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 |
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.