بررسی تیپ¬های جنگل با استفاده از شاخصهای اکولوژیک (مطالعه موردی: حاشیه مارون بهبهان)
محورهای موضوعی : اکوسیستم هاالهه حکمت زاده 1 , رضا بصیری 2 , شهرام یوسفی 3 , ملیحه مزین 4
1 - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، دانشکده منابع طبیعی، فارغ التحصیل کارشناسی ارشد جنگلشناسی و اکولوژی جنگل.
2 - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، دانشکده منابع طبیعی، دانشیار گروه جنگلداری، خوزستان- شهرستان بهبهان - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان (ص). *(مسوول مکاتبات)
3 - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، دانشکده منابع طبیعی، استادیار گروه مرتع و آبخیزداری
4 - دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، دانشکده منابع طبیعی، استادیار گروه مرتع و آبخیزداری
کلید واژه: تیپ جنگل, جنگلهای رودخانهای, شاخص اهمیت, شاخص تشابه, شاخص بلوغ.,
چکیده مقاله :
زمینه و هدف: مدیریت پایدار منابع طبیعی تجدیدشونده در ایران از اهمیت و حساسیت ویژهای برخوردار است. به این ترتیب شناسایی عناصر تشکیلدهنده جنگل ازجمله تیپهای جنگل، اصولیترین راه مدیریت بهینه منابع طبیعی و خصوصاً جنگلهاست. جنگلهای ساحلی مناطق مهم حفظ تنوع زیستی و تضمین پایداری اکوسیستم جنگلی هستند. روي این اصل آگاهی و بینش از وضعیت ساختار این جنگلها و تیپهای درختی موجود در آن و شناخت روند تکاملی اکوسیستمهای جنگلی قبل از هرگونه برنامهریزي، امري ضروري است. هدف از این تحقیق، تیپبندی جنگلهای حاشیه رودخانه مارون است. روش بررسی: تعداد 116 قطعه نمونه مربعی شکل به مساحت 100 مترمربع از طریق روش آماربرداری تصادفی سیستماتیک با ابعاد شبکه 200 در 200 متر برای محدوده مورد مطالعه انتخاب گردید. در هر قطعه نمونه، گونههای درختی و درختچهای، درصدپوشش تاج در سطح قطعه نمونه و بر اساس مقیاس تصحیح شده براون- بلانکه تخمین و ثبت گردید. پارامترهای مختلفی مانند فراوانی، وفور و تراکم مورد محاسبه قرار گرفت. از طریق جمع سه پارامتر نسبی فوق، شاخص IVI برای هر گونه به دست آمد. بهمنظور مقایسه درجه تشابه بین تیپها از شاخص تشابه سورنسون استفاده شد. مقادیر فراوانی نسبی برای هر گونه در تیپهای خالص و مخلوط در یک مقیاس 10 واحدی تنظیم و به چهار گروه مشخص تقسیم شد. بعد از تعیین تیپهای درختی منطقه، نقشه آن¬ها از طریق روش درونیابی IDW در نرم افزار GIS10.1 ترسیم شد. یافته ها: در تیپ خالص، گونههای گز (Tamarix arceuthoides) و پده (Populus euphratica) به ترتیب با داشتن بیش-ترین و کم¬ترین مقدار فراوانی نسبی (7/6 و 3/3) مبین گونههای فراوان و کم میباشند. هم¬چنین گونه سریم (Lycium Shawii) به¬عنوان گونه نادر معرفی شد. بهطورکلی سه نوع تیپ شامل خالص، مخلوط دو گونهای و مخلوط سه گونهای به دست آمد. بیش¬ترین مقدار شاخص تشابه سورنسون بین دو تیپ گز-پده و گز-سریم 93% و نیز پده-گز و پده-سریم 92% به¬دست آمد. کم¬ترین مقدار شاخص تشابه 12% تا 15% بین تیپ پده-سریم-گز با تیپهای گز خالص، گز-سریم، گز-پده و پده-گز مشاهده شد. حداقل و حداکثر میزان شاخص بلوغ به ترتیب برای تیپهای خالص (50%) و تیپ¬های مخلوط (79%) به¬دست آمد. تیپهای خالص دارای بلوغ پایین و تیپهای مخلوط دارای بلوغ بالایی هستند. میزان شاخص بلوغ برای کل منطقه 72% بود که نشان گر بلوغ بالایی است. بحث و نتیجه گیری: پوشش درختی جنگلهای رودخانهای مارون بهبهان در یک مقیاس کلی به دو تیپ خالص و مخلوط طبقهبندی شدند. تعداد دو تیپ خالص گز و پده و هفت تیپ مخلوط شامل چهار مورد دو گونهای و سه مورد سه گونهای به¬دست آمد. به¬طور کلی در این اکوسیستم ها سه گونه گز، پده و سریم در به¬وجود آمدن تیپ¬های منطقه نقش مهمی دارند. در بین تیپهای خالص و مخلوط، گونه گز بهعنوان گونه فراوان شناخته شد. تشابه زیاد بین تیپهای گز خالص، گز-سریم و گز-پده ناشی از حضور مشترک و غالب گز در این تیپها است. تنوع تیپ¬های مختلف با حداقل تشابه در یک منطقه محدود گواه پیچیده بودن اکوسیستم های رودخانه ای است.
Background and Objective: Sustainable management of renewable natural resources has special importance and sensitivity in Iran. Identify elements of the forest including forest types, is the most consistent way to manage natural resources and especially forests. River forests are important areas for preserving biodiversity and ensuring the sustainability of the forest ecosystem. On this principle, it is necessary to know and understand the state of the structure of these forests and the types of trees in them and to know the evolutionary process of forest ecosystems before any planning. The aim of this study is forests typing of Maroon riverbank. Material and Methodology: 116 plots were chosen with an area of 100 using a systematic random sampling method with dimensions of grid for the study area. In each plot, tree and shrub species, canopy cover in the area of plot were estimated and recorded according to Braun-Blanquet scale corrected. Various parameters such as frequency, abundance and density were calculated. Through the sum of the above three relative parameters, the IVI index was obtained for each species. In order to compare the degree of similarity between types, Sorenson's similarity index was used. Relative abundance values for each species in pure and mixed types were set on a 10-unit scale and divided into four specific groups. After determining the tree types of the area, their map was drawn through IDW interpolation method in GIS10.1 software. Findings: In pure type, Tamarix ramosissima and Populus euphratica, with the highest and lowest frequency (6.7 and 3.3) are indicated as high and low respectively. In general, three types were found including pure, mixed with two and three species. The most amount of Sorenson similarity index was determined between two types of Tamarix-Populus and Tamarix-Lycium (93%) and also Populus-Tamarix and Populus-Lycium (92%). The lowest similarity index value of 12% to 15% was observed between the Populus-Lysium-Tamarix type with pure Tamarix, Tamarix-Lysium, Tamarix-Populus and Populus-Tamarix types. Minimum and maximum maturity index was obtained for pure types (50%) and mixed types (79%), respectively. Pure types have low maturity and mixed types have high maturity. The maturity index for the entire region was 72%, which indicates high maturity. Discussion and Conclusion: The tree cover of the river forests of Maroon Behbahan were classified into pure and mixed types on a general scale. The number of two pure types of Tamarix and Populus and seven mixed types including four cases of two types and three cases of three types were obtained. Three species (Tamarix arceuthoides, Populus euphratica and Lycium Shawii) are generally important in the creation of regional types. Among the pure and mixed types, Tamarix was recognized as the most abundant species. The great similarity between pure Tamarix, Tamarix-Lycium and Tamarix-Populus types is due to the common and dominant presence of Tamarix in these types. A variety of different types in a limited area represents complex river ecosystems.
1. Akay, A. E., Sivrikaya, F., Gulci, S., 2014. Analyzing riparian forest cover changes along the Firniz River in the Mediterranean City of Kahramanmaras in Turkey. Environ Monit Assess, 186(5), pp. 2741-2747.
2. Coroi, M., Skeffington, M. S., Giller, P., Smith, C., Gormally, M., O’Donovan, G., 2004. Vegetation diversity and stand structure in streamside forests in the south of Ireland. Forest ecology and management, 202(1), pp. 39-57.
3. Dalponte, M., Orka, H. O., Gobakken, T., Gianelle, D., Næsset, E., 2013. Tree species classification in boreal forests with hyperspectral data. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 51(5), pp. 2632-2645.
4. Barnes, T., Van Lear, D., 1998. Prescribed fire effects on advanced regeneration in mixed hardwood stands. Southern Journal of Applied Forestry, 22(3), pp. 138-142.
5. Basiri, R., Taleshi, H., Pourrezaei, J., Hassani, S. M., Gharehghani, R., 2011, Flora life form and chorotypes of plants in river forest Behbahan, Iran. Middle-East Journal of Scientific Research, 9(2), pp. 246-252.
6. Winward, A. H., 2000. Monitoring the vegetation resources in riparian areas, http://www.fs.fed.us/rm/pubs/rmrs_gtr047.pdf
7. Kent, M., 2011. Vegetation description and data analysis: a practical approach: John Wiley & Sons.
8. Curtis, J. T., 1959. The vegetation of Wisconsin: an ordination of plant communities: University of Wisconsin Pres.
9. Barbour, M. T., Gerritsen, J., Snyder, B., Stribling, J. 1999. Rapid bioassessment protocols for use in streams and wadeable rivers. USEPA, Washington.
10. Bhattarai, B. P., Kindlmann, P. 2012. Habitat heterogeneity as the key determinant of the abundance and habitat preference of prey species of tiger in the Chitwan National Park, Nepal. Acta Theriologica, 57(1), pp. 89-97 .
11. Dai, A., 2011. Drought under global warming: a review. Wiley Interdisciplinary Reviews: Climate Change, 2(1), pp. 45-65.
12. Zohary, M., 1963. On the geobotanical structure of Iran: Weizman Science Press of Israel.
13. Zerbe, S., Thevs, N., Kühnel, E. 2010. Vegetation, ecosystem dynamics, and restoration of floodplains in Central Asia–the Tarim River (Xinjiang, NW China) as an example. For. Ecol. Landscape Res. Nat. Conserv, 10, pp. 85-89.
14. Thevs, N., 2005. Tugay vegetation in the middle reaches of the Tarim River–Vegetation types and their ecology. Arch Nat Conserv Landsc Res, 44, pp. 63-84.
15. Nabi, A., Brahmaji, R. P. 2012. Studies on Socio-economic aspects of the people at Machilipatnam Region and their impact on Mangrove Forests, Krishna District, Andhra Pradesh. Review of Research, 1(5), pp. 1-4.
16. Workayehu, B., Fitamo, D., Kebede, F., Birhanu, L., and Fassil, A., 2022. Floristic Composition, Diversity, and Vegetation Structure of Woody Species in Kahitassa Forest, Northwestern Ethiopia. International Journal of Forestry Research, 2022, pp.1-12.
17. Basiri, R., Moradi, M., Kiani, B., and Maasumi Babaarabi, M., 2018. Evaluation of distance methods for estimating population density in Populus euphratica Olivier natural stands (case study: Maroon riparian forests, Iran). Journal of forest science. 64(5), pp. 230–244.
18. Basiri, R., Riazi, A., Taleshi, H., Pourrezaei, J., 2014. The structure and composition of riparian forests of Maroon River, Behbahan. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 22(2), pp.307-321. (In Persian)
19. Talebi, Z., 2012. Study of the ecological species groups along the Karoon river in Shushtar city in Khuzestan province, master's thesis of forestry department, Khatam al-Anbia Behbahan University of Technology. (In Persian)
20. Pourrezaei, j., tarnian, f., pairanj, j., difrakhsh, m., 2010. The studies of flora and phyto geography of tang ban watershed basin in behbahan. Iranian journal of forest, 2(1), pp. 37-49. (In Persian)
21. Landsberg, J., Clarkson, J., 2004. Threatened plants of the Cape York Peninsula: a report to the Australian Government Department of the Environment and Heritage. Queensland Parks and Wildlife Service, Brisbane.
22. Dunster, K. Dunster, J., 1996. Dictionary of natural resource management UBC press, Canada.
23. Misra, R., 1968. Ecology workbook, 244 Oxford and IBH Publishing Company Calcutta.
24. Ellenberg, D., Mueller-Dombois, D., 1974. Aims and methods of vegetation ecology: Wiley New York, NY.
25. Barker, J. R., Ringold, P. L., Bollman, M., 2002. Patterns of tree dominance in coniferous riparian forests. Forest ecology and management, 16(1), pp.311-323.
26. Barbour, G.M., Burk, J.H., Pitts, W.D., Gilliam, F.S. Schwartz, M.W., 1999. Terrestrial plant ecology 3edt. An imprint of Addison Wesley Longman.
27. Sørensen, T. J., 1948. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species content and its application to analyses of the vegetation on Danish commons. København: I kommission hos E. Munksgaard.
28. Pichi-Sermolli, R. E., 1948. An index for establishing the degree of maturity in plant communities. The Journal of Ecology, (36), pp.85-90.
29. Khan, N., 2012. A community analysis of Quercus baloot Griff, forest District Dir, Upper Pakistan. African Journal of Plant Science, 6(1), pp.21-31.
30. Lin_Ke, Y., Tao, L., 2005. Interspecific relationship analysis of desert riparian forest plant communities in the middle and lower reaches of the Tarim River. Acta Phytoecologica Sinica, 29(2), pp.226-234.
بررسی تیپهای جنگل با استفاده از شاخصهای اکولوژیک (مطالعه موردی: حاشیه مارون بهبهان)
چکیده
مدیریت پایدار منابع طبیعی تجدیدشونده در ایران از اهمیت و حساسیت ویژهای برخوردار است. به این ترتیب شناسایی عناصر تشکیلدهنده جنگل ازجمله تیپهای جنگل، اصولیترین راه مدیریت بهینه منابع طبیعی و خصوصاً جنگلهاست. جنگلهای ساحلی مناطق مهم حفظ تنوع زیستی و تضمین پایداری اکوسیستم جنگلی هستند. روي این اصل آگاهی و بینش از وضعیت ساختار این جنگلها و تیپهای درختی موجود در آن و شناخت روند تکاملی اکوسیستمهای جنگلی قبل از هرگونه برنامهریزي، امري ضروري است. هدف از این تحقیق، تیپبندی جنگلهای حاشیه رودخانه مارون است.
روش بررسی:
تعداد 116 قطعه نمونه مربعی شکل به مساحت 100 مترمربع از طریق روش آماربرداری تصادفی سیستماتیک با ابعاد شبکه 200 در 200 متر برای محدوده مورد مطالعه انتخاب گردید. در هر قطعه نمونه، گونههای درختی و درختچهای، درصدپوشش تاج در سطح قطعه نمونه و بر اساس مقیاس تصحیح شده براون- بلانکه تخمین و ثبت گردید. پارامترهای مختلفی مانند فراوانی، وفور و تراکم مورد محاسبه قرار گرفت. از طریق جمع سه پارامتر نسبی فوق، شاخص IVI برای هر گونه به دست آمد. بهمنظور مقایسه درجه تشابه بین تیپها از شاخص تشابه سورنسون استفاده شد. مقادیر فراوانی نسبی برای هر گونه در تیپهای خالص و مخلوط در یک مقیاس 10 واحدی تنظیم و به چهار گروه مشخص تقسیم شد. بعد از تعیین تیپهای درختی منطقه، نقشه آنها از طریق روش درونیابی IDW در نرم افزار GIS10.1 ترسیم شد.
یافته ها:
در تیپ خالص، گونههای گز (Tamarix arceuthoides) و پده (Populus euphratica) به ترتیب با داشتن بیشترین و کمترین مقدار فراوانی نسبی (7/6 و 3/3) مبین گونههای فراوان و کم میباشند. همچنین گونه سریم (Lycium Shawii) بهعنوان گونه نادر معرفی شد. بهطورکلی سه نوع تیپ شامل خالص، مخلوط دو گونهای و مخلوط سه گونهای به دست آمد. بیشترین مقدار شاخص تشابه سورنسون بین دو تیپ گز-پده و گز-سریم 93% و نیز پده-گز و پده-سریم 92% بهدست آمد. کمترین مقدار شاخص تشابه 12% تا 15% بین تیپ پده-سریم-گز با تیپهای گز خالص، گز-سریم، گز-پده و پده-گز مشاهده شد. حداقل و حداکثر میزان شاخص بلوغ به ترتیب برای تیپهای خالص (50%) و تیپهای مخلوط (79%) بهدست آمد. تیپهای خالص دارای بلوغ پایین و تیپهای مخلوط دارای بلوغ بالایی هستند. میزان شاخص بلوغ برای کل منطقه 72% بود که نشان گر بلوغ بالایی است.
بحث و نتیجه گیری:
پوشش درختی جنگلهای رودخانهای مارون بهبهان در یک مقیاس کلی به دو تیپ خالص و مخلوط طبقهبندی شدند. تعداد دو تیپ خالص گز و پده و هفت تیپ مخلوط شامل چهار مورد دو گونهای و سه مورد سه گونهای بهدست آمد. بهطور کلی در این اکوسیستم ها سه گونه گز، پده و سریم در بهوجود آمدن تیپهای منطقه نقش مهمی دارند. در بین تیپهای خالص و مخلوط، گونه گز بهعنوان گونه فراوان شناخته شد. تشابه زیاد بین تیپهای گز خالص، گز-سریم و گز-پده ناشی از حضور مشترک و غالب گز در این تیپها است. تنوع تیپهای مختلف با حداقل تشابه در یک منطقه محدود گواه پیچیده بودن اکوسیستم های رودخانه ای است.
واژههای کلیدی: تیپ جنگل، جنگلهای رودخانهای، شاخص اهمیت، شاخص تشابه، شاخص بلوغ.
مقدمه
جنگلهای ساحلی مناطق مهم حفظ تنوع زیستی و تضمین پایداری اکوسیستم جنگلی هستند (1). روي این اصل آگاهی و بینش از وضعیت ساختار این جنگلها و تیپهای درختی موجود در آن و شناخت روند تکاملی اکوسیستمهای جنگلی قبل از هرگونه برنامهریزي بهمنظور برداشت اصولی در توده، امري ضروري بوده و میتواند بهعنوان الگوي مناسب براي انتخاب شیوههاي صحیح جنگلشناسی باشد. بنابراین شناسایی تیپهای جنگلی و تهیه نقشه این تیپها اولین قدم در مدیریت صحیح این جنگلهاست (2 و 3). تیپ یک طبقهبندی تکرارشونده یا گروهبندی قابلتشخیص از گونههای گیاهی است. درواقع گیاهانی که بهطور مکرر در نواحی با ترکیبهای مشابهی از عوامل محیطی حضور
مییابند، دارای نیازهای اکولوژیک مشابهی بوده و تشکیل تیپهای پوششگیاهی میدهند (4). تیپها از طریق معیارهایی نظیر حضور و غیاب یا پوششنسبی، در هر گروه به شناسایی اکوسیستمها و طبقهبندی آنها کمک میکنند (5). شایان ذکر است تیپهای گیاهی رودخانهای اغلب بهصورت تکهها، نوارها و یا جزایری رخ میدهند و توسط تشابهات فلورستیکی در هر دو اشکوب بالا و پایین شناسایی و تحلیل میشوند (6). راهحل رسیدن به این تحلیل دقیق و با کم ترین خطا، استفاده از روش تیپ بندی کلاسیک میباشد که مبتنی بر روشهای عینی است (7، 8 و 9). از روشهای مهم عینی در تعیین تیپ استفاده از شاخص اهمیت1 (IVI)، شاخص تشابه سورنسون2 (SSI) و شاخص بلوغ3 (MI) است که بر پایه فراوانی نسبی، تراکم نسبی و چیرگی نسبی استوار میباشد (10 و 11).
اهمیت حضور تیپهای درختی همواره در مطالعات مختلفی در جنگلهای رودخانهای و در ایران و دنیا مورد تأکید قرار گرفته است. Zohary (1963) تیپهای Tamarix-Lycium را برای اکوسیستمهای حاشیه رودخانهای معرفی کرد (12). Thevs (2005) ، Zerbe و همکاران (2010) تیپهای درختی در حوزه رودخانه Tarim در چین را تیپ پده (Populus euphratica)، پده-گز (Tamarix ramosissima -Populus euphratica) و سریم- پده (Populus euphratica -Lycium ruthenicum) معرفی نمودند (13 و 14). Bhattarai (2012) با استفاده از شاخص ارزش اهمیت (IVI)، شاخص بلوغ (MI) و شاخص تشابه سورنسون (SSI) بعضی از خصوصیات جامعه جنگلی مانند تراکم، فراوانی و درصد تاج پوشش را مورد بررسی قرار داد (10). شایان ذکر است در تجزیه و تحلیل تیپشناسی جنگل بر مبنای
روشهای اکولوژیک، استفاده از این سه شاخص کارایی و دقت بالایی دارد (15 و ). Basiri و همکاران (2018) در مطالعه خود در منطقه مارون بهبهان به دو تیپ گز و پده اشاره کردند. بصیری و همکاران (1393) تیپهای سریم، پده، گز، گز- سریم، پده- سریم، گز- پده- سریم، پده-گز- سریم و پده-گز را در بخشی از جنگلهای رودخانهای حوزه مارون بهبهان بر اساس شاخص اهمیت مشخص کرد (18). طالبی (1392) گروه گونههای اکولوژیک حاشیه رودخانه کارون در شهرستان شوشتر در استان خوزستان را معرفی نمود که دو گروه درختی آن شامل Tamarix arceuthoides و Lycium shawii هستند (19). این مطالعه تلاش میکند تا پوشش درختی جنگلهای رودخانهای مارون بهبهان را بر اساس شاخصهای کمی IVI، MI و SSI مورد تجزیه و تحلیل قرار دهد.
مواد و روشها
اين مطالعه در جنگلهای رودخانهای مارون واقع در شهرستان بهبهان، استان خوزستان انجام شده است. جنگل مورد بررسي در محدوده طول جغرافيايي˝37 ́09 ˚50 و ˝25 ́10 ˚50 و عرض جغرافيايي ˝53 ́38 ˚30 و ˝38 ́́39 ˚30 (شکل1) با ارتفاعی بین 250 تا 300 متر از سطح دريا قرار دارد. متوسط بارندگی سالانه 04/350 میلیمتر و متوسط دمای سالانه 24 درجه سانتیگراد است (20). منطقه بر اساس فرمول اقلیمی آمبرژه دارای اقلیم خشک است (5). گونههای چوبی موجود و طبیعی که در حاشیه رودخانه مارون استقرار یافتهاند، شامل پده (Populus euphratica Olivier.)، گز (Tamarix arceuthoides Beg.) و سریم (Lycium Shawii Roemer & schult) میباشند که جوامع گیاهی منحصربهفردی را تشکیل دادهاند.
روش تحقیق
ابتدا محدوده رودخانه مارون در حوزه بهبهان و سپس توسعه محدوده مورد مطالعه جنگلهای اطراف آن از طریق تصاویر ماهوارهای Google Earth مشخص گردید. سپس تعداد 116 قطعهنمونه مربعی شکل به مساحت 100 مترمربع (21) از طریق روش آماربرداری تصادفی سیستماتیک با ابعاد شبکه 200 در 200 متر برای محدوده مورد مطالعه انتخاب شد. در هر قطعه نمونه، گونههای درختی و درختچهای، درصدپوشش تاج در سطح قطعه نمونه و بر اساس مقیاس تصحیح شده براون-بلانکه تخمین و ثبت گردید (7) و تعداد پایه هر گونه شمارش شد. پارامترهای مختلفی مانند فراوانی (frequency) فرمول (1)، وفور (abundance) فرمول (2) و تراکم (density) از طریق روابط زیر مورد محاسبه قرار گرفت.
فرمول (1) و
که در آن: : فراوانی گونه iام، : تعداد قطعه نمونهای که در آن گونه iام حضور داشته است و : تعداد کل قطعات نمونه. : فراوانی نسبی گونه iام، : فراوانی کل میباشد. فراوانی به معنای حضور و غیاب گونه است و واحد ندارد.
شکل 1- موقعیت جغرافیایی منطقه مورد مطالعه
Figure 1. Geographical location of the study area
مقادیر فراوانی نسبی برای هر گونه در تیپهای خالص و مخلوط در یک مقیاس 10 واحدی تنظیم و به چهار گروه مشخص (جدول 1) تقسیم شد (15). درصورتیکه بیش از 80% از درختان یک جنگل در بخش تاج پوشش آن از یک گونه باشند تیپ خالص و درصورتی که کمتر از %80 باشد تیپ مخلوط خواهد بود (22).
جدول1- طبقهبندی مقادیر فراوانی نسبی در مقیاس 10 واحدی
Table 1. Relative frequency classification of values on a 10 units scale
3> | 5-3 | 7-5 | 10-7 |
فراوانی نادر | فراوانی کم | فراوان | خیلی فراوان |
پارامتر وفور و تراکم که قویترین شاخص عددی در یک جامعه هستند (23) بر اساس روابط زیر محاسبه میشوند:
فرمول (2) و و و
که در آن: : وفور گونه iام، : تعداد قطعه نمونهای که در آن گونه iام حضور داشته است، : تعداد کل پایه گونه iام، : وفور نسبی گونه iام، : وفور کل، : تراکم گونه iام و : تراکم نسبی گونه iام است. موارد فوق دارای واحد نیستند.
از طریق جمع سه پارامتر نسبی فوق، شاخص IVI برای هر گونه به دست آمد (24) تا ارزش اکولوژیکی و چیرگی هر گونه تنها با یک عدد در یک پلات مشخص گردد (25). دامنه عددی شاخص اهمیت از صفر تا 300 است (26). بر اساس حضور یک، دو یا سه گونه درختی، میزان شاخص اهمیت تیپها مشخص شدند. بدین ترتیب که اگر در محدوده مورد مطالعه یک گونه دیده شد تیپ جنگل به نام آن گونه مشخص
میشود و اگر بیش از یک گونه باشد نامگذاری تیپ بر اساس میزان شاخص اهمیت گونهها خواهد بود. گونه دارای شاخص اهمیت بالاترین در ابتدای نام تیپ و نام بعدی برای میزان شاخصهای کمتر بعدی قرار میگیرد.
بهمنظور مقایسه درجه تشابه بین تیپها از شاخص SSI استفاده شد (27):
و
که در آن: : شاخص تشابه سورنسون، : کمترین شاخص اهمیت گونههای مشترک، : شاخص اهمیت تیپ A، : شاخص اهمیت تیپ B و : شاخص عدم تشابه سورنسون است.
درنهایت، مقادیر شاخص تشابه طبقهبندی گردید (جدول 2).
جدول 2- مقدار شاخص SSI
Table 2. SSI index value
مقدار شاخص تشابه | 100-80 | 80-60 | 60-40 | 40-0 |
طبقه | بالاترین تشابه | تشابه متوسط | تشابه حداقل | عدم تشابه |
شاخص بلوغ یکی از شاخصههای بلوغ یک تیپ است که از طریق روش Pichi-Sermolli (28) و بهصورت رابطه زیر محاسبه میشود:
که در آن : شاخص بلوغ، : جمع درصد فراوانی تمام گونهها و : تعداد کل گونهها
مقادیر نزدیک به 100 دارای بالاترین بلوغ خواهند بود (15) و مقادیر بزرگتر از 60% بیانگر بلوغ تیپ است (29).
بعد از تعیین تیپهای درختی منطقه، نقشه آنها از طریق روش درونیابی IDW در نرم افزار GIS10.1 ترسیم میشود.
نتایج
تحلیل فراوانی پوشش درختی
درمجموع سه گونه درختی مهم در جنگلهای رودخانهای منطقه مورد مطالعه یافت شد. مقادیر فراوانی نسبی برای گونههای درختی به تفکیک تیپ خالص، مخلوط و کل منطقه در شکل (2) نشان داده شده است.
شکل 2- فراوانی نسبی گونههای درختی به تفکیک تیپ خالص و مخلوط
Figure 2. Relative frequency of tree species in pure and mixed type
در تیپ خالص گونههای گز و پده به ترتیب با داشتن بیش ترین و کم ترین مقدار فراوانی نسبی (7/6 و 3/3) مبین گونههای فراوان و کم هستند. هم چنین در تیپ مخلوط گونههای گز و سریم به ترتیب با داشتن بیش ترین و کم ترین مقدار فراوانی نسبی (6/4 و 65/1) مبین گونههای فراوان و نادر هستند. گونه پده در این تیپ با داشتن مقدار فراوانی نسبی 75/3 در طبقه فراوانی کم قرار گرفت. در کل منطقه، گونههای گز و پده به ترتیب با داشتن مقادیر فراوانی نسبی (2/4 و 6/3) در طبقه با فراوانی کم و گونه سریم هم با داشتن مقدار فراوانی نسبی 3/2 در طبقه نادر قرار میگیرند.
شاخص اهمیت (Importance Value Index)
بر مبنای شاخص اهمیت محاسباتی تعداد 9 تیپ مختلف شناسایی و تفکیک شد (جدول 3). بهطورکلی سه نوع تیپ شامل خالص، مخلوط دو گونهای و مخلوط سه گونهای بهدست آمد. نتایج آزمون t جفتی حاکی از وجود تفاوت معنیدار بین چیرگی گونههای موجود در یک تیپ معین در سطح خطای بسیار کم 1/0 درصد است (). چیرگی گونههای مختلف درختی بر پایه میزان اهمیتشان در تیپهای مختلف مشخص گردید. گونه گز در تیپ خالص دارای بالاترین میزان شاخص اهمیت است. در این تیپ گونه دیگری وجود ندارد. میزان اهمیت گونه گز بعد از تیپ خالص، به ترتیب متعلق به تیپ گز-سریم (4/158) و تیپ گز-پده (6/138) است. ارزش اهمیت گونه پده در تیپهای خالص، پده-سریم (1/163) و پده-گز (0/140) بهدست آمد. هم چنین بالاترین میزان اهمیت گونه سریم در تیپ پده-سریم-گز (0/78) مشاهده شد.
جدول 3- گونههای درختی چیره بر مبنای میانگین و انحراف معیار شاخص اهمیت (IVI) در تیپهای مختلف و نتایج آزمون t جفتی (بهصورت علائم * نشان دادهشده است)
Table 3. Dominant tree species based on mean and standard deviation of importance index (IVI) in different types and paired t-test results (is shown by *)
تیپها | نام گونهها | ||
Lycium shawii | Populus euphratica | Tamarix arceuthoides | |
گز خالص | 0 | 0 |
|
پده خالص | 0 |
| 0 |
گز-پده | 0 | *** | *** |
پده-گز | 0 | *** | *** |
گز-سریم | *** | 0 | *** |
پده-سریم | * | * | 0 |
گز-پده-سریم | *** | *** | *** |
پده-گز-سریم | ** | ** | ** |
پده-سریم-گز | * | * | * |
* نشانگر تفاوت معنیدار در سطح خطای 5 درصد - ** نشانگر تفاوت معنیدار در سطح خطای 1 درصد - *** نشانگر تفاوت معنیدار در سطح خطای 1/0 درصد
با توجه به مقادیر شاخص اهمیت گونهها در تمام تیپها، گونه سریم از دو گونه دیگر جدا میشود و بهطورکلی عدم برتری گونه سریم در تمام تیپها قابل مشاهده است. دو گونه گز و پده دارای رقابت نزدیک به هم بوده، بهطوریکه سهم برتریجوییشان در بین تمام تیپها تقریباً مساوی است (شکل3).
شکل 3- توزیع تیپها بر اساس شاخص اهمیت و گونههای درختی
Figure 3. Types distribution based on importance value and tree species
شاخص تشابه سورنسون (Sorenson Similarity Index)
بیشترین مقدار شاخص تشابه سورنسون بین دو تیپ گز-پده و گز-سریم 93% و نیز پده-گز و پده-سریم 92% بهدست آمد. کمترین مقدار شاخص تشابه 12% تا 15% بین تیپ پده-سریم-گز با تیپهای گز خالص، گز-سریم، گز-پده و پده-گز مشاهده شد. از طرفی عدم تشابه بین تیپهای گز خالص و پده خالص، پده خالص و گز-سریم و نیز گز خالص و پده-سریم صفر درصد بهدست آمد (جدول4).
جدول 4- شاخص تشابه سورنسون بین تیپهای مختلف منطقه مورد مطالعه
Table 4. Sorenson similarity index between different types of study area
9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
|
12 | 39 | 75 | 0 | 88 | 35 | 82 | 0 | - | 1 |
68 | 74 | 35 | 90 | 0 | 82 | 36 | - | - | 2 |
15 | 48 | 44 | 41 | 93 | 43 | - | - | - | 3 |
15 | 46 | 44 | 92 | 40 | - | - | - | - | 4 |
14 | 13 | 16 | 23 | - | - | - | - | - | 5 |
28 | 13 | 15 | - | - | - | - | - | - | 6 |
16 | 16 | - | - | - | - | - | - | - | 7 |
17 | - | - | - | - | - | - | - | - | 8 |
- | - | - | - | - | - | - | - | - | 9 |
1: گز خالص 2: پده خالص 3: گز-پده 4: پده-گز 5: گز-سریم 6: پده-سریم 7: گز-پده-سریم 8: پده-گز- سریم 9: پده-سریم-گز
از 35 مورد مقایسه بین تیپها، 51% در طبقه عدم تشابه، 23% حداقل تشابه، 9% تشابه متوسط و 17% در طبقه حداکثر تشابه قرار گرفتند (جدول 5).
جدول 5- خلاصهای از وضعیت شاخص تشابه سورنسون در بین تیپها و در طبقات مختلف تشابه
Table 5. Summarizes of sorenson similarity index situation among types and in similarity classes
تعداد جفت تیپها | 6 مورد | 3 مورد | 8 مورد | 18 مورد |
درصد | 17 | 9 | 23 | 51 |
مقدار شاخص تشابه | 100-80 | 80-60 | 60-40 | 40-0 |
طبقه | بالاترین تشابه | تشابه متوسط | تشابه حداقل | عدم تشابه |
مقادیر شاخص عدم تشابه سورنسون محاسبه شده نیز نتایج مشابهی با شرایط تشابه بهدست آورد (جدول 6).
جدول 6 - شاخص عدم تشابه سورنسون بین تیپهای مختلف منطقه مورد مطالعه
Table 6. Sorenson dissimilarity index between different types of the study area
9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 |
|
- | - | - | - | - | - | - | - | - | 1 |
- | - | - | - | - | - | - |
| 100 | 2 |
- | - | - | - | - | - | - | 64 | 18 | 3 |
- | - | - | - | - | - | 57 | 18 | 65 | 4 |
- | - | - | - | - | 60 | 7 | 100 | 12 | 5 |
- | - | - | - | 77 | 8 | 59 | 10 | 100 | 6 |
- | - | - | 85 | 84 | 56 | 56 | 65 | 25 | 7 |
- | - | 84 | 87 | 87 | 54 | 52 | 26 | 61 | 8 |
- | 83 | 84 | 72 | 86 | 85 | 85 | 32 | 88 | 9 |
شاخص بلوغ (Maturity Index)
مقادیر شاخص بلوغ برای تیپهای مشاهده شده بر اساس خالص، مخلوط و برای کل منطقه در شکل (4) آمده است.
شکل 4- مقادیر شاخص بلوغ برای تیپهای خالص، مخلوط و کل منطقه
Figure 4. Maturation index values for pure, mixed types and the whole region
حداقل و حداکثر میزان شاخص بلوغ بهترتیب برای تیپهای خالص 50% و تیپهای مخلوط 79% بهدست آمد. تیپهای خالص دارای بلوغ پایین (مقادیر زیر60% نشان گر بلوغ کم است) و تیپهای مخلوط دارای بلوغ بالایی (مقادیر نزدیک به 100% نشان گر بلوغ بالا است) هستند. میزان شاخص بلوغ برای کل منطقه 72% بود که نشان گر بلوغ بالایی است.
درونیابی (IDW)
نقشه درونیابی IDW بهطور واضح نشاندهنده پراکنش و مقدار هر تیپ در منطقه مورد مطالعه است. همانطور که دیده میشود بازههای با مقادیر بالای IVI سهم بیشتری در نقشه دارند که نشاندهندهی مقادیر بالای تراکم و غلبه نسبی و در نتیجه فراوانی گونه گز در منطقه مطالعاتی است و بیانگر تراکم بالای گونه گز در بیشتر نقاط است. در نهایت نقشه تیپبندی تیپهای مختلف جنگلی منطقه مارون که شامل 9 تیپ است با رویهمگذاری نقشههای درونیابی سه تیپ تهیه شد که در شکل (5) مشاهده میشود.
شکل 5- نقشه تیپبندی تیپهای مختلف جنگلی منطقه مارون بهبهان
(Po: Populus euphratica، Ta: Tamarix arceuthoides، Ly: Lycium Shawii)
Figure 5. Typing map of forest different types in Behbahan Maroon area (Po: Populus euphratica، Ta: Tamarix arceuthoides، Ly: Lycium Shawii(
بحث و نتیجهگیری
پوشش درختی جنگلهای رودخانهای مارون بهبهان در یک مقیاس کلی به دو تیپ خالص و مخلوط طبقهبندی شدند. تعداد دو تیپ خالص گز و پده و هفت تیپ مخلوط شامل چهار مورد دو گونهای و سه مورد سه گونهای بهدست آمد. مطالعات متعددی در دنیا و ایران وجود اینگونه تیپها را تأیید کرده است (12، 13، 14، 30 و 31). در ایران بصیری (18)، طالبی (19) و Basiri و همکاران (17) بهوجود این تیپها اشارهکردهاند. در بین تیپهای خالص و مخلوط، گونه گز بهعنوان گونه فراوان شناخته شد. Moysiadis و Efthimiou (32) اینگونه را بهعنوان گونه فراوان پوششهای رودخانهای معرفی کردهاند. گونه سریم بهعنوان گونه نادر در این تیپبندی مشخص گردید. طالبی (19) شاخص اهمیت گونه سریم را حدود 29 تعیین کرده است که گواه بر نادر بودن این گونه میباشد.
برتری گونه گز در تیپهای خالص و برخی تیپهای مخلوط دو گونهای مشهود است. این گونه تنها در برابر گونه پده در تیپ پده-گز مغلوب بوده است. بصیری و همکاران (18) غلبه نسبی گونه پده را بر اساس تاج پوشش عنوان کرد. به همین دلیل شاخص اهمیت این گونه در برخی موارد
بیشتر از گونه گز بهدست آمد. گونه سریم در تیپهای خالص قدرت بروز و رشد نداشته است. تنها در تیپهای مخلوط که مشخصات برتری و چیرگی دو گونه گز و پده تحت تأثیر هم دیگر قرار میگیرد و فضای مختصری را برای گونه سریم به وجود میآورد، توانسته هم پای دو گونه دیگر رشد کند، بهطوریکه در تیپ پده-سریم-گز با کاهش چشمگیر گز (شاخص اهمیت 3/18) حضور مهمی را ایجاد کرده است (شاخص اهمیت 78 %). نکته مهم و کاربردی از دیدگاه اکولوژیک میتواند این باشد که گونه سریم را میتوان بر اساس شرایط حضورش برای کنترل گونه مهاجم گز در قالب جنگلکاری توسعه داد. 74% از جفت تیپها متفاوت یا حداقل تشابه را دارا بودهاند. این میزان علاوه بر صحت تیپبندی بالا نشانگر آن است که سه گونه مهم درختی منطقه نقش اساسی را در به وجود آوردن تیپهای مختلف بازی میکنند. تنها 17% از جفت تیپها دارای تشابه بالایی بودهاند. بدین معنی که دامنه تیپهای مختلف منطقه بالا است و با توجه به تعداد کم گونههای درختی، نمیتوان یک محدوده کوچک از تیپها را برای منطقه قائل شد.
تشابه زیاد بین تیپهای گز خالص، گز-سریم و گز-پده (شاخص تشابه 93%، 88% و 82%) ناشی از حضور مشترک و غالب گز در این تیپها است. گونههای غالب در هر اجتماعی شرایط محیطی را به نفع خود تغییر میدهند (4 و 33). در این تیپها شرایط محیطی مشابهی حکمفرماست. این موضوع برای تیپهای پده خالص، پده-گز و پده-سریم نیز که دارای تشابه بالایی بوده (شاخص تشابه 92%، 90% و 82%)، صادق است. شاخص بلوغ در تیپهای مخلوط نسبت به خالص بیشتر بهدست آمد. این موضوع بهدلیل حضور تعداد زیاد گونهها و ایجاد شرایط محیطی مناسبتر برای رشد و بالغ شدن گونهها در تیپهای مخلوط است (15). درمجموع وجود تیپهای متنوع در جنگلهای مناطق رودخانهای گواه بر پیچیده بودن این نوع اکوسیستمها میباشد.
تشکر و قدردانی:
از دانشگاه صنعتی خاتمالانبیاء بهبهان بهخاطر حمایت مالی این تحقیق تشکر میشود.
منابع مورداستفاده
1. Akay, A. E., Sivrikaya, F., Gulci, S., 2014. Analyzing riparian forest cover changes along the Firniz River in the Mediterranean City of Kahramanmaras in Turkey. Environ Monit Assess, 186(5), pp. 2741-2747.
2. Coroi, M., Skeffington, M. S., Giller, P., Smith, C., Gormally, M., O’Donovan, G., 2004. Vegetation diversity and stand structure in streamside forests in the south of Ireland. Forest ecology and management, 202(1), pp. 39-57.
7. Kent, M., 2011. Vegetation description and data analysis: a practical approach: John Wiley & Sons.
12. Zohary, M., 1963. On the geobotanical structure of Iran: Weizman Science Press of Israel.
15. Nabi, A., Brahmaji, R. P. 2012. Studies on Socio-economic aspects of the people at Machilipatnam Region and their impact on Mangrove Forests, Krishna District, Andhra Pradesh. Review of Research, 1(5), pp. 1-4.
16. Fassil, A., 2022. Floristic Composition, Diversity, and Vegetation Structure of Woody Species in Kahitassa Forest, Northwestern Ethiopia. International Journal of Forestry Research
17. Basiri, R., Moradi, M., Kiani, B., and Maasumi Babaarabi, M., 2018. Evaluation of distance methods for estimating population density in Populus euphratica Olivier natural stands (case study: Maroon riparian forests, Iran). Journal of forest science. 64(5), pp. 230–244.
18. Basiri, R., Riazi, A., Taleshi, H., Pourrezaei, J., 2014. The structure and composition of riparian forests of Maroon River, Behbahan. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 22(2), pp.307-321. (In Persian)
19. Talebi, Z., 2012. Study of the ecological species groups along the Karoon river in Shushtar city in Khuzestan province, master's thesis of forestry department, Khatam al-Anbia Behbahan University of Technology. (In Persian)
20. Pourrezaei, j., tarnian, f., pairanj, j., difrakhsh, m., 2010. The studies of flora and phyto geography of tang ban watershed basin in behbahan. Iranian journal of forest, 2(1), pp. 37-49. (In Persian)
21. Landsberg, J., Clarkson, J., 2004. Threatened plants of the Cape York Peninsula: a report to the Australian Government Department of the Environment and Heritage. Queensland Parks and Wildlife Service, Brisbane.
22. Dunster, K. Dunster, J., 1996. Dictionary of natural resource management UBC press, Canada.
23. Misra, R., 1968. Ecology workbook, 244 Oxford and IBH Publishing Company Calcutta.
24. Ellenberg, D., Mueller-Dombois, D., 1974. Aims and methods of vegetation ecology: Wiley New York, NY.
25. Barker, J. R., Ringold, P. L., Bollman, M., 2002. Patterns of tree dominance in coniferous riparian forests. Forest ecology and management, 16(1), pp.311-323.
26. Barbour, G.M., Burk, J.H., Pitts, W.D., Gilliam, F.S. Schwartz, M.W., 1999. Terrestrial plant ecology 3edt. An imprint of Addison Wesley Longman.
27. Sørensen, T. J., 1948. A method of establishing groups of equal amplitude in plant sociology based on similarity of species content and its application to analyses of the vegetation on Danish commons. København: I kommission hos E. Munksgaard.
28. Pichi-Sermolli, R. E., 1948. An index for establishing the degree of maturity in plant communities. The Journal of Ecology, (36), pp.85-90.
29. Khan, N., 2012. A community analysis of Quercus baloot Griff, forest District Dir, Upper Pakistan. African Journal of Plant Science, 6(1), pp.21-31.
30. Lin_Ke, Y., Tao, L., 2005. Interspecific relationship analysis of desert riparian forest plant communities in the middle and lower reaches of the Tarim River. Acta Phytoecologica Sinica, 29(2), pp.226-234.
Forest types studying using ecological indices (Case study: Maroon side of Behbahan)
Abstract
Introduction:
Sustainable management of renewable natural resources has special importance and sensitivity in Iran. Identify elements of the forest including forest types, is the most consistent way to manage natural resources and especially forests. River forests are important areas for preserving biodiversity and ensuring the sustainability of the forest ecosystem. On this principle, it is necessary to know and understand the state of the structure of these forests and the types of trees in them and to know the evolutionary process of forest ecosystems before any planning. The aim of this study is forests typing of Maroon riverbank.
Material and Methods:
116 plots were chosen with an area of 100 using a systematic random sampling method with dimensions of grid for the study area. In each plot, tree and shrub species, canopy cover in the area of plot were estimated and recorded according to Braun-Blanquet scale corrected. Various parameters such as frequency, abundance and density were calculated. Through the sum of the above three relative parameters, the IVI index was obtained for each species. In order to compare the degree of similarity between types, Sorenson's similarity index was used. Relative abundance values for each species in pure and mixed types were set on a 10-unit scale and divided into four specific groups. After determining the tree types of the area, their map was drawn through IDW interpolation method in GIS10.1 software.
Findings:
In pure type, Tamarix ramosissima and Populus euphratica, with the highest and lowest frequency (6.7 and 3.3) are indicated as high and low respectively. In general, three types were found
including pure, mixed with two and three species. The most amount of Sorenson similarity index was determined between two types of Tamarix-Populus and Tamarix-Lycium (93%) and also Populus-Tamarix and Populus-Lycium (92%). The lowest similarity index value of 12% to 15% was observed between the Populus-Lysium-Tamarix type with pure Tamarix, Tamarix-Lysium, Tamarix-Populus and Populus-Tamarix types. Minimum and maximum maturity index was obtained for pure types (50%) and mixed types (79%), respectively. Pure types have low maturity and mixed types have high maturity. The maturity index for the entire region was 72%, which indicates high maturity.
Discussion and conclusion:
The tree cover of the river forests of Maroon Behbahan were classified into pure and mixed types on a general scale. The number of two pure types of Tamarix and Populus and seven mixed types including four cases of two types and three cases of three types were obtained. Three species (Tamarix arceuthoides, Populus euphratica and Lycium Shawii) are generally important in the creation of regional types. Among the pure and mixed types, Tamarix was recognized as the most abundant species. The great similarity between pure Tamarix, Tamarix-Lycium and Tamarix-Populus types is due to the common and dominant presence of Tamarix in these types. A variety of different types in a limited area represents complex river ecosystems.
Key words: Forest type, River forests, Importance value index, Similarity index, Maturity index
[1] Importance Value Index
[2] Sorenson Similarity Index
[3] Maturirty Index