The effect of native broad-leaved and non-native needle-leaved stands on the composition and diversity of understory herbal layer in Mazandaran, Sardabrood forest

Document Type : Research Paper

Authors

1 Department of Sciences and Forest Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University

2 Department of Sciences and Forest Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, P.O.Box:578, Sari, IR-Iran

3 Department of Range Management, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, IR-Iran

Abstract

Reforestation operations, recovery and acceleration of the regeneration and rehabilitation process of deforested areas are important to reach the pioneering forest. The current research aimed to study the effect of native broad-leaved species, redwood (Sequoi sempervirens) species and natural forest in Sardabrood forest, located in Mazandaran Province. For this purpose, four hectares from each studied forest stands (i.e. natural forest, redwood, maple, maple-alder and alder) were considered. In each of the stands, 16 sample plots (20 m ×20 m area) were taken to study of species diversity, richness and evenness indices in the term of plant biodiversity. Based on our data, the species of Carex sylvatica L. -Oplismenus undulatifolius (Ard.) P. Beauv- Pteris cretica L.- Viola alba L. - Microstegium vimenium (Trin.)- Ruscus hyrcanus Woron.- Rubus persicus Bioss. were found in all of studied stands. The highest diversity of forest floor belonged to the natural forest, so that the highest values of Simpson (0.94) and Shannon-Wiener (3.17), Camargo (0.49) and Smith-Wilson (0.24) were found in the natural forest. The greater amounts of Margalef (7.34) and Menhinic (4.78) were allocated to the redwood plantation. In the present study, monoculture plantation has led to the reduction of biodiversity. It is recommended to managing the degraded ecosystems. While maintaining the long-term quality and sustainability of forested areas, the maintenance of natural stands is prioritized and the reforestation with non-native needle-leaved species should be considered as next priority.

Keywords

اثر توده­های پهن­برگ بومی و سوزنی­برگ غیر بومی بر ترکیب و تنوع پوشش­های کف زیر آشکوب در جنگل سردآبرود مازندران

سمانه حاجی میرزاآقایی1، حمید جلیلوند2*، سید محمد حجتی2 و یحیی کوچ3

1 ایران، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، گروه جنگل شناسی و اکولوژی جنگل

2 ایران، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، گروه علوم و مهندسی جنگل

3 دانشگاه تربیت مدرس نور، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریای، گروه جنگلداری

تاریخ دریافت: 8/8/1398              تاریخ پذیرش: 5/9/1398

چکیده

باتوجه به اهمیت و حساسیت عملیات جنگل­کاری و در عین حال بازگردانیدن و سرعت بخشیدن به روند احیاء و بازسازی مناطق مخروبه جنگلی تا رسیدن به جنگل پیشگام و هدایت جنگل­کاری تا عملیات پرورشی تنک­کردن، تحقیق حاضر در نظر دارد تأثیر جنگل­کاری با گونه­های پهن­برگ بومی و سکویا با جنگل طبیعی در رویشگاه جنگلی سردآبرود واقع در استان مازندران را بررسی کند. بدین منظور سطح چهار هکتار از هریک از توده­های جنگل طبیعی، سکویا، پلت، پلت-توسکا و توسکا مورد بررسی قرارگرفت. در هریک از توده­ها تعداد 16 قطعه نمونه مربعی شکل به ابعاد 20 متر ×20متر برداشت شد. برای مقایسه تنوع گونه­ای در هریک از مناطق مورد مطالعه، از شاخص­های تنوع گونه­ای، غنا و یکنواختی استفاده شد. گونه­های Carex sylvatica L. -Oplismenus undulatifolius(Ard.)P. Beauv- Pteris cretica L.- Viola alba L.- Microstegium vimenium (Trin.)- Ruscus hyrcanus Woron.- Rubus persicus Bioss. در تمامی مناطق مورد مطالعه حضور داشتند. بالاترین تنوع پوشش کف مربوط به جنگل طبیعی بوده و بیشترین مقدار شاخص­های سیمپسون (94/0) و شانون­وینر (17/3)، کامارگو (49/0) و اسمیت و ویلسون (24/0) در منطقه جنگل طبیعی و بیشترین مقدار شاخص مارگالف (34/7) و منهینیک (78/4) به توده جنگل­کاری با سکویا اختصاص داشت. در پژوهش حاضر جنگل­کاری­های تک کشتی سبب کاهش سطح تنوع زیستی شده­اند، در حالی که جنگل­کاری آمیخته به لحاظ تنوع گونه­ای رضایت بخش بوده است. لذا توصیه می­شود، در مدیریت بوم­سامانه­های تخریب یافته و در عین حال حفظ کمیت و پایداری بلند مدت عرصه­های جنگل­کاری شده، نگهداشت توده­های طبیعی در اولویت قرارگیرد.

واژه­های کلیدی: بوم­سامانه­های تخریب یافته، تغییر کاربری، جنگل­کاری، تنوع گونه­ای، جنگل سردآبرود

* نویسنده مسئول، تلفن:09112140616، آدرس الکترونیکی: [email protected]

مقدمه

 

کاهش پوشش جنگلی و تخریب جنگل از طریق جنگل­زدایی می­تواند سبب تغییرات ناگهانی و غیرقابل برگشت شود  (40). تقاضای زیاد برای مسکن، تهیه چوب از جنگل به منظور تأمین سوخت، تهیه الوار به صورت صنعتی، چرای مفرط و آتش سوزی­های کنترل نشده سبب از بین رفتن منابع طبیعی به­شکل جنگل­زدایی و تخریب مراتع در اغلب نقاط ایران و جهان شده است (19). در دهه­های اخیر، تغییر کاربری­هایی در مقیاس وسیع توسط جنگل­کاری با گونه­های بومی و غیربومی سبب کاهش تنوع­زیستی جنگل شده است (21و 22)، چراکه با تخریب زیستگاه­های طبیعی آشیان بوم­شناختی گونه­های گیاهی و جانوری از بین رفته و در نتیجه تنوع زیستی کاهش می­یابد (12و 32). در دهه­های اخیر رابطه بین تنوع زیستی و جنگل­کاری از جمله موضوعاتی است که مورد بحث قرارگرفته است (13). انسان با جنگل­کاری در پی دستیابی به یک بوم­سامانه جدید و به نسبت پایدار است که افزون­بر انتخاب گونه­های سازگار و قابل استقرار و رشد مطلوب، توانایی بوم­سامانه جدید در تجدید حیات و بازسازی خود نیز دارای اهمیت زیادی است. تداوم حیات و پایداری دائمی و تا حدی ترکیب توده جنگلی به زادآوری و تجدید حیات درختان بستگی دارد. آگاهی از وضعیت فعلی تجدید حیات و گرایش آن، عوامل تهدید کننده و چگونگی احیای آن از ضروریات برنامه­ریزی احیا و توسعه پوشش گیاهی است (7). جنگل­کاری با گونه­های بومی و غیربومی به­دلیل مشخصه­های منحصر به فرد گونه­ها می­تواند اثرات متفاوتی در تنوع­زیستی پوشش گیاهی و زادآوری کف داشته باشد (4 و 35). هرچند که تجدید حیات طبیعی سبب بالابردن تنوع­زیستی گونه­های جنگلی شده لذا مناطق جنگل­کاری شده می­توانند در بازسازی جنگل نقش داشته باشند (28). باتوجه به این­که سرعت توسعه جنگل­ها توسط جنگل­کاری معمولاً مورد بحث بوده (20)، لذا تاکید بر حفظ تنوع­زیستی در زیستگاه­ها و بوم­سامانه­های در معرض خطر، شناسایی اثرات جنگل­کاری بر روی تنوع­زیستی و کارکرد بوم­سامانه­ها مهم می­باشد (18و33). پوشش کف نقش مهمی در چرخه مواد غذایی، حفاظت از عناصر مغذی، حفاظت خاک در مقابل فرسایش و ایجاد پایداری خاکدانه ایفا می­کند (15). باتوجه به تحلیل بعضی از مطالعات مبنی بر جنگل­کاری با یک گونه برای افزایش مواد غذایی قابل دسترس خاک و کار­کرد تنوع گونه­های بوم­سامانه که عموماً زیان­آور است، جنگل­کاری آمیخته می­تواند جایگزین مناسبی باشد (34). حفظ تنوع گیاهی یکی از اهداف مهم مدیریت بوم­سامانه است، به­این دلیل که باروری بوم­سامانه جنگلی را افزایش داده و توانایی آن را برای سازگار شدن بیشتر می­کند (8). در اغلب بوم­سامانه­های جنگلی در مناطق معتدله، گونه­های گیاهی آشکوب علفی تا حد زیادی در تنوع گونه­ای شرکت دارند و در چرخه مواد غذایی نقش کار­کردی مهمی ایفا می­کنند، بدین­معنی که لایه­ی زیرآشکوب جزیی حیاتی از بوم­سامانه جنگلی است و به­طور معمول بیشترین تنوع گیاهی کل بوم­سامانه را شامل می­شود (2)، زیرآشکوب نقش مهمی درکارکرد آن مانند شرکت در تشکیل مواد آلی، کمک به تجزیه مواد و حفظ مواد غذایی ایفا می­نماید (17). درختان آشکوب بالا رویش پوشش کف و درختچه­ها را از طریق رقابت برای منابع، کنترل می­کنند (31). افزایش تنوع می­تواند کار­کرد بوم­سامانه را بهبود بخشد که این تأثیر از طریق تفاوت­هایی که در آشیان بوم­شناختی ایجاد می­شود، اتفاق می­افتد (44). پژوهش حاضر ضمن معرفی منطقه جنگل­کاری شده با گونه سوزنی­برگ غیر بومی (سکویا) به عنوان جنگل­کاری موفق، با هدف بررسی اثرات تغییر کاربری جنگل طبیعی به جنگل­کاری با گونه­های پهن­برگ بومی (توسکا، پلت، آمیخته پلت – توسکا) و جنگل­کاری با گونه سوزنی برگ سکویا بر ترکیب و تنوع پوشش کف در بخشی از رویشگاه جنگلی سردآبرود مورد توجه قرارگرفت تا با استفاده از نتایج آن گامی مؤثر در جهت برنامه­ریزی­های آتی در مناطق جنگلی مشابه برداشته شود.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه: این تحقیق در سری یک طرح جنگلداری سردآبرود جنگل­های سلمانشهر و در قطعه 12به مساحت 7/71 هکتار صورت گرفت. جنگل­کاری­های سنواتی به حدود 38 هکتار در قسمت شمالی حوزه 38 طرح جنگل­داری تیله­کنار قرار دارند که در سال 1368 در قالب طرح کمربند سبز اجرا شده است. منطقه بین عرض جغرافیایی " 00′ 30 O 36  تا " 30′ 41 O36 و طول جغرافیایی " 30′ 07 O50 تا " 00′ 25 O51 قرار گرفته است. جهت عمومی قطعه شمالی، بیشینه و کمینه ارتفاع از سطح دریا به­ترتیب 70 و 370 متر گزارش شده است. منطقه مورد نظر جزء محدوده اقلیمی نوشهر است و براساس طبقه­بندی آمبرژه در طبقه اقلیمی خیلی مرطوب با زمستان­های معتدل قرار دارد. میانگین بارندگی منطقه مورد مطالعه 1300میلی­متر است (3). براساس مطالعات خاک شناسی انجام شده خاک­های محدوده سری از تیپ راندزین تکامل نیافته  قهوه­ای جنگلی با  pHاسیدی و قهوه­ای شسته شده با افق آرجلیک تشکیل یافته­اند. جنگل­کاری­های سنواتی با گونه­های پهن­برگ بومی، توسکای ییلاقی (C.A.Mey Alnus subcordata) به مساحت 2/9 هکتار، پلت (Acer insigne Boiss) به مساحت 4/8 هکتار، و توده آمیخته (پلت و توسکای ییلاقی) به مساحت 9/5 هکتار می­باشند که توسط نهال­های یک­ساله به فاصله 3×3 متر جنگل­کاری شده­اند. سوزنی­برگ غیر بومی سکویا یا سرخ چوب (D.Don) Endl.) Sequoi sempervirens) به مساحت 7/6 هکتار جنگل­کاری شد.

روش نمونه­برداری: مساحت­هایی که برای هر توده در نظر گرفته شد از نظر شیب، جهت جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا تقریباً مشابه بودند، لذا برای کاهش اثرات مرزی و حاشیه کاربری­ها، برداشت نمونه­ها متمایل به بخش مرکزی در هرکاربری انجام شد (29). به­منظور انجام این پژوهش، به­ازای هر توده جنگل­کاری شده مساحت چهار هکتار مدنظر قرار گرفت (شکل 1). در هریک از توده­ها تعداد 16 قطعه نمونه مربعی شکل به ابعاد 20 متر ×20متر برداشت شد (25). بنابراین باتوجه به پنج توده موجود در منطقه مورد مطالعه تعداد 80 قطعه نمونه برداشت شد. در هریک از قطعه نمونه­های بزرگ 400 مترمربعی، قطعه نمونه­های کوچک چهار مترمربعی برای ثبت درصد پوشش گونه­های علفی کف ثبت شد (25).  

روش تجزیه تنوع زیستی: برای مقایسه تنوع زیستی توده­های مختلف جنگل­کاری شده و توده طبیعی از شاخص­های تنوع گونه­ای سیمپسون و شانون­وینر، غنای گونه­ای مارگالف و منهینیک و شاخص­های یکنواختی کامارگو و اسمیت و ویلسون استفاده شد. برای بررسی شاخص­های مورد استفاده در تحقیق حاضر از فرمول­های ذکر شده در جدول 1 استفاده شد (14، 16، 30، 37، 39و 43). قابل ذکر است که شاخص­های تنوع، غنا و یکنواختی گونه­ها با نرم افزارهایPast  و Ecological Methodology  (24) محاسبه شدند.

تجزیه و تحلیل آماری: ابتدا نرمال بودن داده­ها از طریق آزمون کولموگراف اسمیرنوف و همگنی واریانس از طریق آزمون لون بررسی شد. تجزیه آماری داده­های مشخصه­های تنوع­زیستی گیاهی با استفاده از آزمون تجزیه واریانس یکطرفه انجام شد. برای مقایسات چندگانه میانگین­ها از آزمون دانکن استفاده شد. تجزیه و تحلیل کلیه داده­ها با استفاده از نرم افزار SPSS  نسخه 24 انجام شد. سرانجام توسط شاخص تشابه جاکارد (رابطه 1)، شباهت بین گونه­های گیاهی کف در مناطق مورد مطالعه به کار گرفته شد (36).

 

 

 

 

 

                                                                  20متر                                                              

    2متر               20متر            20متر                       

              2متر                                                200متر   

                                                                                                                                                               

                                                                                                                    200متر

شکل1- نمای شماتیک قطعات نمونه بزرگ و قطعه نمونه­های کوچک در هر توده جنگل­کاری جهت ثبت اطلاعات

جدول 1 - شاخص­های تنوع گونه­ای استفاده شده در این مطالعه

رابطه

پارامترها

نام شاخص

شاخص

 

§ = شاخص سیمپسون , S = تعداد گونه , ni = تعداد افراد مربوط به گونه با رتبه i Ni,= تعداد کل افراد

سیمپسون(39)

تنـــوع گونــــه­ای

 

H = شاخص تنوع شانون - وینر , Pi = فراوانی نسبی افراد گونهi  در نمونه مورد نظر

شانون – وینر(10و37)

 

R = غنای گونه­ای,  S = تعداد گونه­ها,  Ln = لگاریتم طبیعی N, = تعداد افراد

مارگالف(30)

غنـــای گونـــه­ای

 

R = غنای گونه­ای S, = تعداد گونه­ها, N = تعداد افراد

منهینیک(16)

 

E = شاخص یکنواختی کامارگو، Pi = نسبت گونه i ام به کل نمونه

Pj = نسبت گونه j ام به کل نمونه،S = تعداد گونه در نمونه

کامارگو(14)

یکنـــواخــتـی

 

Ev ar= شاخص اسمیت ویلسون، Ni = تعداد افراد گونه i در نمونه، Nj = تعداد افراد گونه j در نمونه

اسمیت و ویلسون(43)

 

رابطه (1)                                   

که در آن JI = شاخص تشابه جاکارد، a = تعداد گونه­های مشترک در نمونه­ها یا جامعه گیاهی، b = تعداد گونه هایی که فقط در اولین نمونه یا جامعه حضور دارند، c = تعداد گونه هایی که فقط در دومین نمونه یا جامعه حضور دارند.

نتایج

ترکیب پوشش گیاهی کف زیرآشکوب: در این بررسی از مجموع 80 قطعه نمونه برداشت شده تعداد 46 گونه گیاهی شناسایی شد. نتایج نشان داد که جنگل طبیعی با تعداد 38 گونه علفی بیشترین حضور گونه­های علفی کف را نسبت به چهار توده جنگل­کاری شده (سکویا با تعداد 28، توده آمیخته پلت – توسکا با تعداد 26، توسکا با تعداد 23 و توده جنگل­کاری پلت با تعداد 14 گونه) دارد. بنابراین، وضعیت بهتری از نظر غنای گونه­ای داراست. برخی از گونه­هایی که در تمامی توده­های مورد مطالعه حضور داشتند، عبارتند از: Carex sylvatica L.،Oplismenus undulatifolius(Ard.)، P. Beauv.، Pteris cretica L.- Viola alba L.،Microstegium vimenium (Trin.) ،Ruscus hyrcanus Woron. ، Rubus persicus Bioss (جدول 2).

تنوع­زیستی پوشش گیاهی کف زیرآشکوب: تجزیه واریانس مقادیر تنوع­زیستی گونه­های زیرآشکوب (کف جنگل) در توده­های مورد بررسی نشان داد که کلیه شاخص­های مورد نظر تفاوت­های آماری معنی­داری دارند (جدول 3). بیشترین مقادیر شاخص­های تنوع در جنگل طبیعی و کمترین مقدار آن در توده جنگل­کاری توسکا مشاهده شد (شکل 2). بیشترین مقدار شاخص منهینیک در توده جنگل­کاری سکویا و کمترین مقدار آن در جنگل طبیعی مشاهده شد. بیشترین مقدار شاخص مارگالف در توده جنگل­کاری سکویا و کمترین مقدار این شاخص در توده جنگل­کاری توسکا حاصل شد (شکل 3). بیشترین مقدار شاخص کامارگو در جنگل طبیعی و کمترین مقدار آن در توده جنگل­کاری توسکا وجود داشت. بیشترین مقدار شاخص اسمیت و ­ویلسون در جنگل طبیعی و کمترین مقدارآن در توده جنگل­کاری توسکا به­دست آمد (شکل4).

 

جدول2- میانگین درصد پوشش گونه­های کف در توده­های جنگلی مورد مطالعه

توده آمیخته پلت- توسکا

توده توسکا

توده پلت

توده سکویا

توده طبیعی

نام فارسی

نام علمی

کد گونه

13/0

0

0

27/0

21/4

لبدیسی خزنده

Ajuga reptans L.

1

0

3/0

0

4/0

0

سرخس ماده

Athyrium filix femina (L.) Roth

2

07/0

0

15/0

2/0

32/0

چمن جاروی جنگلی

Brachypodium pinnatum(L.)P.Beauv.

3

64/0

66/0

24/0

0

43/2

کتان کش

Calystegia sepium (L.)R.Br.

4

0

07/0

0

0

21/5

ترتیزک باتلاقی

Cardamine impatiens L.

5

35/1

46/2

7/1

54/1

22/1

جگن

Carex sylvatica L.

6

0

0

0

26/0

13/4

-

Carpesium cernum L.

7

0

39/0

0

0

21/2

مرزنجوش

Clinopodium vulgare L.

8

0

0

18/0

0

32/2

زردک واش

Conyza bonariensis (L.) Cronq.

9

0

0

2/0

0

12/0

سیکلامن

Cyclamen coum Miller.

10

07/0

0

0

0

41/7

همیشک

Danea racemosa (L.) Moench

11

05/0

0

05/0

13/0

23/12

توت فرنگی

Fragaria vesca L.

12

0

43/0

0

0

82/8

علف مبارک

Geum urbanum L.

13

08/0

0

0

15/0

31/4

داردوست

Hedera pastuchovii Woron.

14

0

05/0

0

03/0

21/2

متامتی

Hypericum androsaemum L.

15

7/0

0

0

0

22/9

خاس

Ilex spinigera (Loes) Loes

16

0

27/0

0

0

43/7

گزنه سفید کرکی

lamium album L.

17

05/0

0

0

0

28/2

بادرنجبویه

Melisa officinalis L.

18

09/2

0

0

2/0

0

نعنا فلفلی

Mentha quatic L.

19

8/0

0

0

07/0

23/5

علف جیوه

Mercurialis prennis L.

20

02/0

52/0

4/0

64/0

12/3

علف آمریکایی

Microstegium vimenium (Trin.)

21

65/20

9/51

69/15

15

32/33

چمن النا

Oplismenus undulatifolius(Ard.)P. Beauv.

22

0

0

09/0

0

21/0

خشخاش کم رنگ

Oxalis corniculata L.

23

0

0

55/0

0

0

گوش موش طبی

Parietaria officinalis L.

24

45/0

0

05/0

05/0

43/7

سرخس زنگی دارو

Phylitis scolopendrium (L.) Newm.

25

0

14/0

0

0

0

سرخاب کولی

Phytoloca quatica L.

26

31/0

0

0

24/0

23/3

ترتیزک باغی

Pimpinella affinis Ledeb

27

0

0

0

03/0

23/2

بارهنگ

Plantago major L.

28

8/1

57/0

0

21/0

89/11

سرخس سپری

Polystichum aculeatum (L.) Roth

29

1/0

0

0

17/0

22/5

-

Potentilla reptans L.

30

0

26/0

13/0

0

29/0

پامچال

Primula heterochroma Stapf.

31

0

89/0

0

0

32/3

پامچال هفت رنگ

Prunella vulgaris L.

32

55/11

84/0

45/0

64/5

09/21

سرخس پتریس

Pteris cretica L.

33

0

0

0

2/0

23/6

سرخس دوپایه دندانه دار

Pteris dentate Forssk

34

65/1

27/1

81/0

77/0

23/6

کوله خاس

Ruscus hyrcanus Woron.

35

05/0

07/0

05/0

09/0

22/9

تمشک

Rubus persicus Bioss.

36

54/0

5/0

0

07/0

23/8

آقطی

Sambucus nigra L.

37

37/0

0

0

39/0

31/3

(سانیکولا)پوپلمه اروپایی

Sanicula europaea L.

38

0

13/0

05/0

0

0

بشقابی شمال

Scutellaria tournefortii Benth.

39

45/0

0

0

21/0

22/4

ارزنی، گاورس

Setaria viridis (L.) P. Beauv.

40

0

37/0

25/0

39/0

32/5

ازملک

Smilax exelsa L.

41

0

3/0

0

0

0

تاج ریزی سیاه

Solanum nigrum L.

42

0

3/0

0

0

0

گندمک رایج

Stellaria media (L.) Cyr

43

71/1

0

0

05/0

0

تمیس

Tamus communis L.

44

05/0

0

07/0

0

23/1

گزنه دوپایه

Urtica dioica L.

45

32/1

07/1

26/1

83/1

11/21

بنفشه

Viola alba L.

46

 

جدول 3- تجزیه واریانس شاخص های تنوع زیستی پوشش گیاهی کف در توده­های مورد مطالعه

تنوع گونه­ای

غنای گونه ای

یکنواختی

شاخص­ها

سیمپسون

شانون وینر

مارگالف

منهینیک

کامارگو

اسمیت و ویلسون

مقدارF محاسباتی

548/645

947/847

997/87

638/135

209/535

250/9

مقدارP

**  00/0

**  00/0

**  00/0

**  00/0

** 00/0

**  00/0

** : معنی داری در سطح 1%

 

شکل 2- میانگین مقادیر شاخص های تنوع سیمپسون (الف) و شانون وینر(ب) در توده­های جنگل­کاری و جنگل طبیعی

 

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

 

شکل 4- میانگین مقادیر شاخص های یکنواختی کامارگو (الف) و اسمیت­ و ویلسون(ب) در توده­های جنگل­کاری و جنگل طبیعی

 

شاخص تشابه جاکارد: شاخص تشابه جاکارد نشان داد که جنگل طبیعی و جنگل­کاری پهن­برگ آمیخته شباهت زیادی از نظر لایه پوشش کف دارند و کمترین میزان شباهت بین جنگل طبیعی و جنگل­کاری تک­کشتی توسکا بوده است (جدول4).

جدول 4- درصد شاخص شباهت جاکارد مربوط به پوشش کف مناطق جنگل­کاری در مقایسه با جنگل طبیعی

پوشش گیاهی کف

مناطق مورد مطالعه

86/41

جنگل­کاری توسکا

53/61

جنگل­کاری پلت – توسکا

73/44

جنگل­کاری پلت

53/58

جنگل­کاری سکویا

بحث و نتیجه­گیری

ترکیب پوشش گیاهی کف زیرآشکوب: جنگل­کاری­های مورد بررسی در بخشی از بوم­سامانه مرطوب خزری واقع­اند که به علت بالا بودن نزولات جوی، از فلور نسبتاً غنی و وضعیت بوم­شناختی خوبی برخوردار است. طبق نتایج به­دست آمده از این تحقیق بیشترین میانگین درصد پوشش گونه­های کف توده­ها مربوط به گونه النا می­باشد که در تمامی توده­ها حضور داشت و در توده توسکا دارای میانگین درصد 9/51 بود. در واقع، تشابه ساختاری و شکل زیستی گیاهان یک منطقه نشان دهنده سازگاری مشابه آنها با شرایط زیستگاهی جهت بهره­گیری از منابع محیطی موجود در آن زیستگاه است. میانگین درصد سرخس­ها نیز در توده سکویا بیشتر از سایر توده­های جنگل­کاری بود. در منطقه مورد مطالعه پنج گونه سرخس مشاهده شد که این تنوع بالا حاکی از وجود رطوبت زیاد منطقه است. تنوع گونه­های سرخس نشان دهنده رطوبت زیاد خاک منطقه مورد مطالعه در فصل­های بارانی است (38). افزون­برآن ممکن است در اثر کاهش pH خاک به­دلیل حضور گونه­ی سوزنی­برگ سکویا باشد که خود نیاز به مطالعه بیشتر را می­طلبد. جنگل­کاری تک­کشتی با گونه پهن­برگ بومی (توسکا) کمترین درصد تشابه با جنگل طبیعی را در منطقه مورد مطالعه نشان داد (86/41 درصد) در منطقه مورد مطالعه جنگل­کاری توسکا در فاصله زیادی از جنگل قرارداشت لذا تحت تأثیر توده طبیعی قرارنگرفت، از طرفی تغییرات کاربری زمین ممکن است گونه­ها را به­طور موضعی حذف کند و زیستگاه­های طبیعی، تنوع­زیستی و خدمات تولیدی بوم­سامانه­ایی خود را دچار نقصان نماید (5). براساس نتایج پژوهش حاضر تشابه بالای ترکیب گونه­ای بین جنگل طبیعی و جنگل­کاری آمیخته با گونه­های پهن­برگ بومی به­دلیل نزدیک بودن جنگل­کاری با توده طبیعی بوده که نتایج این تحقیق با نتایج گزارش شده توسط پوربابائی و رحمتی (2009) و پوربابائی (2012) مشابهت دارد. آنها دلیل تشابه را حضور جنگل طبیعی دانه­زاد با منشأ بذر در مجاورت جنگل­کاری آمیخته پهن­برگ و انتشار و پراکندگی بذور به داخل منطقه جنگل­کاری شده بیان کردند. جنگل­کاری تک­کشتی با گونه سوزنی­برگ غیربومی در رتبه دوم به لحاظ درصد شباهت پوشش گیاهی کف قرارگرفت (53/58 درصد)، که این نتیجه برخلاف یافته پوربابائی (2012) بود؛ نتیجه ایشان نشان داد که جنگل­کاری با گونه­های سوزنی­برگ (کاج بروسیا و زربین) کمترین درصد تشابه با جنگل طبیعی را دارد.

تنوع پوشش علفی کف زیرآشکوب: در شرایط جنگلی و در مراحل اولیه پس از قطع یکسره به دلیل شدت زیاد نور تنوع گیاهان علفی به سرعت افزایش یافته و گاهاً گونه­های مهاجم، گونه غالب منطقه می­شوند (41و 23). نتایج این تحقیق با شاخص مارگالف و منهینیک نشان داد که گونه سکویا با وجود غیربومی بودن در مقایسه با گونه پلت و توسکا از غنای بالاتری برخوردار می­باشد، که دلیل آن را می­توان تاج پوشش انبوه توسکا و پلت دانست. تاج پوشش انبوه توسکا و پلت در این منطقه باعث کمتر بودن تعداد گونه­ها در کف این جنگل­کاری­ها نسبت به جنگل­کاری سکویا شده است. در تحقیقات مختلف نیز این موضوع ثابت شده که از زمان کاشت گونه­های درختی در یک جنگل­کاری به مرور زمان که درختان بزرگتر می­شوند تاج آنها هم گسترده­تر شده و این تغییرات باعث کاهش تنوع در توده جنگل­کاری­ها می­شود. بنابراین به مرور زمان با بسته ­شدن تاج­پوشش جنگل­کاری­ها، تنوع­گونه­ای روند نزولی را طی می­کند (26)؛ که نتایج این تحقیق با نتایج غیبی و همکاران (2014) و تحقیق احمدی ملکوت و همکاران (1394) مشابه است. یکی دیگر از عوامل مهم بر تغییرات تنوع گونه­ای را می­توان نوع گونه جنگل­کاری شده دانست، به­عنوان نمونه گونه­های پلت و توسکا جزو گونه­هایی هستند که در سال­های اخیر بیشترین تعداد و سطح را در جنگل­کاری­های شمال کشور به خودشان اختصاص داده­اند (9)، گونه توسکا جزء گونه­هایی است که زودتر از سایر درختان برگ می­دهد و دیرتر از همه خزان می­کند لذا تاج پوشش انبوهی در طول سال در جنگل­کاری با گونه توسکا وجود دارد و از طرفی گونه توسکا در اراضی مرطوب رشد می­کند و بالا بودن آب در این گونه اراضی می­تواند باعث کاهش تنوع­زیستی شود (11). از طرفی ممکن است گونه سوزنی­برگ سکویا اثری روی خاک داشته و با ترغیب گیاهان علفی که گرایش بیشتری به سمت خاک­های اسیدی دارند موجب افزایش بعضی شاخص­ها در این توده شده باشد (23). غنای بالا در توده سکویا با درصد حضور سرخس­ها در این توده رابطه مستقیم داشته که دلیل آن نیز اسیدی­تر بودن خاک در این توده نسبت به سه توده دیگر است. جنگل­کاری با گونه­های سوزنی­برگ می­تواند تنوع زیستی پوشش علفی را خیلی بیشتر از جنگل­کاری با گونه­های پهن­برگ کاهش دهد (36). لذا جنگل­کاری­ها به­دلیل این­که با کاهش سطح تنوع زیستی بوم­سامانه همراه است معمولاً مورد انتقاد قرار می­گیرد (27). در پژوهشی که ایوان و همکاران (2017) در جوامع جنگلی شیلی انجام دادند، تأثیر منفی جنگل­کاری را روی پوشش کف و غنای گونه­ای در مقایسه با جنگل طبیعی عنوان کردند. عوامل متعددی در استقرار گونه­های گیاهی کف جنگل تأثیرگذارند. لذا رویش گیاه در هر محل نشان از تعادل رقابتی آن گونه با گونه­های دیگر و با شرایط محیطی حاکم است. بنابراین، گیاه در محیطی قرار می­گیرد که ضمن دسترسی مناسب­تر به منابع و شرایط بوم­شناختی در مقابل عوامل جوی محافظت شود (6). بررسی کاشت، سازگاری و اجرای عملیات پرورشی درجنگل­های دست­کاشت با درختان سریع­الرشد از مهم­ترین اقدامات جنگل­داری و مدیریت جنگل برای افزایش تولید و تأمین نیازمندی­های چوبی کشور است. برای حفظ تنوع­زیستی در مناطق مخروبه و جنگل­کاری­های شمال کشور می­توان با بررسی بیشتر در دیگر مناطق جنگل­های شمال و سپس به طور کنترل شده از گونه سکویا استفاده کرد. لذا فعالیت­ها باید برای بهبود بخشیدن و حفاظت از جنگل­های طبیعی باشد با این وجود یکنواختی گونه­ها در جنگل طبیعی مناسب­تر است. در مناطق مورد بررسی در برخی از موارد تأثیر منفی جنگل­کاری در مقایسه با جنگل طبیعی کاملاً مشهود است.

  • احمدی ملکوت، ا.، سلطانی، ع.، و یارعلی، ن.، 1390. بررسی اثر جنگل­کاری بر تنوع گیاهی زیراشکوب (مطالعه موردی: لنگرود - گیلان)، مجله جنگل ایران، انجمن جنگلبانی ایران، 2، صفحات 157-167.
  • بخشنده ناورود، ب.، ابراری واجاری، ک.، پیله­ور، ب.، و کوچ، ی.، 1395. ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻓﻠﻮرﺳﺘﯿﮏ ﮔﯿﺎﻫﺎن آﺷﮑﻮب ﻋﻠﻔﯽ ﺟﻨﮕﻞﻫﺎی راش ﻫﯿﺮﮐﺎﻧﯽ (ﻣﻄﺎﻟﻌﻪ ﻣﻮردی: ﺟﻨﮕﻞ راش ﻧﺎو اﺳﺎﻟﻢ)، نشریه حفاظت زیست­بوم گیاهان، 9، صفحات 115-132.
  • بی نام، 1388. طرح جنگلداری سردآبرود سری یک گردکوه صافک حوزه آبخیز 38 تجدیدنظر دوم، 252 صفحه.
  • حق­وردی، ک.، 1394. تأثیر جنگل‌کارهای بومی و غیربومی سری چای­باغ قائم­شهر بر تنوع­زیستی گونه‌های گیاهی و زادآوری گونه‌های چوبی، مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 3، صفحات 522-534.
  • حیدری، م.، پوربابایی، ح.، و اسماعیل­زاده، ا.، 1394. بررسی تاثیر خصوصیات رویشگاهی و تخریب­های انسانی بر تنوع گونه­های گیاهی زیر اشکوب و خاک در اکوسیستم جنگلی زاگرس با استفاده از روش تحلیل مسیر، پژوهشهای گیاهی (زیست شناسی ایران)، 28 (3)، صفحات 535-548.
  • شعبانی، س.، اکبری نیا، م.، و جلالی، س. غ.، 1390. تأثیر اندازه حفرات جنگلی بر روی تنوع­زیستی گونه­های گیاهی در توده­های بلوط-ممرزستان در جنگل خانیکان چالوس، مجله زیست­شناسی ایران، 4(24)، صفحات 604-593.
  • فرخ­زاده، ن.، روانبخش، ه.، مشکی، ع.، و ملاشاهی، م.، 1397. تنوع و استقرار زادآوری طبیعی در تیپ­های مختلف جنگل­کاری­های 50 ساله پارک جنگلی سرخه حصار تهران، فصلنامه علمی پژوهشی پژوهش و توسعه جنگل، (4)1، صفحات 57-43.
  • کاظمی، ش.، حجتی، س. م.، فلاح، ا.، و براری، ک.، 1394. ﺗﺄﺛﯿﺮ ﺷﯿﻮه ﺗﮏﮔﺰﯾﻨﯽ ﺑﺮ ﺗﻨﻮع­زﯾﺴﺘﯽ ﮔﯿﺎﻫﺎن ﭼﻮﺑﯽ و ﻋﻠﻔﯽ در ﺟﻨﮕﻞ ﺧﻠﯿﻞﻣﺤﻠﻪ-ﺑﻬﺸﻬﺮ، مجله بوم­شناسی کاربردی، 11، صفحات 15- 25.
  • کوچ، ی.، و مقیمیان، ن.، 1394. اثر تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر شاخص­های اکوفیزیولوژی کربن و نیتروژن خاک، مجله جنگل ایران، 2، صفحات 243-256.
  • مجربی، م.، مفتخرجویباری، م.، کوچ، ی.، و جلیلوند، ح.، 1390. مقایسه تراکم زادآوری و تنوع گونه­های گیاهی در جنگل­کاری­های صنوبر دلتوییدس و پلت دلاک­خیل مازندران، مجله زیست­شناسی ایران، 24(4)، صفحات 126 – 191.
  • محمدنژاد کیاسری، ش.، اکبرزاده، م.، جعفری، ب. 1386. بررسی تنوع­زیستی پوشش گیاهی در جنگل­کاری­های دست­کاشت سوزنی­برگ، علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، 11(42)، صفحات 625-611.
  • مصداقی، م.، و رشتیان، آ.، 1384. بررسی ترکیب فلورستیکی و غنای گونه­ای مراتع قشلاقی یکه­چنار در استان گلستان، مجله علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 1، صفحات 27-36.

 

  • Braun, A. C. H., Troeger, D., Garcia, R., Aguayo, M., Barra, R., and Vogt, J., 2017. Assessing the impact of plantation forestry on plant biodiversity Acomparison of sites in central Chile and Chilean Patagonia, Global Ecology and Conservation,10, PP: 159-172.
  • Camargo, J. A., 1993. Must dominance increase with the number of subordinate species in competitive interactions? Journal of theoretical Biology, 161, PP: 537-542.
  • Carneiro, M., Cerveira, C., Santos, C., Abranters, M., and Maderia, M., 2007. Species richness and biomass of understory vegetation in a Eucalyptus globulus coppice as affected by slash management, Eur, J., Forest Res.,126, PP: 475-480.
  • Clifford, H. T., and Stephenson, W., 1975. An introduction to numerical classification, Academic press, London, New York. 229pp.
  • Duguid, M. , Frey, B. R., Ellum, D. S., Kelty, M., and Ashton, M. S., 2013. The influence of ground disturbance and gap position on understory plant diversity in upland forests of southern New England, Forest Ecology and Management, 12, PP: 148-159.
  • Elmarsdottir, , Fjellberg, A., Halldorsson, Ingimarsdottir, G., Olafur, M., Nielsen, K., Oddsdottir, E. D., and Sigursson, B., 2008. Effects of afforestation on biodiversity, Biomed Central Article, 10, PP: 38-47.
  • Gheibi, F., Akbarinia, M., and Kooch, Y., 2015. Effect of Alnus subcordta, Acer insigne and sequoia sempervirens plntations on plant diversity in Hyrcanian forest of Iran. Biodiversity, 16, PP: 10-15.
  • Gibson, L., Lee, T. M., Koh, L. P., Brook, B. W., Gardner, T. A., Barlow, J., Peres, C. A., Bradshow, C. J. A., Laurance, W. F., and Lovejoy, T. E., 2011. Primary forests are irreplaceable for sustaining tropical biodiversity, Nature, 478, PP: 378-381.
  • Gutierrez, F., Becerra, I. R., and Osses, P. I., 2017. The effect of native forest replacement by Pinus radiata plantations on riparian plant communities in Chile, Plant Ecology and Diversity, 10, PP: 65-75.
  • Huber, A., Iroume, A., Mohr, C., and Feren, C., 2010. Efecto de plantaciones de pinus radiata y Eucalyptus globulus sobre el recorsu agua en la Cordillera de la Costa en la region del Biobio, Chile, Bosque, 31, PP: 219-230.
  • Humphery, J., Frries, R., and Jukes, M., 2000. Biodiversity in planted forest, Results from the forestry commission biodiversity assessment programmed, Forestry Commission Technical Paper, 107(2), PP: 165-180.
  • Kenny, A. J., and Krebs, C. J., 2001. Ecological methodology program package, version 6.0, University of British Columbia., http:// www2. biology. ualberta. Ca/ jbrzusto/ftp/krebs/index. html.
  • Kooch, Y., Rostayee, F., and Hosseini, S. M., 2016. Effects of tree species on topsoil properties and nitrogen cycling in natural forest and tree plantations of northern Iran, Catena, 144, PP: 65-73.
  • Kuksina, N., and Ulanova, G., 2000. Plant species diversity in spruce forest after clear cutting disturbance, 16 year monitoring in Russian Taja, proceeding of reforestation and management of biodiversity, kohmo Findland, August, 29, PP: 21-24.
  • Lindermayer, D. B., and Hobbs, R. J., 2004. Fauna conservation in Australian plantation forests, a review, Biological Conservation, 119, PP: 151-168.
  • Longworth, J. B., and Williamson, G. B., 2018. Composition and diversity of woody plants in tree plantations versus secondary forests in Costa Rican lowlands, Tropical Conservation Science, 11, PP: 1-13.
  • Losi, C. J., Siccama, Juan, T. G., and Morales, R. C. E., 2003. Analysis of alternate methods for estimating carbon stock in young tropical plantations, Forest Ecology, 184, PP: 355-368.
  • Margalef, R., 1958. Information theory in ecology, General Systematics, 3, PP: 36-71.
  • Markus, S., Germany, H., Bruelheide, A., and Erfmerier, E., 2017. Limited tree richness effects on herb layer composition, richness and productivity in experimental forest stand, Journal of Plant Ecology, 10, PP: 190-200.
  • Martinez, P. E., ´ Maqueo, R., Zquez, V., Campos, C., Mehltreter, F., and Equihua, L., 2009. Effects of land use change biodiversity and ecosystem services in tropical mountain cloud forests of Mexico. Forest Ecology and Management, 258, PP: 1856-1863.
  • Nagaike, T., Hayshi, A., Abe, M., and Arai, N., 2003. Differences in plant species diversity in Larix Kaempferi plantations of different ages in central Japan, Forest Ecology and Management, 183, PP: 177-193.
  • Nichols, J. D., Bristow, M., and Vanclay, J. K., 2006. Mixed-species plantations: Prospects and challenges, Forest Ecology and Management, 233, PP: 383–390.
  • Pourbabaei, H., and Pourrahmati, G., 2009. Plant species diversity in loblolly pine (Pinus teada) and sugi (Cryptomeria japonica D.Don) plantations in the Western Guilan, Iran, International of Biodiversity and Conservation, 1, PP: 38-44.
  • Pourbabaei, H., Asghari, F., Reif, A., and Abedi, R., 2012. Effect of plantations species diversity in the Darabkola, Mazadaran Province, North of Iran, Biodoversitas, 13, PP: 72-78.
  • Shannon, C. E., and Weaver, W., 1949. The mathematical theory of communication, University of Illinois press, Urbana, IL: The University of Illinois Press, 1-117.
  • Siadati, S., Moradi, H., Attar, F., Etemad, V., Hamzeh'ee, B., and Naqinezhad, A., 2010. Botanical diversity of Hyrcanian forests, a case study of a transect in the Kheyrud protected lowland mountain forests in northern Iran, Phytotaxa, 7, PP: 1-18.
  • Simpson, E. H., 1949. Measurement of diversity, Nature, 163, 688 p.
  • Tadesse, E., Abdulkedir, A., Khamzina, A., and Son, y., 2019. Contrasting species diversity and values in home gardens and traditional parkland agroforestry systems in Ethopian sub-Humid low lands, Forests, 266(10), PP: 1-20. DOI:10.3390/f10030266.
  • Veinotte, C., Freedman, B., and Maass, W., 1998. Plant biodiversity in natural, mixed-species forests and silvicultural plantations in the vicinity of fundy National Park, Dep of Biology, Dalhousie University.
  • Waite, S., 2000. Statistical ecology in practice: A guide to analyzing environmental and ecological field data, 414 p.
  • Wilson, E. O., 1985. The biological diversity crisis. A challenge to science, Issues in Science and Technology, 2, PP: 20-29.
  • Zeng, X., Durk, W., and Fisher, M., 2017. Species-specific effects of genetic diversity and species diversity of experimental communities on early tree performance, Journal of Plant Ecology, 7, PP: 252-258.
Volume 34, Issue 1
April 2021
Pages 195-208
  • Receive Date: 09 July 2019
  • Revise Date: 30 October 2019
  • Accept Date: 26 November 2019
  • First Publish Date: 21 March 2021