ، Biodiversity Professional  (نسخه 2) و Diver وارد و شاخص‌های عددی غنا، یکنواختی و هتروژنیتی  برای هریک محاسبه شد. به‌منظور مقایسه و تخمین غنای گونه‌ای، ریرفکشن انجام شد. با کمک این نرم افزارها، شاخص‌های پارامتری تنوع (انطباق با چهار مدل متداول توزیع رتبه- فراوانی) انجام شد.

به‌منظور بررسی عوامل مؤثر بر تنوع گونه­ای به مقایسه‌ بخش‌های مختلف منطقه از لحاظ عوامل فیزیوگرافی، نقش چرای دام و نیز بارندگی پرداخته شد. برای مقایسه‌ شاخص‌های عددی تنوع در ایستگاه‌های سه‌گانه، جهات شیب چهارگانه‌ ایستگاه تپه ماهوری و ایستگاه کوهستانی و سه عرصه با مدیریت چرای متفاوت از آزمون‌های آماری استفاده شد. بدین منظور دو شاخص هتروژنیتی شانن و سیمپسون و دو شاخص یکنواختی کامارگو و اسمیت و ویلسون انتخاب شد. برای شاخص شانن با توجه به نرمال بودن این شاخص براساس یافته‌های تیلور (1978) (3) از آنالیز واریانس و برای سایر شاخص‌ها (تنوع سیمپسون، کامارگو و اسمیت و ویلسون) از آزمون کروسکال والیس کمک گرفته شد.

 

 

 

شکل 2- موقعیت ایستگاه‌های نمونه‌برداری شده در منطقه هلالی

 

 

شکل 3- نمودار مقایسه‌ای بارندگی دو سال زراعی 90- 89 و 91-90 ایستگاه سینوپتیک گناباد

 

در مورد مقایسه‌ داده‌های ایستگاه کوهستانی در سال‌های 1390 و 1391 (برای مقایسه‌ اثر بارندگی) نیز از آزمون‌های آماری استفاده شد، به این صورت که برای شاخص شانون با توجه به نرمال بودن این شاخص از آزمون t و برای سایر شاخص‌ها (تنوع سیمپسون، کامارگو و اسمیت و ویلسون) از آزمون من ویتنی انجام شد. همه‌ آزمون‌های آماری با کمک نرم افزار SPSS (نسخه 19) و در سطح خطای 5 درصد انجام شد.

نتایج

بررسی تنوع گونه‌ای گیاهان در کل منطقه هلالی: محاسبه‌ شاخص‌های غنا، هتروژنیتی و یکنواختی کل منطقه انجام شد (جدول 1). انطباق داده‌های مربوط به کل منطقه و سه

ایستگاه اصلی با چهار مدل کلی توزیع رتبه- فراوانی (در سطح خطای 5 درصد)  بررسی شد و مشخص گردید که کل منطقه و نیز نواحی تپه ماهوری و کوهستانی، از مدل لگ نرمال پیروی می کنند ولی ناحیه‌ دشتی با مدل لگاریتمی انطباق دارد.

 

جدول 1- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای برای کل منطقه هلالی

غنا

هتروژنیتی

یکنواختی

مارگالف

منهینیک

شانون 

سیمپسون 

کامارگو 

اسمیت و ویلسون 

34/12 

33/1

61/4 

91/0

20/0

18/0


مقایسه‌ تنوع گونه‌ای سه ایستگاه دشتی، تپه ماهوری و کوهستانی: نتایج حاصل از مقایسه غنای گونه­ای، هتروژنیتی و یکنواختی در سه ایستگاه دشتی، تپه ماهوری و کوهستانی (جدول­2)  نشان می‌دهد که ایستگاه کوهستانی نسبت به دو ایستگاه دیگر از نظر آماری دارای غنای گونه ای بالاتر اما یکنواختی پایین‌تری است. البته غنا و یکنواختی دو ایستگاه تپه ماهوری و دشتی و همچنین هتروژنیتی هر سه ایستگاه از نظر آماری برابر است.

 

جدول 2- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای برای سه ایستگاه کوهستانی، تپه ماهوری و دشتی در منطقه هلالی

 

غنا

هتروژنیتی

یکنواختی

نام ایستگاه

تعداد گونه 

تعدادگونه براساس ریرفکشن 

شاخص مارگالف 

شاخص منهینیک 

شانون 

سیمپسون 

کامارگو 

اسمیت و ویلسون 

دشتی

52

52

82/6

24/1

08/4

90/0

26/0

23/0

تپه ماهوری

44

89/43

74/5

04/1

88/3

90/0

26/0

23/0

کوهستانی

80

09/70

76/9

40/1

00/4

87/0

18/0

22/0


مقایسه‌ تنوع گونه‌ای در دامنه‌های چهارگانه‌ تپه ماهوری: نتایج حاصل از مقایسه غنای گونه­ای، هتروژنیتی و یکنواختی در دامنه‌های مختلف ایستگاه تپه ماهوری (جدول­3)، وجود بیشترین غنا را در دامنه‌های شرقی و جنوبی نشان می‌دهد. کمترین میزان غنا نیز در دامنه شمالی مشاهده می‌شود. آزمون کروسکال والیس تنها برای شاخص هتروژنیتی سیمپسون بین دامنه‌های مختلف ایستگاه تپه ماهوری، تفاوت معنی داری را نشان داد و سایر شاخص‌ها هیچ گونه تفاوت آماری معنی داری را ارائه ندادند. همانطور که جدول ‌3 نشان می‌دهد شاخص‌های هتروژنیتی و یکنواختی هیچ یک از دامنه‌ها بطور مطلق بالاترین یا پایین‌ترین تنوع را به نمایش نمی‌گذارند. تنها شاخص سیمپسون، در دامنه شمالی دارای کمترین مقدار معنی دار است که نتایج غنای گونه‌ای نیز مؤید کمترین غنا در این دامنه است.

 

جدول 3- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای برای دامنه‌های مختلف ایستگاه تپه ماهوری و منطقه هلالی

 

غنای گونه­ای

هتروژنیتی

یکنواختی

جهت دامنه

تعداد گونه 

تعداد گونه بر اساس ریرفکشن 

شاخص مارگالف 

شاخص منهینیک 

شانون 

سیمپسون 

کامارگو 

اسمیت و ویلسون 

شمالی 

11

44/10

82/1

71/0

22/2

67/0

33/0

28/0

جنوبی 

27

61/20

99/3

04/1

63/3

89/0

34/0

25/0

شرقی 

21

21

84/3

56/1

66/3

89/0

45/0

41/0

غربی 

26

91/17

81/3

98/0

25/3

85/0

27/0

22/0


مقایسه تنوع گونه‌ای در دامنه‌های چهارگانه‌ ایستگاه کوهستانی: نتایج حاصل از مقایسه غنای گونه­ای، هتروژنیتی و یکنواختی در دامنه‌های مختلف ایستگاه کوهستانی (جدول ‌4) حاکی از بالاترین غنا در دامنه‌های شمالی و غربی و پایین‌ترین غنا در دامنه‌های جنوبی و شرقی است. شاخص‌های هتروژنیتی، بیشترین مقدار را در دامنه‌های شمالی و جنوبی و کمترین مقدار را در دامنه غربی ارائه دادند ولی شاخص‌های یکنواختی نتایج مشخصی را نشان ندادند. آنالیزهای انجام شده معنی‌دار بودن تفاوت را برای شاخص‌های هتروژنیتی شانون و سیمپسون دامنه شمالی با سایر دامنه‌ها نشان داد.


جدول 4- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای در دامنه‌های مختلف ایستگاه کوهستانی منطقه هلالی

 

غنا

هتروژنیتی

یکنواختی

جهت دامنه

تعداد گونه 

تعداد گونه بر اساس ریرفکشن 

شاخص مارگالف 

شاخص منهینیک 

شانون 

سیمپسون 

کامارگو 

اسمیت و ویلسون 

شمالی 

53

71/33

32/7

52/1

87/3

87/0

23/0

27/0

جنوبی 

45

00/30

17/6

27/1

69/3

86/0

24/0

23/0

شرقی 

42

17/33

43/5

77/1

49/3

82/0

25/0

35/0

غربی 

31

31

48/6

96/1

36/3

77/0

32/0

43/0


اثرات چرای دام (مقایسه‌ سه عرصه با مدیریت چرای متفاوت): نتایج حاصل از مقایسه غنای گونه­ای، هتروژنیتی و یکنواختی در سه عرصه قرق، چرای سبک و چرای متوسط (جدول ‌5) نشان می‌دهد که بیشترین غنا، هتروژنیتی و یکنواختی بطور میانگین، متعلق به عرصه چرای متوسط و کمترین غنا، هتروژنیتی و یکنواختی متعلق به عرصه قرق است. آنالیزهای آماری، عدم وجود تفاوت معنی دار بین این سه عرصه را تنها برای شاخص کامارگو نشان می‌دهد.

 

 

جدول 5- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای برای سه عرصه با مدیریت چرای متفاوت و منطقه هلالی

 

غنا

هتروژنیتی

یکنواختی

نام ایستگاه

تعداد گونه 

تعدادگونه براساس ریرفکشن 

شاخص مارگالف 

شاخص منهینیک 

شانون 

سیمپسون 

کامارگو 

اسمیت و ویلسون 

قرق

29

90/28

98/3

86/0

75/2

67/0

24/0

30/0

چرای سبک

60

60/55

97/7

48/1

35/4

92/0

26/0

25/0

چرای متوسط

59

59

31/8

80/1

82/4

95/0

36/0

28/0

 


مقایسه‌ اثرات توزیع متفاوت بارندگی بر تنوع گونه‌ای در ایستگاه کوهستانی: نتایج حاصل از محاسبه‌ شاخص‌های غنا، هتروژنیتی و یکنواختی در ایستگاه کوهستانی در دو سال مختلف 1390 و 1391 (جدول ‌6)، بیانگر بالاتر بودن این شاخص‌ها در سال 1391 است. آنالیزهای آماری، عدم وجود تفاوت معنی دار را تنها برای شاخص کامارگو نشان داد و تفاوت سایر شاخص‌ها معنی دار بود.

 

جدول 6- مقادیر شاخص‌های تنوع گونه‌ای برای ایستگاه کوهستانی در دو سال 90 و 91

 

غنا

هتروژنیتی

یکنواختی

نام ایستگاه

تعداد گونه

تعداد گونه بر اساس ریرفکشن

شاخص مارگالف

شاخص منهینیک

شانون

سیمپسون

کامارگو

اسمیت و ویلسون

ایستگاه کوهستانی سال 90

80

80

76/9

40/1

00/4

87/0

18/0

22/0

ایستگاه کوهستانی سال 91

110

26/103

95/12

64/1

93/4

94/0

23/0

21/0

 


بحث و نتیجه‌گیری

در بررسی شاخص‌‌های پارامتری تنوع، همانگونه که نتایج حاصل نشان می‌دهد کل منطقه و نیز نواحی تپه ماهوری و کوهستانی، از مدل لگ نرمال پیروی می‌کنند و ناحیه‌ دشتی با مدل لگاریتمی انطباق دارد. در مدل سری‌های لگ نرمال، گونه‌ها بترتیب وارد منطقه شده و منابع را اشغال می‌کنند، اما در این حالت سهم منابع اشغال شده توسط گونه‌های بعدی برابر نیست و حتی می‌توانند بخشی از منابع که توسط گونه‌های قبلی اشغال شده بود را نیز به تصرف درآورند. طبق نظر سوگی‌هارا (1980) الگوی فراوانی گونه‌ای بیشتر جوامع مطالعه شده توسط بوم شناسان، بصورت توزیع لگ نرمال است. یعنی هر گونه، متناسب با فراوانی نسبی خود، سهمی از نیچ را اشغال می‌کند. طبق این مدل، گونه‌های با فراوانی متوسط فراوان بوده و گونه‌های اندکی وجود دارند که فراوانی آنها خیلی زیاد و یا بسیار اندک باشد (3) و این امر با وضعیت توزیع و ترکیب گونه‌ها در نواحی تپه ماهوری و کوهستانی منطقه هلالی مطابقت دارد.

انطباق ناحیه‌ دشتی با مدل لگاریتمی ناشی از تخریب این ایستگاه بدلیل فعالیت‌های انسانی از جمله کشاورزی، ساخت و ساز، ایجاد راه‌های ارتباطی، چرای دام، بوته‌کنی و برداشت گیاهان بمنظور استفاده‌ی دارویی و ... است. سری لگاریتمی در جوامعی دیده می‌شود که تعداد نسبتا کمی گونه داشته و یک عامل محیطی غالب، فراوانی گونه‌ها را کنترل می‌کند (3). آتشگاهی (1386) در دودانگه ساری (1) و اجتهادی و همکاران (1386) در منطقه فریزی (5) انطباق با مدل سری لگاریتمی را مشاهده کردند.

در بررسی عوامل فیزیوگرافی در سه ایستگاه دشتی، تپه ماهوری و کوهستانی، ایستگاه کوهستانی دارای بالاترین میزان غنای گونه‌ای و کمترین یکنواختی نسبت به دو ایستگاه دیگر است، اما هتروژنیتی برابر است. وجود اقلیم متفاوت، بارش زمستانی بیشتر،  دور بودن از دخالتهای انسانی مانند چرا و کشت و زرع در ناحیه کوهستانی نسبت به تپه ماهورها و دشتها، باعث افزایش غنای این ناحیه شده است. از سوی دیگر همین وضعیت خاص منطقه‌ کوهستانی باعث سازش بیشتر برخی گونه‌ها ازجمله برخی گَوَنها و درمنه‌ها شده که در رقابت با سایر گونه‌ها در منطقه غالب می‌شوند و بدلیل کمتر بودن چرای دامها، کنترلی در تعدیل فراوانی آنها وجود ندارد، بنابراین باعث کاهش یکنواختی در منطقه می‌گردند. اما اثرات توأم و تجمعی غنای زیاد و یکنواختی کم در ایستگاه کوهستانی باعث تعدیل هتروژنیتی شده است.

مهدی نیا و همکاران (1385) در بررسی همبستگی متغیرهای فیزیوگرافی و بارندگی با جوامع گیاهی موجود در حوزه آبخیز بابل رود دریافتند که تنوع گونه‌های درختچه‌ای در طبقه ارتفاعی 2000 تا 2500 متر از سطح دریا بیشترین و در طبقه ارتفاعی 1000 تا 2000 متر از سطح دریا کمترین مقدار را دارد (22). اجتهادی و همکاران (1386) نیز مطالعات فلوریستیک و بوم شناسی پوشش گیاهی منطقه فریزی در شمال استان خراسان رضوی را انجام دادند و مشاهده کردند که شاخص‌های تنوع شانن و سیمپسون از طبقه پایین به بالا افزایش یافتند ولی این افزایش از نظر آماری معنی‌دار نبود (5).

بررسی وضعیت توپوگرافی ایستگاه تپه ماهوری (به‌منظور انجام مقایسه بین چهار جهت دامنه)، نشان دهنده‌ وجود تپه‌ ماهورهایی با ارتفاع متوسط و با فواصل زیاد از یکدیگر و دارای شیب‌هایی با درصد پایین است. فواصل زیاد این تپه ماهورها با یکدیگر موجب شده تابش خورشید در ساعات مختلف روز و در جهات مختلف تقریباً یکسان باشند (23). تمامی جهات دامنه تقریباً با یک نسبت در معرض بادهای مختلف حاکم بر منطقه هستند. از میان این بادها می‌توان به جریان‌های شمال شرقی یا بادهای 120 روزه اشاره کرد که عمدتا موجب ایجاد طوفان‌های شن در اواخر بهار و تابستان می شوند. بادهای محلی از جمله باد راست که در تابستان توأم با گرد و خاک و در زمستان سرد است، تف باد که در تابستان از شرق می‌وزد و بسیار گرم است، بادهای بارش‌زای جریان‌های غربی اقیانوس اطلس از سوی مدیترانه و باد محلی و مرطوب فرح باد (8) از سایر بادهای اثرگذار بر منطقه هلالی است. قرارگیری یکسان شیبها در مقابل وزش این بادها باعث می شود که غنا و یکنواختی در جهت دامنه های مختلف ناحیه تپه ماهوری از نظر آماری برابر باشند. کاهش معنادار تنوع سیمپسون در جهت‌های شمالی را تنها می توان به اثر نزدیکی این دامنه‌ها به روستاها و بهره برداریهای انسانی نسبت داد. لازم بذکر است که از 9 روستای مجاور ایستگاه تپه‌ماهوری، 6 روستا در نواحی شمالی این منطقه قرار دارند که اهالی آنها علاوه بر کشاورزی به دامداری سنتی مشغولند. دسترسی بیشتر به دامنه های شمالی بیشتر است و وجود گونه‌های خوشخوراک بیشتر نسبت به سایر دامنه ها باعث چرای مفرط و آسیب بیشتر به گیاهان در این دامنه ها شده است.

در مقایسه بین چهار جهت دامنه ایستگاه کوهستانی، بدلیل دامنه ارتفاعی زیادتر در رشته کوهها نسبت به مناطق تپه ماهوری، اثر وزش بادهای مختلف بر تنوع گونه ای آشکارتر است، بنحوی که دامنه های غربی که در معرض وزش بادهای مرطوبند  غنای گونه‌ای بالاتری دارند. باید در نظر داشت که در نیمکره‌ شمالی، دامنه‌های رو به جنوب گرمتر و خشک تر از دامنه‌های رو به شمال است (23). بنابراین وجود بیشترین غنا و هتروژنیتی در دامنه شمالی  نسبت به دامنه جنوبی بدیهی بنظر می‌رسد. اما دامنه های غربی نسبت به شرقی با وجود غنای گونه ای بالاتر، بدلیل اختلاف غیر معنی دار یکنواختی، اختلاف هتروژنیتی چندانی نشان ندادند.

در مطالعه اثر جهت دامنه بر تنوع گونه‌ای همواره باید توپوگرافی منطقه و موقعیت جغرافیایی آن و سایر شرایط موثر بر ویژگیهای دامنه را مدنظر قرار داد و بعد به تفسیر نتایج تنوع در دامنه های مختلف پرداخت. در برخی از مطالعات (بطور مثال فخیمی ابرقویی و همکاران (1390) و واثقی و همکاران (1390)) ثابت شده است که جهت دامنه اثر معناداری بر تنوع گونه‌ای ندارد (19 و 24). اما در برخی دیگر از مطالعات (بطور مثال بادانو و همکاران (2005)، مومنی مقدم و همکاران (1393)، شعبانی و همکاران (1389)، پرما و شتایی جویباری (1389) ، سهرابی و اکبری‌نیا (1384) و رشتیان (1380))  اثرات معنادار جهت دامنه بر مقدار تنوع گونه‌ای گیاهان مشخص شده است (25، 21، 15، 7، 14، 9). بنابراین درباره اثر جهت دامنه بر تنوع گونه‌ای نمی‌توان هیچ قانون کلی و ثابتی را در نظر گرفت.

مطالعه‌ اثر چرا بر تنوع، بیشترین غنا، هتروژنیتی و یکنواختی را در عرصه چرای متوسط به نمایش گذاشت و کمترین مقدار شاخص‌های تنوع مربوط به عرصه قرق بود. ورود کنترل شده حیوانات چراکننده مثل گوسفند به یک ناحیه می‌تواند در انتشار اجزای تکثیر گیاهان نقش بسزایی داشته باشد. گوسفندان همراه با پشم خود و یا از طریق دفع مدفوع، بذر برخی گونه‌ها را وارد منطقه می‌کنند. البته باید توجه داشت بعضی گونه‌ها با کف بر شدن در اثر چرای دام، شاداب تر می‌‍‌شوند و چرا منجر به بقای آنها در محیط می‌گردد. بذر گروهی از گیاهان با عبور از دستگاه گوارش حیوانات و تأثیر آنزیم‌های گوارشی قادر به جوانه‌زنی خواهند شد. فضولات حیوانی نیز در خاک به‌عنوان کودآلی عمل کرده و موجبات حاصلخیزی خاک را فراهم می‌کند. نتایج تحقیقات غلامی باغی و مصداقی (1385)، جوری و همکاران (1387)، وست (1993) و خانی و همکاران (1390) نشان داد که حداکثر تنوع گونه‌ای در عرصه با چرای متوسط مشاهده می‌شود (17، 10، 18 و 11). این نتایج با نتایج حاصل از این مطالعه مطابقت دارد.

در مقایسه‌ اثر مقدار بارندگی بر تنوع گونه ای گیاهان ایستگاه کوهستانی منطقه هلالی در دو سال کم باران (1390، با متوسط بارش 35/5 میلیمتر) و پرباران (1391، با متوسط بارش 97/7 میلیمتر)، اختلاف بیشتر شاخص‌های تنوع گونه‌ای معنی‌دار بود. این امر نشان دهنده تأثیر مثبت بارندگی بر رویش گیاهان و افزایش شانس بقای گونه‌های حساس به تنش خشکی و در نتیجه بالا رفتن غنا و هتروژنیتی در منطقه مورد مطالعه است. ضمناً علت عدم وجود اختلاف معنی دار در مورد دو شاخص کامارگو و اسمیت و ویلسون، می‌تواند بدلیل تأخیر در آغاز ویژگی‌های فصل بهار در سال 1391 نسبت به سال‌ 1390 (بعلت بطول انجامیدن سرمای زمستان قبل و امتداد آن تا روزهای آغازین بهار) باشد که موجب غالبیت برخی گونه‌های سازگار با سرما و اشغال نیچ اکولوژیکی گونه‌های علفی (که بدلیل سرما هنوز قادر به رویش نبوده‌اند)، در نتیجه کاهش یکنواختی شده است.

مصداقی و رشتیان (1384) در مراتع قشلاقی یکه چنار استان گلستان نشان دادند که در بعضی سالها که بارندگی به‌ویژه در فصل بهار مساعد است، بذرهای بسیاری از گونه‌های یکساله و فصلی سبز می‌شوند و غنای گونه‌‍‌‌ای بشدت بالا می‌رود (20). عبداللهی و همکاران (1391) تأثیر نوسان‌های دوره‌های مختلف بارندگی بر روی کمیت تاج پوشش و تولید علوفه مراتع نیمه استپی استان یزد را بررسی کردند. نتایج آنان نشان داد که گونه‌های گیاهی اغلب به نوسان‌های بارندگی واکنش نشان می‌دهند. با این حال واکنش پوشش و تولید به نوسان‌های بارندگی در گونه‌های مختلف متفاوت است (16).

منطقه حفاظت شده هلالی با وجود اقلیم خشک و بیابانی،  با توجه به خصوصیات زمین شناختی ویژه از خرداقلیم ‌های مختلفی برخوردار است. بنابراین دارای تنوع گونه ای بالایی است. ولی مجاورت با چندین روستا و عبور راه‌های مواصلاتی از میان آن و گاهی چرای بی رویه دامها باعث ایجاد اثراتی مخرب بر پوشش گیاهیست. انجام برنامه‌های حفاظتی کاملتر می‌تواند در حفظ گونه‌های موجود و حتی افزایش تنوع زیستی که خود عاملی در پایداری بوم سازگانها است، نقش بسزایی داشته باشد.

سپاسگزاری

از حوزه محترم معاونت پژوهش و فناوری دانشگاه فردوسی مشهد که حمایت مالی این پروژه را با پژوهانه شماره 15908/3 برعهده داشته است، قدردانی می‌شود.

1- آتشگاهی، ز. (1386). ارتباط عوامل فیزیوگرافی و تنوع گونه‌ای گیاهی در جنگل‌های شرق دودانگه ساری. پایان‌نامه کارشناسی ارشد علوم گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد.

2- آقامیری، س. ح.، گلستانی، ح.، بیژنی، م.، آهدوخش، ر. و صالحی، ف. (1382). منطقه‌ی شکار ممنوع هلالی. انتشارات اداره کل حفاظت محیط زیست استان خراسان، 51 صفحه.

3- اجتهادی، ح.، سپهری، ع. و عکافی، ح. ر. (1391). روش‌های اندازه‌گیری تنوع زیستی. انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، چاپ دوم، 228 صفحه.

4- اجتهادی، ح.، عکافی، ح. ر. و قرشی الحسینی، ج. (1381). بررسی و مقایسه شاخصهای عددی تنوع گونه‌ای در دو رویشگاه با مدیریت چرای متفاوت. مجله زیست شناسی ایران، جلد 13، شماره 3 و 4، صفحات 58- 49.

5- اجتهادی، ح.، عمادزاده، خ.، جوهرچی، م. ر. و معماریانی، ف. (1386). مطالعه و بررسی فلوریستیک و اکولوژیک پوشش گیاهی منطقه فریزی. طرح تحقیقاتی، پژوهشکده علوم گیاهی، دانشگاه فردوسی مشهد.

6- اکبرزاده، م. و رزاقی، ش. (1381). حفظ و بقای گونه‌های مهم مرتعی با استفاده از گرده‌افشانی زنبور عسل در مراتع ییلاقی استان مازندران. مجموعه مقالات اولین همایش ملی تحقیقات مدیریت دام و مرتع، سمنان.

7- پرما، ر. و شتایی جویباری، ش. (1389). اثر عوامل فیزیوگرافی و انسانی بر تاج پوشش و تنوع گونه‌های چوبی در جنگل‌های زاگرس (مطالعه موردی: جنگل‌های حفاظت شده قلاجه استان کرمانشاه). فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 18، شماره 4، صفحات 555-539.

8- پورابراهیم، ح. (1371). جغرافیای گناباد. نشر مرندیز، 280 صفحه.

9- توان، م.، مصداقی، م. و دیانتی تیلکی، ق. (1389). بررسی فلوریستیک وغنای گونه‌‍‌ای دشتها وتپه ماهورهای مراتع آق قلا در استان گلستان. مجله علمی پژوهشی مرتع، سال چهارم، شماره 2، صفحات 187-178.

10- جوری، م. ح.، تم زاد، ب.، شکری، م. و بنی هاشمی، ب. (1387). مقایسه شاخص‌های تنوع و غنا در ارزیابی سلامتی مراتع کوهستانی. مجله علمی پژوهشی مرتع، سال دوم، شماره 4، صفحات 356-344.

11- خانی، م.، قنبریان، غ. و کمالی مسکونی، ا. (1390). مقایسه شاخص‌های تنوع و غنای گونه‌های گیاهی در سطوح مختلف چرایی در مراتع گرم و خشک استان فارس. مجله علمی پژوهشی مرتع، سال پنجم، شماره 2، صفحات 136-129.

12- سازمان هواشناسی کشور (1386) اطلاعات آماری ایستگاه سینوپتیک گناباد. بازیابی شده از سایت سازمان هواشناسیhttp://www.weather.ir

13- سخنور، ف.، اجتهادی، ح.، واعظی، ج.، معماریانی، ف.، جوهرچی، م. ر. و رنجبر، ز. (1392). فلور، شکل زیستی و پراکنش جغرافیایی گیاهان منطقه حفاظت شده هلالی در استان خراسان رضوی. مجله تاکسونومی و بیوسیتماتیک، شماره 16، صفحات 100-85.

14- سهرابی، ه. و اکبری نیا، م. (1384). بررسی تنوع گونه‌های گیاهی در ارتباط با عوامل فیزیوگرافیکی در منطقه جنگلی ده سرخ، جوانرود، استان کرمانشاه. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 13، شماره 3، صفحات 294-279.

15- شعبانی، س.، اکبری نیا، م.، جلالی، س. غ. و علی عرب، ع. (1389). تأثیر عوامل فیزیوگرافیک بر تنوع گونه‌ای گیاهی عرصه‌های باز جنگلی (مطالعه موردی: جنگل لالیس، چالوس). مجله زیست شناسی ایران، جلد 23، شماره 3، صفحات 429-418.

16- عبدالهی، ج.، ارزانی، ح.، ثواقبی، م. ح.، عظیمی، م. و نادری، ح. (1391). تأثیر نوسان‌های دوره‌های مختلف بارندگی بر روی کمیت تاج پوشش و تولید علوفه مراتع نیمه استپی استان یزد (مطالعه موردی: منطقه خودسفلی بین سالهای 1386-1378). فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 19، شماره 1، صفحات 59-45.

17- غلامی باغی، ن. و مصداقی، م. (1385). بررسی تنوع الگوی مکانی گونه‌های مهم مرتعی پارک ملی گلستان و مناطق همجوار. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 13، شماره 3، صفحات 171-161.

18- فاریابی، ن.، مصداقی، م. و باقری، ر. (1390). مقایسه تنوع و غنای گونه‌ای در سه سطح بهره‌برداری مراتع پارک ملی خبر و مناطق همجوار. مجله علمی پژوهشی مرتع، سال پنجم، شماره 2، صفحات 180-171.

19- فخیمی ابرقویی، ا.، مصداقی، م.، غلامی، پ. و نادری نصرآباد، ح. (1390). اثر برخی از خصوصیات توپوگرافی بر تنوع گیاهی (مطالعه موردی: مراتع استپی ندوشن یزد). فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 18، شماره 3، صفحات 419-408.

20- مصداقی، م. و رشتیان، آ. (1384). بررسی ترکیب فلوریستیکی و غنای گونه‌ای مراتع قشلاقی یکه چنار در استان گلستان. مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، سال 12، شماره 1، صفحات 35-25.

21- مومنی مقدم، ت.، اکبری نیا، م.، ثاقب طالبی، خ.، اخوان، ر. و حسینی، س. م. (1393). تأثیر عوامل فیزیوگرافیک بر تنوع گونه‌ای پوشش زیر اشکوب جنگلهای ارس (مطالعه موردی: هزار مسجد خراسان رضوی). مجله پژوهشهای گیاهی (زیست شناسی ایران)، جلد 27، شماره 3، صفحات 519-511.

22- مهدوی، ع.، حیدری، م. و اسحاقی راد، ج. (1389). بررسی تنوع زیستی و غنای گونه‌ای گیاهی در ارتباط با عوامل فیزیوگرافی و فیزیک- شیمیایی خاک در منطقه‌ی حفاظت شده کبیرکوه. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 18، شماره 3، صفحات 436-426.

23- میسرا، کِی. سی. (1372). اکولوژی گیاهی، ترجمه مدیر شانه‌چی، م.، انتشارات دانشگاه امام رضا، 509 صفحه.

24- واثقی، پ.، اجتهادی، ح.، زاهدی پور، ح. (1390). بررسی تنوع زیستی گیاهی در ارتباط با متغیرهای ارتفاع و جهت شیب: بررسی موردی در ارتفاعات کلات گناباد، خراسان. نشریه علوم دانشگاه تربیت معلم، جلد 98، شماره 3، صفحات 558-547.

 

25- Badano, E.I., Cavieres, L.A., Molinga-Montenegro, M.A. and Quiroz, C.L., (2005).Slope aspect influences plant association patterns in the Mediterranean matural of central Chile. Journal of Arid Environments, 62: 93-108.

26- Gaston, K. J. and Spicer, J. I. (2004). Biodiversity: An Introduction. 2nd ed.,Blackwell Publishing, 191 pp.

27- Loreau, M. Naeem, S. Inchausti, P. Bengtsson, J. Grime, J.P. Hector, A. Hooper, D. U., Huston, M. A., Raffaelli, D., Schmid, B., Tilman, D. and Wardle, D. A. (2001). Biodiversity and ecosystem functioning: current knowledge and future challenges. Science, 294:804–808.

28- Whitford, W.G.,( 2002). Ecology of Desert Systems. Academic Press, London, 343 pp.