مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)

طبقه‌بندی پوشش گیاهی در ارتباط با برخی عوامل محیطی (مطالعه موردی: مراتع قره باغ استان آذربایجان غربی)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی

3 دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گروه مرتعداری

چکیده

هدف از این تحقیق، شناسایی جوامع گیاهی موجود در مراتع قره باغ استان آذربایجان غربی و تعیین مهمترین عوامل مؤثر بر پراکنش آنهاست. برای این منظور، در ناحیه معرف هر جامعه گیاهی، نمونه‌برداری به روش تصادفی- سیستماتیک انجام شد. در هر ناحیه، نمونه‌برداری در طول 4 ترانسکت 150 متری به صورت عمود بر هم انجام شد. سطح و تعداد قطعه نمونه به روش حداقل سطح و آماری تعیین و در طول هر ترانسکت 15 قطعه نمونه با ابعاد یک متر مربع با فاصله 10 متر از یکدیگر قرار داده شد. در ابتدا و انتهای هر ترانسکت دو پروفیل خاک حفر و با توجه به عمق محدود خاک، نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی متری برداشت گردید و درصد سنگریزه، رس، سیلت، شن، ماده آلی، اسیدیته، آهک، هدایت الکتریکی، ازت، پتاسیم و فسفر اندازه‌گیری شد. همچنین در هر قطعه نمونه نوع گونه‌های موجود و درصد پوشش گیاهی تعیین گردید. به منظور طبقه‌بندی جوامع گیاهی از تحلیل دوطرفه گونه های شاخص (TWINSPAN) و برای تعیین مهمترین عوامل تاثیرگذار بر پراکنش جوامع گیاهی از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج حاصل از طبقه بندی نشان داد که پنج گروه اکولوژیک در منطقه مورد مطالعه وجود دارد که با جوامع گیاهی منطقه انطباق داشتند. همچنین بین پراکنش پوشش گیاهی و عوامل محیطی رابطه وجود دارد و از بین عوامل مورد بررسی، بافت، آهک، نیتروژن و پتاسیم خاک بیشترین تأثیر را بر پراکنش پوشش گیاهی دارند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Classification of Vegetation Cover related to Environmental Factors (Case study: Gharabagh Rangelands of Azarbaijan Province)

نویسندگان [English]

  • mahdiey mashghooli 2
  • samira hosein jafari 3

چکیده [English]

The purpose of this study is to identify plant communities of Gharabagh rangelands in Azerbaijan province and determining effective factors on their distribution. So, sampling was performed using random-systematic method in the key area. Sampling was done along 4 transects of 150 m which were vertical, in each site. Quadrate size and numbers were respectively determined using minimal area and statistic methods and 15 plots of 1 m2 were placed 10 m away from each other along each transect. Soil samples were taken from 0-20 cm at the first and end points of each transect according to the soil depth and gravel, clay, silt and sand percentages, organic matter, pH, lime, electrical conductivity, potassium and phosphorous were measured. Species type and vegetation cover were also determined. Two-way indicator species analysis (TWINSPAN) and principal components analysis (PCA) were used to plant communities and determining the most important factors affecting distribution of plant communities, respectively. The results showed that there are five ecological groups in the study area which were conformed to the plant. There is also a relationship between the plant communities' distribution and environmental factors and the parameters like texture, lime, nitrogen and potassium have the greatest impact on the distribution of plant communities among the study factors.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Two-way indicator species analysis
  • Principal components analysis
  • Ecological group
  • soil
  • Azerbaijan province

طبقه‌بندی پوشش گیاهی در ارتباط با برخی عوامل محیطی  (مطالعه موردی: مراتع قره‌باغ استان آذربایجان غربی) 

محمدعلی زارع چاهوکی1*، مهدیه مشغولی1 و سمیرا حسین جعفری2

1 کرج، دانشگاه تهران، دانشکده منابع طبیعی

2 گرگان، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گروه مرتعداری

تاریخ دریافت: 8/9/91                  تاریخ پذیرش: 6/10/92 

چکیده

هدف از این تحقیق، شناسایی جوامع گیاهی موجود در مراتع قره باغ استان آذربایجان غربی و تعیین مهمترین عوامل مؤثر بر پراکنش آنهاست. برای این منظور، در ناحیه معرف هر جامعه گیاهی، نمونه‌برداری به روش تصادفی- سیستماتیک انجام شد. در هر ناحیه، نمونه‌برداری در طول 4 ترانسکت 150 متری به صورت عمود بر هم انجام شد. سطح و تعداد قطعه نمونه به روش حداقل سطح و آماری تعیین و در طول هر ترانسکت 15 قطعه نمونه با ابعاد یک متر مربع با فاصله 10 متر از یکدیگر قرار داده شد. در ابتدا و انتهای هر ترانسکت دو پروفیل خاک حفر و با توجه به عمق محدود خاک، نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی‌متری برداشت گردید و درصد سنگریزه، رس، سیلت، شن، ماده آلی، اسیدیته، آهک، هدایت الکتریکی، ازت، پتاسیم و فسفر اندازه‌گیری شد. همچنین در هر قطعه نمونه نوع گونه‌های موجود و درصد پوشش گیاهی تعیین گردید. به منظور طبقه‌بندی جوامع گیاهی از تحلیل دوطرفه گونه‌های شاخص (TWINSPAN) و برای تعیین مهمترین عوامل تاثیرگذار بر پراکنش جوامع گیاهی از تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) استفاده شد. نتایج حاصل از طبقه‌بندی نشان داد که پنج گروه اکولوژیک در منطقة مورد مطالعه وجود دارد که با جوامع گیاهی منطقه انطباق داشتند. همچنین بین پراکنش پوشش گیاهی و عوامل محیطی رابطه وجود دارد و از بین عوامل مورد بررسی، بافت، آهک، نیتروژن و پتاسیم خاک بیشترین تأثیر را بر پراکنش پوشش گیاهی دارند.

واژه های کلیدی: تحلیل دوطرفه گونه‌های شاخص، تجزیه به مؤلفه‌های اصلی، گروه گونه‌های بوم‌شناسی، عوامل محیطی، مراتع قره‌باغ.

* نویسنده مسئول، تلفن:  02632249313 ، پست الکترونیکی: mazare@ut.ac.ir 

مقدمه

 

به منظور مدیریت صحیح اکوسیستم‌های مرتعی، باید ارتباط بین اجزای آنها را شناخت. یکی از اجزای اصلی این اکوسیستم‌ها پوشش گیاهی و ترکیب آن بوده که تحت کنترل عوامل محیطی قرار دارد. به‌عبارت دیگر، الگوی توزیع جوامع گیاهی بوسیله بسیاری از عوامل محیطی تأثیر می‌پذیرد (2، 3، 27). شناخت چگونگی وقوع این تغییرات، مهمترین ابزار برای اتخاذ تدابیر مدیریتی در بهره‌برداری اصولی از مراتع بوده که دستیابی به راهکارهای علمی و عملی بهینه برای مدیریت صحیح تر در آن را ممکن می­سازد (7). با توجه به تعداد زیاد عوامل تأثیرگذار بر پوشش گیاهی و نامشخص بودن روابط بین آنها روش‌های آماری چند متغیره برای بررسی ارتباط بین جوامع گیاهی و پارامترهای محیطی ارائه شده که از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است (38). معمول­ترین روش­ها برای تحلیل پوشش گیاهی روش­های کمی رسته­بندی و طبقه‌بندی می­باشد (36). در بین روش­های مختلف طبقه بندی روش TWINSPAN یکی از مؤثرترین روش‌ها شناخته شده است (28).

کیا و همکاران (1389) در طبقه­بندی جوامع گیاهی مراتع چهارباغ گلستان با استفاده از تحلیل TWINSPAN (Two Way Indicator Species Analysis)، تعداد چهار گروه اکولوژیک را معرفی کردند. کاربرد تحلیل های رج­بندی PCA (Principal Components Analysis) و CCA (Canonical Correspondence Analysis) نشان داد که بافت خاک، پتاسیم، آهک، ماده آلی و ازت تأثیرگذاری بیشتری در پراکنش گیاهان دارند. پیری صحراگرد و همکاران (1390) در حوزه آبخیز طالقان میانی، مهمترین عوامل محیطی مؤثر در جداسازی جوامع گیاهی منطقه را ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب، بافت، درصد آهک، عمق و میزان پتاسیم خاک تعیین نمودند. زارع چاهوکی و همکاران (1391) در مطالعه تغییرات پوشش گیاهی در مراتع استان یزد، ویژگی‌های بافت، هدایت الکتریکی و رطوبت قابل دسترس خاک و در پژوهشی دیگر در مراتع دنبلید طالقان، بافت، میزان ماده آلی و درصد شیب را از مهمترین متغیرهای تأثیرگذار بر پراکنش گیاهان مناطق مورد مطالعه معرفی نمودند (13 و 14). Baruch (2005) در ساوان های ونزوئلا برای طبقه‌بندی پوشش گیاهی از روش TWINSPAN و برای رسته‌بندی از CCA استفاده کرد. نتایج نشان داد که از نظر پوشش گیاهی می‌توان سه تیپ را برای ساوان‌ها تشخیص داد که متغیرهای ارتفاع از سطح دریا، آب و مواد غذایی قابل دسترس در تفکیک آنها مؤثرند.Jabeen  و Ahmad (2009) در پارک ملی ایوب پاکستان و نقی عادل و همکاران (2014) در ناحیه خزری، مهمترین متغیرهای تأثیرگذار بر گروه گونه­های اکولوژیک را هدایت الکتریکی (EC)، اسیدیته (pH) و فلزات سنگین خاک تعیین کردند. Zhang  و Dong (2010) با هدف مشخص نمودن تغییرات طی فرایند احیای پوشش گیاهی (در طول زمان) در اراضی زراعی رها شده در فلات لسی چین به بررسی رابطه بین عوامل محیطی با تنوع گونه­ای پرداختند. تجزیه و تحلیل داده­ها توسط CCA نشان داد که زمان، عامل کلیدی در برگشت و احیاء پوشش گیاهی بوده و همچنین نوع خاک و عوامل توپوگرافی (ارتفاع از سطح دریا، جهت و درصد شیب) از عوامل مهم در احیاء فلات لسی چین می­باشند و نقش تعیین کننده­ای در پراکنش پوشش گیاهی این منطقه دارند.

با شناخت گروه گونه‌هایی که نیازهای اکولوژیک مشابهی را خواستارند (گروه‌های اکولوژیک) و در مرحله بعد شناسایی مهمترین عوامل محیطی تأثیرگذار بر این گروه‌ها می‌توان مطلوب‌ترین طرح‌های زیست محیطی و برنامه‌های مدیریتی را اجرا کرد (5، 23، 33). همچنین می‌توان از نتایج آن در زمینه معرفی گونه‌های گیاهی مناسب برای مناطق تخریب شده استفاده نمود (24)، از اینرو هدف از این تحقیق بررسی روابط پوشش گیاهی با برخی عوامل محیطی و تعیین مهمترین عوامل محیطی مؤثر در پراکنش پوشش گیاهی در مراتع قره‌باغ استان آذربایجان غربی است تا بدین وسیله راهکارهای مدیریتی بهتری برای منطقة مورد مطالعه ارائه گردد.

مواد و روشها

منطقة مورد مطالعه: مراتع قره‌باغ در استان آذربایجان غربی (65 کیلومتری شمال شهرستان ارومیه) واقع شده است. مساحت آن حدود 3/606 کیلومتر مربع است و در محدوده جغرافیایی َْ38 تا ً23 َ3 ْ38 عرض شمالی و ً23 َ58 ْ44 تا ً29 َ2 ْ45 طول شرقی در 70 کیلومتری جاده قدیم ارومیه- قره‌باغ و شیب بین 15-3 درصد قرار دارد. ارتفاع متوسط از سطح دریا بین 1800-1600 متر است. متوسط بارندگی سالیانه محل 2/286 میلی‌متر است، اقلیم منطقه مورد مطالعه متأثر از اقلیم مدیترانه ای بوده که به‌طور مستقیم بر رژیم حرارتی و بارش اثر می گذارد که طبق منحنی آمبرژه دارای اقلیم خشک و نیمه خشک است.

روش تحقیق: به منظور بررسی روابط پوشش گیاهی و عوامل محیطی بعد از بازدید مقدماتی، منطقه مورد بررسی انتخاب گردید. سپس نقشه پوشش گیاهی منطقه با توجه به تلفیق نقشه های پایه ارتفاع، جهت، شیب و زمین‌شناسی و بازدید میدانی تهیه شد. برای نمونه برداری تعداد 60 پلات یک متر مربعی در طول چهار ترانسکت 150 متری (در طول هر ترانسکت 15 پلات با فاصله 10 متر از یکدیگر مستقر شد) که در راستای مهمترین گرادیان محیطی امتداد داشتند، برداشت گردید. اندازه قطعه نمونه با توجه به نوع گونه‌ها و تراکم پوشش گیاهی به روش حداقل سطح و تعداد نمونه با روش آماری تعیین گردید. نمونه‌برداری در منطقة معرف به روش تصادفی سیستماتیک انجام شد. در هر قطعه نمونه، فهرست گیاهان موجود و درصد تاج پوشش آنها تعیین شد. همچنین در هر واحد نمونه‌برداری، مشخصات طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت دامنه نیز ثبت شد. به منظور بررسی خاک نیز در ابتدا و انتهای هر ترانسکت یک پروفیل حفر و با توجه به عمق ریشه‌دوانی گونه‌های موجود در منطقة مورد مطالعه و نیز کم بودن عمق خاک در ارتفاعات، از عمق 20-0 سانتی‌متری نمونه خاک برداشت شد.

نمونه‌های خاک پس از انتقال به آزمایشگاه از الک دو میلی­متری عبور داده شده، سپس بافت خاک به روش سپس بافت خاک به روش هیدرومتری بایکاس، اسیدیته خاک در گل اشباع با pH متر، درصد کربن آلی به روش والکی و بلک (این روش بر پایه اکسیداسیون مرطوب مواد آلی است)، آهک به روش کلسیمتری، فسفر قابل جذب به روش اولسون (این روش در خاک­های آهکی و قلیایی و خنثی قابل استفاده است)، پتاسیم به روش فلم­فتومتری، ازت کل به روش کجدال و وضعیت شوری خاک، هدایت­الکتریکی در عصاره گل اشباع با هدایت­سنج الکتریکی اندازه گیری شد (9).

طبقه‌بندی جوامع گیاهی منطقه با استفاده از روش TWINSPAN و بهره‌گیری از نرم‌افزار PC-ORD نسخه 17/4 انجام شد (32). به منظور بررسی روابط پوشش گیاهی با عوامل محیطی و تعیین موثرترین عوامل محیطی نخست با روش تطبیقی قوس گیری شده (DCA) طول گرادیان محیطی تعیین شد. سپس با توجه به طول کم گرادیان محیطی (107/0) (کمتر از 3) از روش تجزیه مولفه­های اصلی (PCA) استفاده شد (12، 35).

 

 

 

 

شکل 1- نمودار طبقه‌بندی پوشش گیاهی منطقة مورد مطالعه با روش TWINSPAN 


نتایج

طبقه‌بندی پوشش گیاهی: نتایج حاصل از طبقه‌بندی با روش TWINSPAN نشان داد که می‌توان پوشش گیاهی منطقه را به 5 گروه طبقه‌بندی کرد. بدین صورت که گروه اول (Th.ko- Ko.cr) Thymus kotschyanus - Koeleria cristata با بیشترین میزان اهمیت و شامل گیاهان علفی و گندمیان می‌باشد. گونه‌های شاخص علفی و گندمیان (Ac.te-Br.to) Achillea tenuifolia –Bromus tomentellus گروه دوم را تشکیل می­دهند. گروه سوم از نظر میزان اهمیت در درجه سوم قرار داشته و شامل گونه بوته­ای Astragalus gossipinus (As.go) است. گونه شاخص گروه چهارم با فرم رویشی گندمیان، (Ta.cr) Taeniatherum crinitum و گونه­های معرف گروه پنجم با فرم­های رویشی گندمیان و علفی، (Fe.ov - Ac.te) Festuca ovina - Achillea tenuifolia می­باشند.

رابطه بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی: برای تعیین مؤثرترین متغیرهای محیطی که باعث پراکنش پوشش گیاهی می‌شود، از روش PCA استفاده شد. برای انتخاب دقیق مؤلفه‌های مهم، مقدار ویژه با متغیر دیگری با عنوان (BSE(Broken-stick eigenvalue)) سنجیده می‌شود و مؤلفه‌هایی انتخاب می‌شوند که در آنها مقادیر ویژه از BSE بزرگتر باشد (30). با توجه به جدول 1 مشاهده می‌شود که در مؤلفه‌های اول و دوم این شرایط صدق می‌کند و این مؤلفه‌ها 045/77 درصد تغییرات پوشش گیاهی را در بر می‌گیرند. مؤلفه اول بیشترین اهمیت را دارد، بطوریکه این مؤلفه 48/52 درصد و مؤلفه دوم 56/24 درصد تغییرات را در بر می گیرد.

همبستگی متغیرها با مؤلفه‌ها که در جدول 2 آمده است، بیانگر آن است که مؤلفه اول شامل میزان سیلت، آهک، نیتروژن و شن و مؤلفه دوم شامل پتاسیم است. از آنجاییکه مؤلفه‌های اول و دوم سهم عمده‌ای در تغییرات پوشش گیاهی منطقه دارد، بنابراین از بین عوامل محیطی مورد بررسی، پارامترهای مذکور مهمترین عوامل مؤثر در تفکیک جوامع گیاهی منطقه مورد مطالعه هستند.

شکل 2 پراکنش جوامع گیاهی را در ارتباط با عوامل محیطی نشان می دهد. برای تفسیر این شکل باید به طول بردارها و همچنین زاویه آنها با هریک از محورهای مختصات توجه کرد. بدین ترتیب که هرچه زاویه بردار با محورهای مختصات کمتر و طول آن بیشتر باشد، ضریب همبستگی بردار با آن محور مختصات بیشتر خواهد بود.

تحلیل همبستگی انجام شده برای متغیرهای محیطی نشان داد که در مؤلفه اصلی اول سیلت، آهک و نیتروژن دارای ضریب همبستگی مثبت و شن دارای ضریب همبستگی منفی است، بنابراین گونه‌ای که در جهت مثبت محور اول قرار دارند، با شن رابطه معکوس دارند، در مؤلفه دوم پتاسیم دارای ضریب همبستگی منفی است، بنابراین گونه‌هایی که در جهت مثبت محورها قرار دارند با پتاسیم رابطه معکوس و گونه‌هایی که در جهت منفی محور مختصات دوم قرار دارند، با پتاسیم رابطه مستقیم دارند.

 

 

جدول 1- نتایج روش PCA  برای تعیین عوامل محیطی موثر در تیپ‌های مختلف رویشی منطقه مورد مطالعه

مؤلفه ها

مقادیر ویژه

واریانس (درصد)

واریانس تجمعی (درصد)

Broken-stik       egigenvalue

1

7/872

52/483

52/483

3/318

2

3/684

24/562

77/045

2/318

3

2/308

15/385

92/430

1/818

4

1/136

7/570

100/000

1/485

جدول 2- مقادیر بردار ویژه مربوط به متغیرها در هر یک از مؤلفه‌ها در روشPCA  

متغیره

مؤلفه اول

مؤلفه دوم

مؤلفه سوم 

ارتفاع از سطح دریا

 

0916/0

4131/0-

1202/0

شیب

0541/0-

4852/0-

1460/0-

جهت

2604/0

3351/0

1045/0

عمق

2513/0

1095/0-

3380/0

رس

2989/0

1485/0-

1967/0-

سیلت

3261/0

0658/0-

1988/0

شن

3394/0-

1300/0

0571/0

اسیدیته

2801/0

2641/0

2277/0-

آهک

3092/0

2339/0

1215/0-

ماده آلی

3041/0

1012/0-

1438/0-

نیتروژن

3303/0

1205/0-

1359/0-

فسفر

1735/0-

1650/0-

5280/0-

پتاسیم

1672/0

4461/0-

1133/0-

سنگ و سنگریزه

1577/0-

1359/0

5296/0-

 

 

 

∆ Th.ko – Ko.cr 
 

 

کاهش پتاسیم
 

افزایش سیلت، آهک، نیتروژن – کاهش شن  
 

∆  Fe.ov – Ac.te 
 

∆  Ac.te – Br.to 
 
 

شکل 2- نمودار پراکنش جوامع گیاهی در ارتیاط با عوامل محیطی در منطقة مورد مطالعه با استفاده از روش PCA براساس مؤلفه‌های اول و دوم

 

با توجه به جایگاه جوامع گیاهی در شکل 2، جامعه گیاهی Thymus kotschyanus - Koeleria cristata با خصوصیات معرف محور اول (به غیر از درصد شن) رابطه مستقیم و با درصد سیلت، درصد آهک و درصد ازت خاک رابطه مستقیم دارد و کاهش پتاسیم از عوامل تأثیر گذار بر استقرار این جامعه گیاهی است که شدت یا ضعف رابطه به دوری یا نزدیکی نقاط معرف جوامع گیاهی از محورها (طول بردارها) و زاویه بین بردار و محور بستگی دارد، که جامعه گیاهی Thymus kotschyanus-Koeleria cristata تقریبا از نظر خصوصیات خاک معرف محورهای اول و دوم، مشابه است.

جوامع گیاهی Taeniatherum crinitum و Astragalus gossipinus در ربع دوم، با میزان سیلت، آهک و نیتروژن رابطه معکوس داشته و با افزایش شن رابطه مستقیم دارند، به طوری که با افزایش شن و کاهش سیلت، آهک و نیتروژن شرایط برای ظهور این دو تیپ گیاهی مساعد می شود.

در ربع چهارم، جوامع گیاهی Festuca ovina و Achillea tenuifolia بیشترین همبستگی را با پتاسیم داشته و با افزایش پتاسیم احتمال حضور این تیپ ها افزایش می یابد. جوامع گیاهیBromus tomentellus   و Achillea tenuifolia  بیشتر تحت تأثیر سیلت، آهک، نیتروژن و شن می باشند، یعنی با افزایش سیلت، آهک و نیتروژن و کاهش شن فراوانی آنها بیشتر می شود.

بحث و نتیجه‌گیری

به منظور تحلیل گرادیان های اکولوژیک و تبیین ارتباطات بین پوشش گیاهی و عوامل محیطی، پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه با استفاده از تحلیل دوطرفه گونه‌های شاخص، به پنج جامعه گیاهی طبقه‌بندی شد. نتایج روش PCA، با توجه به مقادیر ویژه و درصد واریانس هر یک از مولفه‌ها (محورها) نشان‌دهنده این است که این متغیرها را می­توان در دو گروه مجزا، یعنی ویژگی‌های مربوط به خصوصیات فیزیکی خاک (شامل بافت (درصد شن و سیلت) و عوامل مربوط به خصوصیات شیمیایی خاک (شامل ازت، آهک و پتاسیم) تقسیم‌بندی کرد. نتایج این پژوهش نشان داد که عواملی که توزیع هر کدام از این جوامع را کنترل می­کنند با هم تفاوت دارند. افزون بر این میزان تأثیرگذاری هر یک از این متغیرها در توزیع این جوامع با هم یکی نیست. با توجه به اینکه دامنه تغییرات ارتفاعی و شیب در منطقه مورد مطالعه بسیار کم است می­توان گفت که ارتفاع و شیب در پراکنش و تنوع پوشش گیاهی نقشی ندارد.

بافت خاک از عوامل اصلی کنترل پراکنش پوشش گیاهی بوده و تأثیر بافت خاک بر روی آن به دلیل تأثیر در میزان رطوبت خاک است. زیرا اختلاف در میزان رطوبت به تغییراتی در شکل دهی و تهویه ساختمان خاک و میزان شوری آن منجر می شود (3، 21، 26). تفاوت قابل ملاحظه در میزان شن به عنوان یکی از عوامل تعیین کننده بافت خاک در جوامع گیاهی مختلف در این تحقیق بیانگر این است که گونه‌های مختلف گیاهی بستر رویشی متفاوتی را برای استقرار نیاز دارند. برای مثال در این تحقیق جامعه گیاهی Taniterum crinitum تمایل به استقرار در خاک‌هایی با میزان بالای شن (بافت سبک) و جامعه گیاهی Thymus kotschyanus-Koeleria cristata تمایل به استقرار در خاک‌هایی با میزان پایین شن (بافت سنگین) از خود نشان دادند که این امر نشان‌دهنده نیازهای متفاوت گیاهان تشکیل‌دهنده این جوامع است. بافت خاک به دلیل تأثیر در میزان رطوبت و عناصر در دسترس گیاه، ظرفیت نگهداری آب در خاک، چرخه مواد غذایی، تهویه، عمق ریشه دوانی گیاه و میزان هرزآبی که پس از بارندگی بر روی سطح خاک جریان می یابد، در پراکنش پوشش گیاهی نقش دارد (6).

حضور جامعه گیاهی A. gossipinus با افزایش شن رابطه مستقیم داشت، در حالیکه بافت لوم ماسه‌ای و جامعه گیاهی A. tenuifolia–B. tomentellus با افزایش سیلت رابطه مستقیم و بستر رویشی با بافت لوم رسی و لوم ماسه­ای داشته، ولی با توجه به طول بردار و فاصله بین بردار و محور اول کمتر تحت تأثیر این خصوصیت خاک قرار گرفته اند. جامعه گیاهی Festuca ovina-Achillea tenuifolia ضعیفترین رابطه را با این خصوصیت خاک داشته و بافت خاک تأثیر معنی‌داری در استقرار این جامعه گیاهی نداشت. در منطقه مشخص آب و هوایی، بافت خاک در مقایسه با خصوصیات شیمیایی خاک تاثیر بیشتری بر روی رشد و تجدید حیات موفقیت‌آمیز گیاهان دارد (19). نتایج تحقیقات ایروانی (1381) و آذرنیوند و همکاران (1382) نیز نقش بافت خاک را در پراکنش پوشش مورد تایید قرار داده­اند.

یکی دیگر از خصوصیات شیمیایی خاک که در منطقة مورد مطالعه بر پراکنش جوامع گیاهی مؤثر است، ازت خاک می‌باشد. از عوامل مؤثر در میزان ازت، بافت خاک است. خاک های رسی دارای مقدار ازتی بیش از خاک‌های لیمونی و آنها نیز بیش از خاک های شنی می باشند. علت این موضوع قسمتی مربوط به قدرت نگهداری بیشتر ازت معدنی بوسیله رس‌هاست (15 و 16). در مناطق با بارش زیادتر مقدار زیادی ازت از طریق باران به خاک وارد می­شود، اما از طرف دیگر در صورت عدم وجود پوشش گیاهی مناسب (پایین بودن درجه وضعیت مرتع)، بدلیل بارش بالا میزان فرسایش خاک نیز زیاد خواهد بود که از این طریق نیز میزان زیادی از ازت خاک از دسترس گیاه خارج خواهد شد (15، 34). به دلیل کوهستانی بودن منطقه، مقدار ازت موجود در منطقه مورد مطالعه پایین می‌باشد بطوریکه جوامع گیاهیT. kotschyanus – K. cristat، A. tenuifolia–B. tomentellus  و F. ovina – A. tenuifolia بترتیب دارای بیشترین مقدار ازت  (14/0، 13/0 و 12/0 درصد) و جوامع گیاهی A. gossipinus و T.crinitum دارای کمترین مقدار ازت  (1/0 درصد) می باشند و مقدار ازت در استقرار جامعه گیاهی F. ovina-A. tenuifolia تأثیر کمتری دارد که بدلیل بالا بودن ارتفاع ازسطح دریا نسبت به سایر جوامع گیاهی است. در مورد جوامع گیاهی A.gossipinus و T.crinitum علت اصلی کمبود ازت، بافت شنی خاک رویشگاهها و بالا بودن درصد خاک لخت می‌باشد که در اثر بارندگی، ازت خاک بوسیله جریان سطحی شسته شده و از دسترس گیاه خارج می‌گردد. Fisher و همکاران (1987) نشان دادند که بعد از آب در دسترس، نیتروژن خاک مهمترین عامل محدود کننده رشد گیاهان است و در تنوع گیاهان نقش عمده‌ای دارد. نتایج پژوهش‌های دیگر نیز مشابه و مؤید این مطلب است (11، 16، 17، 22).

میزان آهک از دیگر عواملی بود که در منطقة مورد بررسی بر پراکنش جوامع گیاهی مؤثر بود. آهک از نمک‌هایی می‌باشد که دارای حلالیت کم در آب است و در صورتیکه بصورت محلول درآید تولید یک قلیای قوی می‌کند و رشد گیاهانی را که به pH اسیدی نیاز دارند، با محدودیت روبرو می‌کند، از اینرو آهک بجز برای گیاهان آهک دوست یک عامل بازدارنده رشد است و قابلیت استفاده از عناصر ریزمغذی مانند روی و منگنز را برای گیاهان کاهش می‌دهد (18). البته برخی از گیاهان با میزان زیاد این ماده در خاک سازگار شده و در خاک‌هایی با میزان آهک بالا استقرار پیدا می­کنند. در تحقیق انجام شده حداقل میزان آهک در منطقة مورد مطالعه (1/1 درصد) در جامعه گیاهی T. crinitum در مقایسه با سایر جوامع گیاهی مورد مطالعه می­تواند ناشی از بافت شنی این جامعه گیاهی باشد، زیرا آهک معمولا در خاک­های با بافت سبک کمتر از بافت سنگین دیده می­شود. جامعه گیاهی T. kotschyanus-K.cristata در خاک‎هایی با مقدار آهک بالا (4/12 درصد) استقرار یافته و با مقدار بالای آهک در این خاک سازگار شده است. جامعه گیاهی Ac. tenuifolia-B. tomentellus با مقدار آهک 14/7 دومین جامعه گیاهی با میزان آهک بیشتر در منطقة مورد مطالعه است. ایروانی (1381)، حاجی هاشمی (1389) و جعفریان و کارگر (1391) هم در تحقیق خود میزان آهک خاک را بعنوان یکی از عوامل مؤثر در تفکیک تیپ‌های رویشی مناطق  مورد مطالعه است.

عامل دیگری که در جداسازی جوامع گیاهی در منطقه نقش داشت، عنصر پتاسیم بود. عنصر پتاسیم بعنوان یکی از عناصر غذایی ماکرو که از لحاظ اهمیت پس از عناصری چون نیتروژن و فسفر قرار دارد، در خاک‌ها اغلب در ساختمان کانی‌ها وجود دارد که پس از هوادیدگی بصورت یون پتاسیم آزاد شده و وارد محلول خاک می‌شود. میزان مصرف پتاسیم در گیاهان پس از نیتروژن بیش از عناصر دیگر است. دلیل اصلی آن هم نقش عنصر پتاسیم در تنظیم فتوسنتز، انتقال کربوهیدرات‌ها، ساخت پروتئین و غیره است (18). افزون بر این وجود پتاسیم در خاک باعث آسانگری در انتقال آب و مواد غذایی در خاک شده است، از اینرو پتاسیم می‌تواند بعنوان یک ماده حاصلخیز کننده خاک بشمار آید. پتاسیم همچنین باعث افزایش طول ریشه و در نتیجه افزایش مقاومت گیاهان به خشکی می­شود. در منطقة مورد مطالعه افزایش پتاسیم بیشترین تأثیر را در استقرار جامعه گیاهی F. ovina-A. tenuifolia داشت. این جامعه گیاهی با مقدار پتاسیم 311 پی‌پی‌ام بیشترین همبستگی را با محور دوم داشته و جامعه گیاهی A.gossipinus با مقدار پتاسیم 83/205 پی‌پی‌ام دارای کمترین مقدار نسبت به سایر جوامع گیاهی بود. جوامع گیاهی A. tenuifolia-B. tomentellus، T. kotschyanu -K. cristat و T.crinitum در حد واسط این دو جامعه گیاهی قرار داشتند. جعفری و همکاران (2004)، زارع چاهوکی (1385) و زارع (1389) در تحقیق خود املاح پتاسیم را بعنوان یکی از عوامل مؤثر در جداسازی جوامع گیاهی منطقه معرفی کرد. همچنین نتایج بررسی‌های نجفی شبانکاره (1386) نشان داد که در منطقه حفاظت شده گنو پتاسیم عمق اول خاک بالاترین اثر را در جداسازی جوامع گیاهی منطقه مورد بررسی دارد.

با توجه به موارد مذکور برای مدیریت پایدار مراتع قره‌باغ استان آذربایجان غربی، یکی از موارد مهم شناخت پوشش گیاهی و بررسی رابطه آن با عوامل محیطی است تا بتوان از نتایج آن در زمینه معرفی گونه‌های گیاهی مناسب برای مناطق تخریب شده استفاده کرد. با انجام این تحقیقات می‌توان عوامل مؤثر بر استقرار گونه‌های گیاهی را شناسایی کرد و در برنامه‌های اصلاح و احیای مراتع از آنها استفاده کرد. از طرف دیگر با شناخت عوامل محیطی در هر منطقه می‌توان احتمال موفقیت یا شکست استقرار یک گونة گیاهی را پیش‌بینی کرد.

1- آذرنیوند، ح.، جعفری، م.، مقدم، م.ر.، جلیلی، ع.، و زارع چاهوکی، م.ع.، 1382. بررسی تأثیر خصوصیات خاک و تغییرات ارتفاع بر پراکنش دو گونه درمنه (Artemisia) (مطالعه موردی: مراتع مناطق وردآورد، گرمسار و سمنان). مجله منابع طبیعی ایران، جلد 56، شماره 1و2. صفحه 93-100.
2- احمدی، ح.، کمالی، ن.، سلاجقه، ع.، جعفری، م.، و صادقی پور، ا.، 1389. بررسی برخی عوامل محیطی مؤثر در پراکنش گونه های گیاهی (مطالعه موردی: حوزه آبخیز قره آقاچ، شهرستان سمیرم). مجله پژوهش و سازندگی، شماره 88. صفحه 55-63.
3- امیرزاده، م.، باقری، ر.، محسنی، م.، و اسدپور، ر.، 1392. بررسی ارتباط عوامل خاکی با پوشش گیاهی به روش آنالیز مؤلفه های اصلی (PCA) (مطالعه موردی: شوره زار سرچاهان). مجله جنگل و مرتع، شماره 98. صفحه 48-53.
4- ایروانی، م.، 1381. تعیین عوامل محیطی مؤثر بر پراکنش گونه های گیاهی با استفاده روش های رج بندی. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران،120 صفحه.
5- بصیری، ر.، و عالی محمودی سراب، س.، 1392. بررسی ارتباط بین برخی عوامل محیطی و گروه های اکولوژیک گیاهی در منطقه گلزار ایذه. مجله پژوهش های گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، جلد26، شماره 4. صفحه 387-396.
6- پیری صحراگرد، ح.، آذرنیوند، ح.، زارع چاهوکی، م.ع.، ارزانی، ح.، و قمی، س.، 1390. بررسی عوامل محیطی مؤثر بر پراکنش جامعه های گیاهی حوزه آبخیز طالقان میانی. مجله منابع طبیعی ایران، شماره 1. صفحه 1-11.
7- تمرتاش، ر.، جعفری، م.، حیدری شریف آباد، ح.، زاهدی امیری، ق.ا.، و زهتابیان، غ.، 1392. تعیین رابطه عناصر تغذیه ای در برخی گونه های مرتعی و خام اکوسیستم های مرتعی منطقه طالقان. نشریه حفاظت زیست بوم گیاهان، شماره 3. صفحه 15-30.
8- جعفریان، ز.، و کارگر، م.، 1391. حضور و عدم حضور گونه های گیاهی در ارتباط با ویژگی های خاک با استفاده از آنالیز چندمتغیره. چکیده های پنجمین کنفرانس ملی مرتعداری در ایران، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد بروجرد.
9- جعفری حقیقی، م.، 1382. روش های تجزیه خاک، نمونه برداری و تجزیه های مهم فیزیکی و شیمیایی با تاکید بر اصول تئوری و کاربردی. نشر ندای ضحی، 240.صفحه.
10- حاجی هاشمی، م.ر.، 1389. ارزیابی نقش پوشش گیاهی و ژئومرفولوژیکی خاک در منطقه اردستان استان اصفهان. پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 118 صفحه.
11- زارع، س.، 1389. ارتباط چند گونه مراتع خشک و نیمه خشک با خصوصیات خاک (مطالعه موردی: مراتع چهارباغ گلستان). پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 120 صفحه.
12- زارع چاهوکی، م.ع.، 1385. مدلسازی پراکنش مکانی گونه های گیاهی در مراتع خشک و نیمه خشک. رساله دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 180 صفحه.
13- زارع چاهوکی، م.ع.، زارعی، آ.، و جعفری، م.، 1391. مطالعه ارتباط برخی عوامل محیطی با پراکنش پوشش گیاهی در مراتع دنبلید طالقان، مجله پژوهش و سازندگی، شماره 94. صفحه 65-73.
14- زارع چاهوکی، م.ع.، یوسفی، م.، جعفری، م.، آذرنیوند، ح.، و شفیع زاده نصرآبادی، م.، 1391. طبقه­بندی و رسته بندی پوشش گیاهی مراتع مناطق خشک و نیمه خشک (بررسی موردی: مراتع منطقه نیر استان یزد)، نشریه مرتع و آبخیزداری، مجله منابع طبیعی ایران، شماره 3. صفحه 361-378.
15- سالاردینی، ا.، 1361. حاصلخیزی خاک، انتشارات دانشگاه تهران.
16- فهیمی پور، ا.، زارع چاهوکی، م.ع.، و طویلی، ع.، 1389. بررسی ارتباط برخی گونه های شاخص مرتعی با عوامل محیطی (مطالعه موردی: بخشی از مراتع طالقان میانی). مجله علمی پژوهشی مرتع، شماره1. صفحه 23-32.
17- کیا، ف.، طویلی، ع.، و جوادی، س.ا.، 1389. بررسی رابطه پراکنش چند گونه مرتعی با برخی عوامل محیطی در منطقه چهارباغ استان گلستان. مجله مرتع، شماره3. صفحه 292-301.
18- محمودی، س.، و حکیمیان، م.، 1386. اصول علم خاکشناسی. انتشارات دانشگاه تهران، 700 صفحه.
19- مصداقی، م.، 1381. توصیف و تحلیل پوشش گیاهی. انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 287 صفحه.
20- نجفی شبانکاره، ا.، 1386. عوامل اکولوژیک مؤثر در پراکنش منطقه حفاظت شده گنو. فصلنامه تحقیقات مرتع و بیابان، شماره2. صفحه 179-199.
 
21- Ali, M.M., Dickinson, G., Murphy, K.J., 2000., Predictors of plant diversity in a hyperarid desert wadi ecosystem, Journal of Arid Environments, 45:215-230.
22- Baruch, Z. 2005. Vegetation-environment relationships and classification of the seasonal savannas in Venezuela. Journal of Flora 200, 49-64.
23- Bazdid Vahdati, F., Saeidi Mehrvarz, SH., Naqinezhad, A., Gholizadeh, H., 2014. How plant diversity features change across ecological species groups? A case study of a temperate deciduous forest in northern Iran, Biodiversitas, 15(1): 31-38.
24- Darvishi, L., Zare Chahouki, M.A., Jafari, M., Azarnivand, H., Yousefi Valikhali, M., 2013. Study on the Environmental Factors Contributing to Distribution of Thymus Kotschyanus in Taleghan Basin, Iran, Journal of Rangeland Science, 4 (1): 82-90.
25- Fisher, F.M., Zak, J.C., Cunningham, G.L., Whitfor, W.G., 1987. Water and Nitrogen effects on groeth and allocation pattern of creosote bush in northern Chihuahuan Desert, Journal of Range Management, 41: 384-391.
26- Friedel, M.H., Pickup, G., Nelson, D.J., 1993. The interpretation of vegetation change in a spatially and temporally diverse arid Australian landscape, Journal of Arid Environments, 24:241-260.
27- Guoqing, L., 2008. Effects of ecological factors on plant communities of Ziwuling Mountain, Shaanxi province, China. Chinese language journal.
28- Hill, M.O., 1979. TWINSPAN: A fortram for arranging multivariate data in an ordered two-way table by classification of the individuals and attributes. Ithaca, New York: Cornell University.
29- Jabeen, T. and S.S. Ahmad.  2009. Multivariate analysis of environmental and vegetation data of Ayub National Park Rawalpindi. Soil & Environ. 28(2): 106-112.
30- Jackson, D.A. 1993. Stopping in principal components analysis: a comparison of heuristical and statistical approaches. Ecology 74, 2204-2214.
31- Jafari, M., M.A. Zare Chahouki, A. Tavili, H. Azarnivand & Gh. Zahedi Amiri, 2004. Effective environmental factors in the distribution of vegetation types in Poshtkouh rangelands of Yazd Province (Iran). Journal of Arid Environments, 56, 627–641. 
32- McCune B. & Mefford, M.J. 1999. PC-ORD for windows. Multivariate Analysis of Ecological Data, Version 4.17 MjM Software, Gleneden Beach, OR, USA.
33- Naghi Adel, M.m Pourbabaei, H., Dey, D., 2014. Ecological species group-Environmental factors relationships in unharvested beech forests in the north of Iran, Ecological Engineering, 69: 1-7.
34-Sperry J.  S. and Hacke U.  G. 2002.Desert shrubwater relations with respect to soil characteristics and plant functional type. Functional Ecology16: 367– 378.
35-Terbraak, C.J.F. 1987. The analysis of vegetation-environment relationships by canonical correspondence analysis.
36- Wang, X., 1997. Multivariate analysis of desert in Anxi. Acta Botanica Sinica, 39 (5): 461-466.
37- Zhang, J., Dong, Y, 2010. Factors affecting species diversity of plant communities and the restoration process in the loess area of china, Ecological Engineering, 36: 264-270.
38- Zhang, X., Mengben, W., Bo S., and Yang, X. 2006. Quantitative classification and ordination of forest communities in Pangquangou National Nature Reserve. Acta Ecologica Sinica 26(3), 754−761.
مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)(علمی)
دوره 28، شماره 5
اسفند 1394
صفحه 995-1005
  • تاریخ دریافت: 08 آذر 1391
  • تاریخ بازنگری: 15 آذر 1392
  • تاریخ پذیرش: 06 دی 1392