Effect of fire in Juniperus communis stands on vegetation composition and some soil characteristic of summer rangeland in Angas, Noshahr city, Mazandaran province

Document Type : Research Paper

Authors

1 university of agriculture and naturalresourse science

2 Department of forestry, Natural Resources and Environment Institute, Yasouj University

3 yasouj university

Abstract

Fire as an ecological factor has both positive and negative effects on components of the ecosystem. The aim of this study was to investigate the effect of fire on composition, changes in vegetation and some soil properties in areas under fire of Juniperus communis stands in Angas village of Noshahr city. For this purpose, the flexible sample plots were used. Overall 50 sample plots were measured and the name of plant species with their cover percentage was recorded. In order to study of soil properties, a soil sample was taken from depth 0-25 cm from each plot. The richness and diversity species were calculated using PAST software. The results showed that out of 59 species identified, 3 species were exclusively found in the fire region, 12 species exclusively in the control region, and 44 species were shared between the two regions. Fire in the area reduced Shannon diversity index and Margalef and Menhinik richness index. Among soil properties organic carbon, organic matter, potassium, electrical conductivity and pH in the fire area was more than the control. It is recommended due to its not long time of occurrence of these types of fires and invasive species such as Stachys byzantina doesn’t invade whole parts of rangelands, restoration activities such as planting native species in the area is on the agenda.

Keywords

Main Subjects

اثر آتش‌سوزی توده­های اُرس (Juniperus communis) بر ترکیب پوشش گیاهی و برخی مشخصه‌های خاک مراتع ییلاقی انگاس، شهرستان نوشهر، استان مازندران

لاله آموزگار1، پرویز غلامی1* و سهراب الوانی­نژاد2

1 ایران، ساری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشکده منابع طبیعی، گروه مرتع و آبخیزداری ساری

2 ایران، یاسوج، دانشگاه یاسوج، دانشکده کشاورزی، گروه جنگلداری و پژوهشکده منابع طبیعی و زیست محیطی یاسوج

تاریخ دریافت: 10/10/1398          تاریخ پذیرش: 25/10/1398

چکیده

آتش به‌عنوان یک عامل بوم‌شناختی بر اجزای تشکیل دهنده هر اکوسیستم اثرات مثبت و منفی دارد. هدف از انجام تحقیق حاضر بررسی تأثیر آتش‌سوزی روی ترکیب، تغییرات پوشش گیاهی و برخی مشخصه‌های خاک در مراتع واقع در توده‌های اُرس روستای انگاس از توابع شهرستان نوشهر بود. در مجموع تعداد 50 پایه اُرس سوخته بعنوان واحد نمونه‌برداری درنظر گرفته شد و نام گونه­های گیاهی همراه با درصد تاج پوشش گیاهی در پلات­های یک متر مربعی ثبت گردید. به منظور مطالعه­ مشخصه­های خاک نیز از هر واحد یک نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی‌متر برداشت شد. تنوع و غنای گونه­ای با استفاده از نرم­افزار PAST محاسبه گردید. نتایج نشان داد از 59 گونه گیاهی شناسایی شده، تعداد سه گونه فقط در منطقه آتش‌سوزی و 12 گونه نیز تنها در منطقۀ شاهد حضور داشته و 44 گونه بین دو منطقه مشترک بودند. آتش‌سوزی در منطقه سبب کاهش شاخص تنوع شانون-وینر و شاخص‌های غنای منهنیک و مارگالف شده است. از میان ویژگی‌های خاک کربن آلی، ماده آلی، پتاسیم، هدایت الکتریکی و pH در منطقه آتش­سوزی بیشتر از شاهد بود. پیشنهاد می­گردد تا زمان زیادی از وقوع این نوع آتش سوزی­ها نگذشته و گیاهان مهاجم نظیر سنبله نقره­ای (Stachys byzanitina) به­طور کامل منطقه را تسخیر نکرده­اند فعالیت­های احیایی نظیر کاشت گونه­های بومی موجود در منطقه در دستور کار قرارگیرد.

واژه­های کلیدی: آشفتگی، تنوع و غنای گونه­ای، گروه­های کارکردی گیاهی و استان مازندران.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09173239517، پست الکترونیکی: Gholami.parviz@gmail.com

مقدمه

 

آتش‌سوزی در بسیاری از اکوسیستم­های طبیعی نقش بسیار مهمی را در ایجاد ترکیب و ساختـار گونه­ای پوشش گیاهی ایفا می­کند (23). اغلب از آتش‌سوزی بعنوان نوعی آشفتگی یاد می­شود که تغییراتی را در ترکیب گیاهی، مسیر توالی و زیتوده گیاهی ایجاد می­کند (31). به طوری­که سبب کنترل، تغییر مسیر و تسریع در روند توالی اکولوژیک می­شود (12). تغییر در ساختار و ترکیب پوشش گیاهی در اثر آتش‌سوزی امری اجتناب ناپذیر است (10). آتش به عنوان یک عامل بوم شناختی بر اجزای تشکیل دهنده هر اکوسیستم اثرات مثبت و منفی فراوانی دارد که از جهت مدیریت منابع طبیعی آگاهی از این اثرات می­تواند حائز اهمیت فراوان باشد (22 و 28). شناسایی آتش و تأثیراتی که بر پویایی اکوسیستم­ها دارد اهمیت زیادی دارد زیرا در بیشتر مواقع نقش تعیین کننده­ای در حضور گونه­ها و پویایی اکوسیستم ایفا می­کند (21). آتش‌سوزی به عنوان یک عامل تأثیرگذار بر ترکیب پوشش گیاهی می­تواند سبب حذف و معرفی برخی گونه­های گیاهی در اکوسیستم مرتعی شود (7). یکی از مهمترین مسائل و مشکلاتی که در حال حاضر سلامت مراتع کشور را تهدید می­کند آتش‌سوزی­های گسترده­ای است که در مراتع کشور رخ می­دهد و سبب می­شود تا مراتع کشور هرچه سریع­تر به سمت نابودی پیش روند. آتش‌سوزی در سطح وسیعی از مراتع کشور اتفاق می‌افتد (6). از جمله مهمترین دلایل آتش‌سوزی مراتع را می­توان تغییرات شدید اقلیمی، افزایش دمای هوا و کاهش رطوبت زمین دانست (11). همچنین عامل انسانی و بی مبالاتی برخی افراد، دخل و تصرف­های غیرقانونی در منابع طبیعی، بهره­برداری بی‌رویه و ناهنجار را می­توان در این زمره نام برد. در بسیاری از مواقع با وجود سطحی بودن آتش‌سوزی برخی گونه­های با ارزش جنگلی و مرتعی نظیر درختان بلوط و ارس دچار آسیب­های جدی می­شوند (7). جنس اُرس یا سرو کوهی (Juniperus) از خانواده سروها (Cupressaceae) مشتمل بر 60 گونه و تعداد زیادی زیر گونه است که به‌طور گسترده در نیمکره شمالی از مناطق سرد و قطبی مانند گرینلند، شمال سیبری و آلاسکا تا کوه‌های بلند مناطق معتدله و گرمسیری انتشار یافته‌اند. تمام گونه‌های این جنس همیشه سبز بوده و به صورت درختانی بلند، کوچک و یا درختچه‌ای خزنده بوده که دیر زیستی و عمر برخی از آنان تا بیش از 2000 سال هم می‌رسد (2و 7) .در این میان گونه اُرس معروف به بالشتک خرس با نام علمی Juniperus communis گونه‌ای درختچه‌ای است که در حد فوقانی جنگل‌های شمال و ارسباران انتشار دارد (9). این گونه در مناطق مختلف با آب و هوای سرد و مرطوب تا سرد و نیمه­خشک مستقر می­شود. گاهی حتی تا جایی بالا می‌روند که در مرز جنگل و مرتع قرار می­گیرند و تنها پوشش درختچه­ای را تشکیل می­دهند. در مناطق بالادست با افزایش ارتفاع و کاهش بارندگی ارس به همراه سایر گیاهان بالشتکی و گندمیان جایگزین گونه­های درختی می‍شود. شیب­های تند، خاک­های کم عمق با ماده آلی کم، درصد بالای شن، سنگریزه و آهک از شرایط مناسب جهت رویش این گونه می­باشد (11). اُرس در رویشگاه خود از طریق ساقه­های خوابیده تکثیر می‌شود و به‌طور معمول به‌صورت پشته‌های چند متر مربعی سطح زمین را مفروش می‌کند. گیاه ارس از ارزش اکولوژیکی زیادی در رابطه با توانایی حفظ خاک و فون و فلور بومی و استفاده سنتی آن به­عنوان چراگاه­های تابستانی برخوردار است (29). این گیاه به خاطر داشتن ترپینن (Terpinene) و سایر ترکیبات آروماتیک در برگ­ها و سرشاخه­ها کاربرد دارویی قابل توجهی دارد (19). وجود ترکیـــبات اسانس­دار پایه روغن در این گیاه سبب می­شود قابلیت اشتعال پذیری بالایی داشته باشد. معدود مناطقی که این گیاه در آن­ها پراکنش دارد همواره در معرض برخی آتش­سوزی­ها به واسطه انسان بوده است. آتش‌سوزی ارس در مراتع ییلاقی موزیک و کنگلچال روستای انگاس، شهرستان نوشهر تحت تأثیر دو عامل تأمین سوخت و تولید علوفه جهت تعلیف دام است. چون مسیر دستیابی به ارتفاعات بالادست مشکل است بنابراین این عامل سبب می­شود تا دامداران جهت تهیه سوخت خود از شاخه­های گونه فوق جهت نیازشان استفاده نمایند. همچنین دامداران منطقه جهت تأمین علوفه دام و رویش گونه­های علوفه­ای در زیراشکوب گونه اُرس اقدام به آتش­سوزی پایه­های ارس می­نمایند تا دام­های آن­ها از علوفه رویش یافته استفاده ­کنند. آتش‌سوزی تجدید حیات این گیاه را دچار مشکل می­کند و سبب می­شود این مناطق مستعد هجوم گیاهان مهاجم از مانند سنبله نقره­ای (Stachys byzantina) شوند. در کشور ایران مطالعات اندکی روی اثرات آتش‌سوزی بر ترکیب و تنوع زیستی پوشش گیاهی به ویژه اثر آتش­سوزی بر توده­های گونه ارس صورت گرفته است. از این میان می‌توان به تحقیق جمشیدی‌ باختر و همکاران (5) در آتش‌سوزی جنگل‌های زاگرس منطقه مریوان اشاره کرد که بیان داشتند، فقط مقدار شاخص غنای منهنیک (Menhinick's richness) گونه‌های علفی در منطقه شاهد بیشتر از منطقه آتش‌سوزی بود، در حالی­که از لحاظ مقدار شاخص‌های تنوع شانون- وینر و سیمپسون، غنای مارگالف (Margalef richness) و یکنواختی گونه­ای (Evenness) بین دو منطقه آتش‌سوزی شده و شاهد اختلاف معنی‌داری وجود نداشت. در مطالعه‌ای دیگر در جنگل‌های بلوط ایرانی در استان ایلام پس از سه سال از زمان وقوع آتش‌سوزی گزارش شد که آتش‌سوزی منجر به تغییر پوشش گیاهی به سمت گونه‌های یکساله و فرصت طلب شده است (18). شریفی و ایمانی (10) نیز گزارش کردند که در زمان دو سال پس از آتش‌سوزی در مراتع منطقه خلخال، گونه‌های گیاهی گندمیان دائمی از 97/51 درصد (نسبت به پوشش گیاهی کل) به 63/80 درصد افزایش یافتند و گونه‌های گیاهی بوته‌ای ساقه چوبی از 81/24 درصد (نسبت به پوشش گیاهی کل) به دو درصد تقلیل یافتند. از این رو هدف از تحقیق حاضر بررسی ترکیب و تغییرات مؤلفه­های پوشش گیاهی و برخی مشخصه­های خاک در مناطق تحت آتش‌سوزی درختچه‌های اُرس در مراتع روستای انگاس از توابع شهرستان نوشهر می­باشد.

مواد و روشها

منطقه مورد بررسی: منطقه مورد بررسی در ۹ کیلومتری جنوب بخش کجور از توابع شهرستان نوشهر در'14°36 تا ' 16°36 عرض شمالی و 39°51 تا ' 40°51 طول جغرافیایی قراردارد (شکل 1). روستای انگاس در دامنه کوه­های بلند سلسله جبال البرز واقع شده است. منطقه مورد مطالعه در دو مرتع موزیک و کنگلچال از دسته مراتع ییلاقی روستای انگاس قرار دارد که مساحت آن در حدود 950 هکتار است. ارتفاع از سطح دریا 2470 متر، با شیب عمومی 10 الی 70 درصد که از اواخر خرداد تا اواخر آبان ماه مورد تعلیف دام­های منطقه که اغلب گوسفند نژاد زل است، قرار می­گیرد (شکل 1). نحوه بهره­برداری از این مراتع به صورت مشاع است. حداقل و حداکثر درجه حرارت متوسط سالیانه بین 2/6- تا 20+ درجه سانتی­گراد می­باشد. حداقل و حداکثر درجه حرارت مطلق سالیانه نیز به ترتیب 5/18- و 37+ است. میزان بارندگی منطقه مورد مطالعه بین 400 تا 500 میلی­متر می­باشد. بیشترین نزولات جوی در مرتع به صورت برف بوده و دوره یخبندان آن معمولاً دو ماه دی و بهمن است (14). غالب پوشش گیاهی منطقه به گونه اُرس (Juniperus communis) اختصاص دارد و گونه­هایStachys byzantina  و Thymus kotschyanus گونه­های همراه پوشش گیاهی منطقه مورد مطالعه هستند (14).

 

 

شکل 1- منطقه مورد مطالعه در شهرستان نوشهر، استان مازندران

 

روش نمونه‌برداری: ابتدا با پیمایش صحرایی در منطقه توده­های ارس شناسایی و سپس تعدادی از توده­ها که در گذشته مورد آتش‌سوزی قرارگرفته بودند انتخاب شدند. انتخاب توده­های تحت آتش­سوزی براساس آثار باقیمانده از پایه­های سوخته اُرس در منطقه بوده و طبق پرسش­های صورت گرفته از مردم محلی و مصاحبه با مرتعداران، سابقه آتش­سوزی مربوط به دو تا پنج سال اخیر بوده است. در تحقیق حاضر از پلات­های یک مترمربعی که به روش سطح حداقل به وجود آمد، جهت نمونه­برداری پوشش گیاهی استفاده شد (14). مکانی که گونه اُرس دچار حریق شده بود بعنوان منطقه دچار آتش­سوزی شده در نظر گرفته شد و پوشش گیاهی در نزدیکی پایه اُرس آتش­سوزی شده انتخاب شده در فضای باز مجاور و با فاصله حداقل دو متر به‌عنوان منطقه شاهد انتخاب شد که نام گونه‌های گیاهی موجود در پوشش گیاهی و درصد تاج پوشش آن­ها در فرم­های از پیش تهیه شده یادداشت گردید (25). باتوجه به فرم رویشی گونه مورد مطالعه، آتش­سوزی توده­های اُرس به صورت لکه­ای و در محدوده پایه­های اُرس بوده است و مناطق مجاور توده­ها باتوجه به آثار موجود از گزند آتش در امان بوده­اند. اطلاعات مربوط به گروه­های کارکردی شامل فرم زیستی و تیره­های گیاهی تمامی گونه­های گیاهی شناسایی شده از مقالات موجود در زمینه فلور منطقه استخراج شد (34). در مجموع در دو نقطه آتش‌سوزی شده و شاهد تعداد 50 واحد نمونه‌برداری انتخاب و لیست فلورستیک آن­ها ثبت شد. همچنین ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت جغرافیایی و مختصات هر واحد با دستگاه GPS دستی برداشت گردید. نمونه­برداری از خاک نیز از عمق صفر تا 30 سانتی­متری انجام شد و نمونه­ها به آزمایشــــگاه خاک دانشکده منابع طبیعی ساری جهت اندازه­گیری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک منتقل شدند (20). در مجموع 50 نمونه خاک از دو منطقه شاهد (25 نمونه) و آتش­سوزی (25 نمونه) برداشت شد. در آزمایشگاه ابتدا درصد رطوبت خاک با استفاده از روش توزین تعیین گردید. سپس نمونه­ها به مدت 24 ساعت در آون با دمای 105 درجه سانتی­گراد خشک و با عبور از الک 2 میلی­متری سنگ و سنگریزه و لاشبرگ جدا شدند. از پارامترهای فیزیکی خاک بافت خاک اندازه­گیری شدند. بافت خاک به روش هیدرومتری تعیین شدند (3). در بررسی مشخصه­های شیمیایی اسیدیته یا واکنش خاک (pH) به روش گل اشباع، هدایت الکتریکی (EC) به روش هدایت سنج الکتریکی، آهک (CaCo3) بااستفاده از روش کلسیمتری اندازه­گیری شدند. همچنین درصد کربن آلی (OC) با استفاده از روش والکی و بلک، ازت (N) با روش کجدال، فسفر (P) از روش اولسن و پتاسیم (K) از روش عصاره‌گیری با استات آمونیوم یک مولار با 7 =pH محاسبه شد (3).

تجزیه و تحلیل آماری داده­ها: داده­های درصد تاج پوشش گونه­ها دارای توزیع نرمال نبوده و با استفاده از تبدیل لگاریتمی نرمال شدند (34). برای بررسی اثر آتش‌سوزی بر مشخصه‌های خاک، درصد تاج پوشش گونه، گروه­های کارکردی (فرم زیستی و تیره­های گیاهی) و شاخص تنوع (شانون- وینر) و غنای گونه­ای (منهنیک و مارگالف) (34) برای داده‌های نرمال از آزمون t جفتی و برای داده‌های غیرنرمال از آزمون من- ‌ویتنی (Mann-whitney) در نرم افزار SPSS نسخه 19 استفاده گردید. تنوع و غنای گونه­ای در نرم افزار PAST محاسبه گردید. جهت ارزیابی اثر آتش­سوزی بر پوشش گیاهی منطقه از آنالیز چند متغیره استفاده شد. بدین منظور ابتدا با انجام آنالیز تطبیقی قوس­گیری شده (DCA) طول گرادیان کمتر از 3 بدست آمد. در نتیجه جهت تعیین اثر آتش­سوزی بر گونه­های گیاهی موجود از آنالیز RDA استفاده شد. این آنالیزها در نسخه 5/4 نرم­افزار CANOCO انجام شد (15).

نتایج

ترکیب گونه­های گیاهی: در منطقه مورد مطالعه تعداد 59 گونه گیاهی شناسایی شد که به 24 تیره گیاهی تعلق داشتند. بیشترین تعداد گونه گیاهی به تیره­های گندمیان (Poaceae)، کاسنی (Asteraceae)، پروانه­آسا (Leguminosae) و نعناعیان (Lamiaceae) تعلق داشت. از نظر فرم زیستی گیاهان همی‌کریپتوفیت در منطقه غالب بودند. چندساله تعداد 43 گونه گیاهی، یکساله­ها 14 گونه و دوساله­ها دو گونه را به خود اختصاص داده بودند. تعداد 44 گونه گیاهی بین دو منطقه آتش‌سوزی و شاهد مشترک بودند. تعداد 3 گونه منحصراً در واحد‌های آتش‌سوزی و 12 گونه فقط در منطقه شاهد مشاهده شدند. در منطقه آتش‌سوزی گونهStachys byzantina  غالب بوده و پـس از آن گونه­های Poa bulbosa و Galium verum درصد تاج پوشش بالایی داشتند. گونه­های Thymus kotschyanus، Plantago lanceolata، Astragalus nurensis  درصد تاج پوشش بالایی را در منطقه شاهد به خود اختصاص دادند (جدول 1).

 

جدول 1- مقایسه درصد تاج پوشش گونه­های گیاهی در دو منطقه مورد مطالعه

نام علمی گونه

آتش‌سوزی

شاهد

مقدار t

نام علمی گونه

آتش‌سوزی

شاهد

مقدار t

Achillea millefolium L.

268/0

414/0

07/1-

Lotus corniculatus L.

031/0

055/0

39/0-

Agropyron elongatum Host ex P.Beauv.

134/0

122/0

42/2-

Marrubium vulgare L.

263/0

070/0

70/1

Allium erubescens K.Koch

047/0

038/0

10/0

Medicago sativa L.

096/0

048/0

74/0

Alyssum draba Willd.

328/0

114/0

**7/2

Myosotis arvensis Hill.

019/0

024/0

28/0-

Androsace maxima L.

177/0

131/0

13/0

Nepeta crassifolia Boiss.

028/0

031/0

16/0-

Artemisia aucheri Boiss.

0

024/0

12/0

Onobrychis sp. Mill.

256/0

355/0

50/0-

Artemisia sp. L.

090/0

093/0

17/0-

Onosma microcarpa DC.

0

048/0

65/0

Astragalus gossypinus Fisch.

055/0

261/0

91/1-

Phleum pretense L.

052/0

042/0

27/0-

Astragalus nurensis Boiss. & Buhse

076/0

340/0

*26/2-

Phlomis anisodonta Boiss.

231/0

324/0

83/0-

Bromus sp. L.

0

042/0

11/0

Pimpinella anisum L.

074/0

217/0

84/1-

Bromus tomentellus Boiss.

127/0

291/0

81/1-

Plantago lanceolate L.

052/0

371/0

**01/3

Bupleurum falcatum L.

024/0

024/0

00/0

Poa bulbosa L.

508/0

264/0

53/1

Cardaria draba Desv.

019/0

0

23/0

Poa pratensis L.

145/0

262/0

52/1-

Carex stenophylla Wahlenb.

197/0

145/0

33/0

Rosa canina L.

146/0

031/0

26/1

Chenopodium album L.

024/0

0

12/0

Salvia aristate Aucher ex Benth.

024/0

031/0

34/0-

Cirsium arvense (L.) Scop.

024/0

098/0

40/1-

Sanguisorba minor Scop.

069/0

145/0

46/0-

Clinopodium vulgare L.

050/0

028/0

45/0

Senecio vulgaris L.

024/0

019/0

28/0

Cousinia sp. Cass.

1/0

103/0

41/0

Sedum stoloniferum S.G.Gmel.

0

043/0

60/0

Descurainia Sophia (L.) Prantl

024/0

0

14/0

Stachys byzantina K.Koch

173/1

093/0

**41/8

Dianthus orientalis Donn

0

019/0

21/0

Tanacetum parthenium Sch.Bip.

0

055/0

54/0

Erodium cicutarium L'Hér.

019/0

031/0

56/0

Taraxacum officinale F.H.Wigg

139/0

246/0

32/1-

Galium verum L.

502/0

276/0

73/1

Teucrium polium L.

0

024/0

32/0

Geranium mole L.

134/0

230/0

29/1-

Thalictrum minus L.

086/0

024/0

26/1

Helianthemum nummularium Mill.

055/0

024/0

77/0

Thymus kotschyanus Boiss.

028/0

498/0

**11/3-

Herniaria caucasica Rupr.

0

048/0

32/0

Tragopogon officinalis L.

0

024/0

12/0

Hieracium procerum Fr.

067/0

067/0

00/0

Trifolium repens L.

045/0

298/0

82/1-

Hypericum perforatum L.

024/0

139/0

*02/2-

Verbascum speciosum Opiz.

0

052/0

43/0

Iris spuria L.

117/0

232/0

42/0-

Verbena officinalis L.

0

048/0

23/0

Juniperus excelsa Wall.

024/0

055/0

77/0-

Vicia villosa Roth

306/0

114/0

75/1

Lolium perenne L.

0

086/0

10/0

     

 

*و ** به ترتیب معنی‌دار در سطح 5 درصد و یک درصد.

 

تغییرات انفرادی گونه­های گیاهی: مقایسه میانگین درصد تاج پوشش 44 گونه گیاهی مشترک بین دو منطقه با استفاده از آزمون t نشان داد که آتش‌سوزی اثر معنی­داری را بر درصد تاج پوشش شش گونه گیاهی داشته است. مقایسه میانگین­ها نشان داد که درصد تاج پوشش گونه­های Thymus kotschyanus، Plantago lanceolata و Hypericum perforatum بطور معنی­داری در منطقه شاهد بیشتر از منطقه آتش‌سوزی بوده است. در مقابل درصد تاج پوشش گونه­های Astragalus nurensis،Stachys byzantina   و Alyssum draba در منطقه آتش‌سوزی بطور معنی­داری افزایش یافته است (جدول 1).

تغییرات گروه­های کارکردی: نتایج آزمون t نشان داد که آتش‌سوزی روی برخی از تیره‌های گیاهی اثر معنی­داری داشته است. تیره­های Brassicaceae و Lamiaceae در منطقه آتش‌سوزی و تیره­های Leguminosae و Plantaginaceae در منطقه شاهد درصد تاج پوشش بالایی داشتند. همچنین آتش‌سوزی اثر معنی­داری را بر برخی از فرم­های زیستی داشته است. درصد تاج پوشش کریپتوفیت­ها بطور معنی­داری در منطقه آتش‌سوزی افزایش یافته است در حالی­که کامفیت­ها در منطقه شاهد درصد تاج پوشش بالایی داشتند (جدول 2).

 

جدول2- میانگین درصد تاج پوشش گروه­های گیاهی در دو منطقه مورد مطالعه

آماره t

اشتباه معیار شاهد

شاهد

اشتباه معیار آتش­سوزی

آتش­سوزی

پارامتر

گروه­های کارکردی

06/3-*

8/3

1/19

4/1

48/7

کاموفیت

فرم زیستی

09/2*

8/1

7

7/2

8/13

کریپتوفیت

97/2*

24/0

56/0

36/0

84/1

Brassicaceae

تیره­های گیاهی

51/2-*

7/2

5/13

2/1

08/6

Leguminosae

02/2-*

25/0

68/0

12/0

12/0

Hypericaceae

46/3**

7/2

2/13

2

84/24

Lamiaceae

01/3-**

91/0

08/3

2/0

28/0

Plantaginaceae

 

 

تغییرات ویژگی­های خاک: نتایج آزمون t نشان داد که آتش‌سوزی بر برخی پارامترهای خاک اثر معنی­داری دارد. کربن آلی، ماده آلی، پتاسیم، EC و pH در منطقه آتش‌سوزی بیشتر از شاهد است. همچنین نیتروژن، فسفر و شن در منطقه آتش‌سوزی بیشتر از شاهد بوده اما از نظر آماری معنی­دار نبوده است. درصد رس و سیلت در منطقه شاهد بیشتر از آتش‌سوزی بوده است (جدول 3).

 

جدول3- میانگین برخی شاخص‌های خاک در دو منطقه مورد مطالعه

آماره t

اشتباه معیار شاهد

شاهد

اشتباه معیار آتش سوزی

آتش سوزی

پارامتر

76/2*

040/0

75/0

032/0

892/0

کربن آلی یا OC (%)

77/2*

044/0

951/0

034/0

104/1

ماده آلی یا OM (%)

07/1

032/0

087/0

036/0

138/0

نیتروژن یا N (ppm)

94/3*

059/0

63/2

064/0

9/24

پتاسیم یا K (ppm)

47/0

82/0

622

56/0

633

فسفر یا P (ppm)

67/1-

037/0

611/0

011/0

412/0

آهک یا CaCo3 (%)

22/3*

035/0

576/0

033/0

73/0

هدایت الکتریکی یا EC (μ mho/cm)

66/7*

030/0

044/7

037/0

41/7

اسیدیته یا pH

9/0-

087/0

874/0

038/0

789/0

رس (%)

33/0

027/0

433/1

035/0

419/1

سیلت (%)

84/0

014/0

822/1

015/0

84/1

شن (%)

 

اثر آتش‌سوزی بر تنوع و غنای گونه­ای: مقایسه تنوع و غنای گونه­ای بین منطقه آتش‌سوزی و شاهد نشان داد که اختلاف معنی­داری از نظر شاخص­های تنوع و غنای گونه­ای بین دو منطقه وجود دارد. آتش‌سوزی در منطقه سبب کاهش تعداد گونه، شاخص تنوع شانون و دو شاخص غنای منهینیک و مارگالف شده است (جدول 4).

 

جدول 4- میانگین شاخص‌های تنوع و غنای گونه‌ای در دو منطقه مورد مطالعه

آماره t

اشتباه معیار شاهد

شاهد

اشتباه معیار آتش سوزی

آتش سوزی

شاخص

74/2-***

47/0

6/9

39/0

92/7

تعداد گونه

25/2-*

077/0

91/1

059/0

69/1

شاخص شانون- وینر

48/2-**

075/0

25/1

053/0

02/1

شاخص غنای منهنیک

73/2-**

12/0

11/2

093/0

69/1

شاخص غنای مارگالف

 

 

اثر آتش‌سوزی بر کل گونه­های گیاهی: نتایج آنالیز چند متغیره RDA نشان داد که آتش‌سوزی اثر معنی­داری بر ترکیب گیاهی منطقه مورد مطالعه دارد 001/0= P، 594/3=F. با توجه به دیاگرام دوگانه آنالیز RDA گونه­های گیاهی تحت تأثیر دو عامل آتش‌سوزی و شاهد قرارگرفتند. گونه­های Lolium perenne، Phlomis anisodonta، Hypericum perforatum، Iris spuria و Astragalus nurensis با جهت مثبت محور اول و گونه Stachys byzantina با جهت منفی محور اول همبستگی داشته است. میزان همبستگی گونه­ها با محور اول نشان­دهنده میزان تأثیرپذیری آن­ها از آتش‌سوزی است (شکل 2). گونه­های Plantago lanceolata، Poa prantens، Trifolium repens، Cirsium arvense با جهت مثبت محور دوم همبستگی داشتند که نشان می­دهد بیشتر در منطقه شاهد حضور داشتند. در مقابل گیاهانی نظیر Alyssum draba، Chenopodium album، Helianthemum nummularium و Stachys byzantina به همراه سایر گیاهان در جهت منفی محور دوم قرار داشتند که نشان دهنده پاسخ مثبت آن­ها به آتش است (شکل 2).

 

 

شکل 2- دیاگرام دو گانه گونه- عوامل محیطی (Fire: آتش­سوزی، Control: شاهد) در آنالیز RDA

 

بحث و نتیجه­گیری

وقوع آتش در اکوسیستم­های طبیــعی در چند دهه اخــیر به عنوان یک عامل بوم­شناختی مطرح گردیده که بر بسیاری از جنبه­های ساختاری و کارکردی اکوسیستم­ها تأثیرگذار است (33). گونه­های گیاهی نسبت به آتش‌سوزی واکنش­های متفاوتی نشان می­دهند و آتش‌سوزی می­تواند اثرات زیانباری بر گیاه و در شرایط کل اکوسیستم داشته باشد. نمونه بارز آن استقرار گیاهان زیاد شونده و مهاجمی است که به طور قابل توجهی شدت و تکرار آتش‌سوزی را افزایش می­دهند (24). تحقیق حاضر به دنبال آن بود که آتش‌سوزی توده­های ارس در مراتع ییلاقی انگاس شهرستان نوشهر چه تأثیری بر ترکیب و تغییرات پوشش گیاهی دارد؟ نتایج بررسی ترکیب گونه­ای در دو منطقه نشان داد که آتش‌سوزی تغییراتی را در ترکیب گونه­ای ایجاد کرده است. پس از آتش­سوزی تجدید حیات برای گونه ارس امکان پذیر نبوده چون زادآوری طبیعی این گیاه کند و با مشکلاتی همراه است (4). بنابراین عرصه در سال­های اولیه بعد از آتش‌سوزی توسط گونه­های پیشرو اشغال می­شود. سه گونه­ Poa bulbosa، Stachys byzantina و Alyssum draba در منطقه آتش‌سوزی بطور معنی­داری بیشتر بودند. گونه سنبله نقره­ای (Stachys byzantina) یکی از جنس­های تیره نعنا (Lamiaceae) است که غالبیت برخی جنس­های این تیره در اکوسیستم­ها و مناطق مختلف رویشی کشور دال بر برخی آشفتگی­هایی مانند چرای مفرط دام (16)، تغییر کاربری اراضی مرتعی (21) و آتش­سوزی (14) است. این گونه از جمله گیاهان زیاد شونده و پیشگام مرتعی است که بنا به مشاهدات و گزارشات موجود، در سال­های اخیر گسترش فراوانی داشته و سطح وسیعی از مراتع بالادست و ییلاقی استان مازندران را مورد تهاجم قرار داده (1) و موجب تغییراتی در ترکیب و تنوع پوشش گیاهی و بانک بذر خاک (13) شده است. دلیل افزایش درصد تاج پوشش Poa bulbosa در مناطق آتش‌سوزی ناشی از ژئوفیت بودن و قرار گرفتن جوانه رشد آن­ها در سطح یا زیر زمین است (34). درصد تاج پوشش گونه­های Thymus kotschyanus، Plantago lanceolata و Hypericum perforatum بطور معنی­داری در منطقه شاهد بیشتر از منطقه آتش‌سوزی بوده است. دو گونه Thymus kotschyanus و  Hypericum perforatum جز گیاهان دارویی و ارزشمند به حساب می­آیند که به دنبال وقوع آتش‌سوزی در منطقه درصد تاج پوشش آن­ها به­طور قابل توجهی کاهش یافته است.

نتایج تحقیق حاضر نشان داد که آتش‌سوزی تغییراتی را در برخی پارامترهای خاک نظیر کربن آلی، ماده آلی، پتاسیم، هدایت الکتریکی و pH ایجاد می­کند بطوریکه مقدار آن­ها در منطقه آتش‌سوزی بیشتر از شاهد بوده است. آتش‌سوزی موجب تغییر در کربن آلی خاک می­شود. مطالعات زیادی نتیجه فوق راتایید می­کنند (17و 20). افزایش کربن آلی پس از آتش‌سوزی می­تواند بدلیل کاهش میزان معدنی شدن بخاطر کاهش فعالیت­های بیولوژیکی از طریق کاهش تجزیه مواد هوموسی و غیرهوموسی دراثر سوختن، اتصال کربن آلی با مواد معدنی و حفاظت در مقابل تجزیه بیوشیمیایی همانند ترکیبات کربنی معطر، تغییر شکل مواد آلی به مواد بسیار پایدار از نظر کاهش اکسیژن و کربن آلکیل­ها و تولید زنجیره­های کربنی کوتاه باشد (26).

همچنین ویژگی­های هدایت الکتریکی و pH نیز در مناطق آتش‌سوزی شده افزایش یافتند. دلیل افزایش هدایت الکتریکی را در این مناطق می­توان بدلیل سوختن مواد آلی حاصل از لاشبرگ و بقایای حاصل از گیاهان مرتعی و در نتیجه آزاد شدن کاتیون بازی خاک دانست که به نوبه خود سبب افزایش مقدار واکنش خاک، کاتیون­های محلول و هدایت الکتریکی می­شود (27). افزایش pH می­تواند یکی از فواید آتش‌سوزی باشد زیرا با افزایش واکنش خاک بویژه در خاک­های اسیدی قابلیت جذب عناصر ضروری در خاک افزایش پیدا می‌کند (34).

با توجه به نتایج، کاهش تنوع و غنای پوشش گیاهی می­تواند نشان دهنده این امر باشد که مدت زیادی از زمان آتش‌سوزی نمی­گذرد و در سال­های اولیه پس از آتش‌سوزی، تنوع کاهش و در سال­های بعد با افزایش همراه است (8 و 12). این کاهش با توجه به تغییرات ایجاد شده در ترکیب گونه­ای پس از آتش‌سوزی نیز می‍باشد، که با تسخیر عرصه توسط برخی از گونه­های دیگر همراه است. آتش‌سوزی گونه ارس در سال­های اولیه و به دنبال آن کاهش مواد آلی خاک، گونه­های علفی و بوته­های کوتاه قد در محل مستقر می­شوند (31). طی تحقیقاتی متلن و فیدلر (32) دریافتند که آتش‌سوزی سبب افزایش گونه­های علفی شده که نور بیشتری نیاز دارند. فراوانی کریپتوفیت‌ها در مناطق تحت حریق ممکن است به علت تغییر شرایط رقابت و افزایش میزان مواد مغذی باشد.

نتیجه­گیری کلی حاصل از مطالعه حاضر نشان می­دهد که آتش‌سوزی لکه­ای در رویشگاه ارس در مراتع بالادست و ییلاقی انگاس شهرستان نوشهر سبب ایجاد تغییراتی در ترکیب و تنوع گونه­ای پوشش گیاهی شده است. یکی از دلایل اصلی آتش­سوزی این گونه توسط دامداران منطقه کمبود علوفه در بالادست و عدم وجود امکانات رفاهی است. راه صعب العبور و استفاده از دام جهت رفت و آمد سبب شده تهیه فرآورده­های نفتی و گازی در منطقه برای دامداران بسیار دشوار باشد. از این رو جهت پخت و پز به برداشت چوب­های جنگلی و سرشاخه­های گیاهان مرتعی روی آورده­اند. همچنین دامداران با سوختن ارس به گمان خویش عرصه را برای رشد گونه­های علوفه­ای فراهم می­آورند. با توجه به این امر پیشنهاد می­گردد توجه ویژه­ای به دامداران ساکن در این منطقه شود و با توجه به اینکه مدت زمان زیادی از وقوع این نوع آتش‌سوزی­ها نگذشته و گیاهان مهاجم نظیر سنبله نقره­ای به­طور کامل منطقه را تسخیر نکردند فعالیت­های احیایی نظیر کاشت گونه­های موجود در منطقه شاهد نظیر علف راعی (Hypericum perforatum)، آویشن (Thymus kotschyanus) و برخی گونه­های بومی ارزشمند در دستور کار قرارگیرد. از آنجا که بعد از آتش‌سوزی بیشتر شاهد افزایش مواد آلی خاک هستیم توصیه می­شود اجرای عملیات­های بیولوژیکی نظیر کپه­کاری، بذرپاشی و بذرکاری بعد از هر آتش‌سوزی انجام گیرد.

1- اکبرزاده، م.، 1381. رسته‌بندی جوامع گیاهی مراتع ییلاقی حوزه آبخیز واز مازندران، پژوهش و سازندگی، 51، صفحات 103-98.
2- ثابتی، ح.، 1387. جنگل‌ها، درختان و درختچه‌های ایران، انتشارات دانشگاه یزد، 810 صفحه.
3- جعفری­حقیقی، م.، 1382. روش­های تجزیه خاک، انتشارات ندای ضحی تهران، 240 صفحه.
4- جلیلوند، ح.، 1382. تأثیر محل قلمه‌گیری، بستر و غلظت هورمون روی ریشه‌زایی قلمه‌های یکی از گونه‌های ارس، پژوهشنامه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خزر، 1 (1)، صفحات 34-23.
5- جمشیدی‌باختر، ع.، مروی‌مهاجر، م. ر.، ثاقب‌طالبی، خ.، نمیرانیان، م.، و معروفی، ح.، 1392. تغییرات تنوع گونه‌ای بعد از آتش‌سوزی در جنگل‌های زاگرس (مطالعه موردی: جنگل‌های مریوان)، فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21 (3)، صفحات 541-529.
6- جنگجو، م.، 1388. اصلاح و توسعه مرتع، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 240 صفحه.
7- جوانشیر، ک.، 1363. سوزنی‌برگان جلد دوم، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع، 220 صفحه.
8- رفیعی، ف.، اجتهادی، ح.، و جنگجو، م.، 1393. بررسی تنوع گیاهی در زمان‌های مختلف پس از آتش‌سوزی در یک مرتع نیمه‌خشک، مجله پژوهش‌های گیاهی (زیست‌شناسی ایران)، 27 (5)، صفحات 864-854.
9- زارع، ح.، 1380. گونه‌های بومی و غیربومی سوزنی‌برگ در ایران، انتشارات مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع، 498 صفحه.
10- شریفی، ج.، و ایمانی، ع.، 1385. بررسی تاثیر آتش­سوزی در تغییرات پوشش گیاهی و ترکیب گونه در مراتع نیمه­استپی استان اردبیل، مجله منابع طبیعی ایران، 59 (2)، صفحات 517-526.
11- شکری، م.، صفاییان، ن.، و اترک چالی، ع.، 1379. بررسی پیامد آتش بر پوشش گیاهی تختی ییلاق پارک ملی گلستان، مجله منابع طبیعی ایران، 55 (2)، صفحات 53-62.
12- فتاحی، ب.، و طهماسبی، ا.، 1389. تاثیر آتش سوزی بر تغییرات پوشش گیاهی در مراتع کوهستانی زاگرس مرکزی (مطالعه موردی: مراتع گردنه اسدآباد استان همدان)، نشریه مرتع، 4 (2)، صفحات 239-228.
13- قربانی، ج.، بهشتی، ز.، شکری، م.، و تمرتاش، ر.، 1390. ترکیب و مقدار بانک بذر خاک در یک بوم نظام مرتعی و اراضی مرتعی مجاور با سابقه زراعت (بررسی موردی: مرتع‌های ییلاقی دراسله سواد کوه، مازندران)، نشریه مرتع و آبخیزداری، 64 (2)، صفحات 243-231.
14- قربانی، ج.، 1391. تغییرات پوشش گیاهی مراتع ییلاقی البرز پس از آتش‌سوزی. گزارش نهایی طرح تحقیقاتی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، 38 صفحه.
15- قربانی، ج.، 1394. آنالیز چند متغیره داده‌های بوم شناختی در نرم‌افزار Canoco. انتشارات دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، 328 صفحه.
16- مظفریان، و.، غلامی، پ.، حیدری، ق.، شیرمردی، ح. ع.، و طهماسبی، پ.، 1393. مطالعه فلور مراتع منطقه قیصری کوهرنگ در استان چهار محال و بختیاری. تاکسونومی و بیوسیستماتیک، 6 (18)، صفحات 106-87.
17- مولوی، ر.، باقر‌نژاد، م.، و ادهمی، ا.، 1388. مطالعه تأثیر آتش‌سوزی جنگل و سوزاندن پسمان زراعی به تغییرات کانی‌های رسی و برخی ویژگی‌های فیزیکو-شیمیایی لایه‌های سطحی خاک، علوم آب و خاک،  مطالعه موردی: جنگل دالاب ایلام)، فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21 (1)، صفحات 15-1.
18- میرداودی، ح.، مروی‌مهاجر، م. ر.، زاهدی امیری، ق.، و اعتماد، و.، 1392. تأثیر آشفتگی بر تنوع گیاهی و گونه‌های مهاجم در بلوطستان‌های غرب ایران (مطالعه موردی: جنگل دالاب ایلام)، تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21 (1)، صفحات 16-1.
19- نبوی، س. ج.، زالی، س. ح.، قربانی، ج.، و یحیی، س.، 1394. مقایسه ترکیبات اسانس سرشاخه و مخروط گیاه پیرو (Juniperus communis) در مراتع ییلاقی هزار جریب بهشهر، فصلنامه فیزیولوژی محیطی گیاهی، 10 (3)، صفحات 18-11.
20- همت‌بلند، ا.، اکبری‌نیا، م.، و بانج‌شفیعی، ع.، 1389. اثر آتش‌سوزی بر برخی ویژگی‌های شیمیایی خاک در جنگل‌های بلوط مریوان، فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 18 (2)، صفحات 218-205.
21- یوسفی، م.، صفری، ر.، و نوروزی، م.، 1390. بررسی فلور چادگان در استان اصفهان. زیست‌شناسی گیاهی، 3 (9)، صفحات 96-75.
 
22- Bond, W. J., and Keeley, J. E., 2005. Fire as a global ‘herbivore': the ecology and evolution of flammable ecosystems, Trends in Ecology and Evolution, 20, PP: 387-394.
23- Bowman, D. M., Balch, J. K., Artaxo, P., Bond, W. J., Carlson, J. M., and Cochrane, M. A., 2009. Fire in the earth system, Science, 324, PP: 481-484.
24- Bowman, D. M., and Murphy, B. P., 2010. Fire and Biodiversity: Conservation Biology for All, Oxford University Press, New York, PP: 163-196.
25- Caviers, L. A., Badano, E. I., Sierra-Almeida, A., Gomez- Gonzalez, S., and Molina-Montenegro. M. A., 2005. Positive interactions between alpine plant species and the nurse cushion plant aretia acaulis do not increase with elevation in the Andes of central Chile, New Phytologist, 169, PP: 59-65.
26- Certini, G., 2005. Effects of fire on properties of forest soils: a review, Oecologia, 143, PP: 1-10.
27- Debyle, N. V., 1976. Fire, logging and debris disposal effects on soil and water in northern coniferous forests, In: 1976 Proc. XVI IUFRO World Congr., International Union of forest Research Organizations, College of Life Sciences and Agriculture, Orono, Maine, PP: 201-212.
28- Fox, D. M., Maselli, F., and Carrega, P., 2008. Using SPOT images and field sampling to map burn severity and vegetation factors affecting post forest fire erosion risk. Catena, 75(3), PP: 326-335.
29- Garcia, D., Zamora, R., Gomez, J. M., Jordano, P., and Hodar, J. A., 2000. Geographical variation in seed production, predation and abortion in Juniperus communis throughout its range in Europe. Journal of Ecology, 88, PP: 436-446.
30- Guevara, J. C., Stasi, C. R., Wuillod, C. F., and Estevez, O. R., 1999. Effects of fire on rangeland vegetation in south-western Mendoza plains (Argentina): composition, frequency, biomass, productivity and carrying capacity. Journal of Arid Environments, 41, PP: 27–35.
31- Marozas, V., Racinskas, J., and Bartkevicius, E., 2007. Dynamics of ground vegetation after surface fire in hemi boreal Pinus sylvestris forests. Forest Ecology and Management, 250, PP: 47-55.
32- Metlen, K. L., and Fiedler, C. E., 2006. Restoration treatment effects on the under story of ponderosa Pine/Douglas-fire forest in Western Montana, USA., Forest Ecology and Management, 222, PP: 355-369.
33- Neary, D. G., Ryan K. C., and DeBano, L. F., 2005. Wild land fire in ecosystems: effects of fire on soils and water. General Technical Report, RMRS-GTR-42-vol.4., USDA, Forest Service, Rocky Mountain Research Station, USA.
34- Sokal, R. R., and Rohlf, F. J., 1995. Biometry. 3rd. W.H. Freeman and Co., New York, US, 456 p.
35- Wells, C. G., Campbell, R. E., DeBano, L. F., Lewis, C. E., Fedrikson, R. I., Franklin, E. C., Froelich, R. C., and Dunn, P. H., 1979. Effects of fire on soil: a state-of knowledge review, USDA Forest Service General Technical Report, 34 p.
Volume 34, Issue 2
August 2021
Pages 262-272
  • Receive Date: 27 January 2019
  • Revise Date: 31 December 2019
  • Accept Date: 15 January 2020