فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 20، بهار 91

اثر روشنه بر ماکروفون خاک در راشستان آمیخته(مطالعه موردی جنگل شصت کلاته)

مریم خیری [1]^*

kheiri.m417@yahoo.com

هاشم حبشی[2]

سید محمد واعظ موسوی[3]

نگار مقیمیان¹

چکیده

ماکروفون خاک مهم­ترین بخش خاکزیان در خرد و ریز کردن مواد آلی و زیر و رو کردن آن ها هستند و از سوی دیگر در ایجاد خلل و فرج و افزایش تخلخل خاک­ها نقش بسیار مهمی دارند. از طرفی با تغییر شیوه­ی پرورش جنگل­های شمال به تک گزینی، قطع درختان به صورت انفرادی انجام شده که نتیجه­ی آن ایجاد روشنه­ی تاج پوشش می­باشد. همچنین از طریق نشانه گذاری درختان، پرورش درختان توده و زادآوری نیز ایجاد خواهد شد، لذا مهم­ترین مرحله، دخالت انسان در توده­های جنگلی است. هدف از این تحقیق مقایسه­ی تنوع زیستی ماکروفون خاک در داخل روشنه و زیر تاج پوشش جنگل در لایه­های مختلف خاک می­باشـد. تنوع زیـــوزن ماکروفــون خاک شامل کرم خاکی، هزارپا، خرخاکی و لارو آن ها و سایر حشرات در عمق 10 سانتی­متری خاک به صورت ترانسکت خطی با استفاده از نمونه برداری به روش دستی در قطعات نمونه­ی به ابعاد10× 10 در تیپ­های جنگلی راشستان آمیخته شصت کلاته (طرح جنگلداری دکتر بهرام­نیا) بررسی شده است. یکنواختی به کمک روش اسمیت- ویلسون و تنوع با استفاده از شاخص شانون محاسبه و مقایسات به کمک آزمون تی غیر جفتی انجام شد. نتایج حاصل از مقایسات آماری نشان داد که بین قطعات نمونه موجود در زیر تاج پوشش با قطعات نمونه موجود در روشنه­ها از نظر شاخص­ تنوع زیستی شانون و نیز یکنواختی به لحاظ آماری تفاوت معنی­داری در سطح 99 % وجود دارد.

کلمات کلیدی: شاخص تنوع زیستی، روشنه، ماکروفون.

مقدمه

در طبیعت در اثر شرایط خاص تحت عوامل نامساعد محیطی سطح وسیعی از جنگل تخریب می شود، اما در شرایط معمولی روند تحولات در جنگل از طریق پیر شدن درختان، پوسیدن و افتادن آن ها انجام می شود و بر اثر افتادن درختان روشنه های کوچک، متوسط و بزرگ باز می شود (1).  در جنگل وقتی یک یا تعدادی از درختان تاج پوشش عمدتاً به دلیل اختلالات طبیعی می­میـرند و یا آسیب می­بینند، بازشدگی­های کوچکی که روشنه نامیده می­شوند در تاج پوشش شکل می­گیرنـد و سپس با درختــان دیگــر پر می­شونــد (2).  روشنــه­هــای تاج پوشش قطعاتی از محیط متفاوتی را در درون جنگل ایجـاد می­کنند (3،4). دو نوع تعریف برای روشنه وجود دارد: روشنه تاج پوشش که به صورت مستقیم زیر بازشدگی از مرگ درختان و یا شاخه ها به وجود می­آیند و دیگری، روشنه های توسعه یافته که روشنه های تاج پوشش به اضافه سطح مجاوری که به پایه های درختان مجاور روشنه تاج پوشش توسعه یافته است، اطلاق می شود و این مساحتی است که به صــورت مستقیم و غیر مستقیم به وسیله نــور متـاثر می شود (5) بیولوژی خاک، مطالعات همه شکل های زندگی موجود در خاک است. گونه هایی از 5 سلسله زندگی شامل حیوانات، قارچ ها، گیاهان، تک یاخته ها و موجودات ذره بینی در آن وجود دارند. همه ارگانیسم های زنده یک نقش مهمی را در تمام چرخه غذایی در اکوسیستم مستقل بازی می کنند (6). بسیاری از تغییرات شیمیایی، بیوشیمیایی و تحولات فیزیکی خاک بدون حضور و فعالیت موجودات زنده خاکی امکان پذیر نیست(7). تجزیه فیزیکی موادآلی قبل از همه توسط ماکروارگانیسم­ها صورت می­گیرد (ماکروفون خاک شامل خاکزیان با ابعاد کمتر از 20 میلی­متر و بیشتر از 2 میلی­متر است که شامل هزارپا، حشرات، کرم­خاکی، خرخاکی و نرم­تنان است) که از آن­ها مخصوصاً کرم خاکی وظایف عمده­ای به عهــده می­گیرد (8). در خاک جنگل­های خزان کننده مناطق معتدل، بی­مهرگان بیشماری وجود دارند که از مواد آلی کف جنگل تغذیه می­کنند. ماکروفون خاک از خرده­ریزخواران هستند که هنگام تغذیه، لاشریزه­ها را به قطعه­های کوچکتر تقسیم می­کنند، در نتیجه سطح آن­ها افزایش می­یابد و شرایط برای افزایش فعالیت تجزیه کنندگان مناسب­تر می شود. در غیاب ماکروفـون خاک فرایند تجزیه به کنـدی پیش مــی­رود به گونـه­ای که سرعت تجــزیه لاشبرگ­هــا تا 50% کاهش می­یابد(9). حدود 90% از انرژی موادی که به چرخه لاشریزه­خواری در می­آیند، در نتیجه فعالیت­های زیستی تجزیه­کنندگان آزاد می شود (10). به این ترتیب ماکروفون خاک در مصرف انرژی لاشریزه­ها تاثیر مهمی ندارند، بلکه اهمیت رفتار اکولوژیک آن ها در خرد کردن لاشریزه­ها و فراهم آوردن سطح بیشتر و محیط مســاعــدتر برای فعالیت میکــروبــی و تجزیه­کنندگان می­باشد(11). نوع و تعداد ماکروفون خاک و فعالیت زیستی آن ها نمایانگر وضعیت تشکیل خاک، الگوهای توالی پوشش گیاهی و تخریب محیط در رویشگاه­های معین می­باشد (12). با توجه به این که تنوع با مرحله­های مختلف توالی تغییر می­کند، می­توان نتیجه گرفت که بین تنوع ماکروفون خاک با مرحله­های توالی ارتباط دارد(13). به این ترتیب ویژگی­های ماکروفون خاک، شاخصی است که می­تواند در مناطق بهره­برداری شده، نشانگر وضعیت تخریب و در اجرای طرح­های بازسازی و احیا نشانگر روند بازگشت تعادل به اکوسیستم باشد. در نتیجه تنوع و ساختار ماکروفون خاک را می­توان به عنوان معیار برای آگاهی از چگونگی تاثیر عملیات اجرایی مدیریت بر اکوسیستم­های جنگلی مورد استفاده قرار داد(14). تغییرات طبیعی اکوسیستم در طول زمان ( توالی ) موجب تغییر یا توالی اجتماع ماکروفون خاک می شود(12). ماکروفون خاک به عنوان دسته مهمی از جانداران خاکزی از اهمیت بسیار در جرخه مواد غذایی و انرژی برخوردارند و اثرات مهمی روی پویای مواد آلی و روند تجزیه در خاک دارند (15). در حال حاضر، از دست رفتن مداوم تنوع زیستی در اکوسیستم­های خشکی، علیرغم فعالیت در سطح بین­المللی برای غلبه بر این تهدید وجود دارد و در مورد تنوع زیستی ارگانیسم­ها و جانداران خاکزی که از اجزای مهم و کلیدی در هر سیستم اکولوژیکی هستند(16) و در بهبود حاصلخیزی خاک و تولیدات زمین و پایداری اکوسیستم (از طریق فرآیندهای بیولوژیک) نقش عمده دارند(17) غفلت شده است. تعداد بیوماس کرم خاکی در بهار و پاییز افزایش می­یابد و بهترین زمان برای نمونه­گیری از جمعیت کرم خاکی اردیبهشت و آبان ماه می­باشد، همچنین نتیجه­گیری شد که 65 تا 70 درصد از بیوماس کرم خاکی در لایه0-10 سانتی­متری خاک قرار دارد (18). تفاوت تعداد بیوماس جمعیت کرم­خاکی در لایه هوموس و عمق 10 سانتی­متری خاک نسبت به عمق 20 سانتی­متری قابل توجه است که نشان دهنده فعالیت بیشتر کرم خاکی در لایه­های بالایی خاک و لایه هوموس است. این تفاوت به دلیل نامناسب شدن شرایط زیستی(تهویه، غدای مناسب و رطوبت) برای کرم خاکی در نتیجه افزایش عمق خاک می­باشد (19). از آن جا که کاهش بی­مهرگان خاک می­تواند اثرات منفی روی ساختار خاک، روند تجزیه، فرآیند نفوذ و تبادل گازها داشته باشد می­تواند رشد گیاهان را مختل کند. بنابراین، در اکولوژی و برنامه­های حفاظت، مدیریت زیستگاه و ارزیابی اکوسیستم به تعیین شاخص­های تنوع، غنا و فراوانی این جانداران نیاز داریم. توده­های راش آمیخته اصلی­ترین و تولیدی­ترین توده­های جنگلی در منطقه رویشی هیــرکانی می­باشد. در این توده­ها سیر توالی طبیعی از طریق ایجاد روشنه و تجدید حیات طبیعی شروع می­گردد. از آن جا که نقش ماکروفون خاک در ایجاد تغییرات خاک و تجزیه بسیار مهم است در این تحقیق رابطه ماکروفون خاک درون روشنه­های تاج با تاج پوشش جنگل بررسی خواهد شد .

روش مورد بررسی

منطقه مورد مطالعه: این پژوهش در پارسل 32 از سری یک جنگل آموزسی و پژوهشی شصت کلاته (مرحوم بهرام نیا) واقع در استان گلستان انجام گردیده است. جنگل مذکور در عرض جغرافیایی 36 درجه و 41 دقیقه تا 36 درجه و 45 دقیقه شمالی و طول جغرافیایی 54 درجه و 20 دقیقه تا 54 درجه و 24 دقیقه شرقی قرار گرفته و مســاحت آن 3716 هکتــار می­باشد. میزان بارندگی متوسط سالانه در آن 649 میلی­متر می­باشد. پارسل مذکور از خاک جنگلی به رنگ قهوه­ای و بسیار عمیق با بافت لوم سیلتی رسی تشکیل شده است. این پارسل به لحاظ شرایط اکولوژیکی حالتی تقریبا یکنواخت داشته و از تیپ راش انجیلی ممرز تشکیل شده است.

روش مطالعه

روشنه­های انتخابی را به سه کلاسه شامل روشنه­های کوچک(200-399 متر مربع )، متوسط(400-699 متر مربع) و بزرگ (بزرگ تر از 700 مترمربع) تقسیم بندی می­کنیم (20).در این روشنه­هاتنوع زیوزن ماکروفون خاک شامل کرم خاکی، هزارپا، خرخاکی و لارو آن ها و سایر حشرات در عمق 10 سانتی­متری خاک به صورت ترانسکت خطی با استفاده از نمونه برداری به روش دستی در قطعات نمونه­ی به ابعاد10× 10  بررسی شده است. یکنواختی به کمک روش اسمیت- ویلسون و تنوع با استفاده از شاخص شانون محاسبه و مقایسات به کمک آزمون تی غیر جفتی انجام شد.عمل تجزیه و تحلیل داده­ها را با استفاده از نرم افزار spss انجام می­دهیم. نرمال بودن توزیع داده­ها با آزمون کولموگروف اسمیرنوف تعیین می شود. معنادار بودن اختلاف بین گروه­ها را با استفاده از تجزیه واریانس انجام می­دهیم.

یافته­ها

نتایج آزمون نرمال نشان داد که توزیع داده­ها در مورد همه شاخص­ها از توزیع نرمال پیروی نمی­کند. اگر چه توزیع نرمال داده­ها شرط لازم و ضروری پردازش زمین آماری نمی­باشد لیکن در صورت نرمال بودن داده­ها، تخمین­های زمین آماری می­تواند از دقت بالاتری برخوردار باشد(15)، به همین دلیل سعی بر نرمال کردن داده­ها گردید، داده­ها به صورت لگاریتم پایه طبیعی تبدیل شدند. اما از آن جا که در بعضی از نقاط نمونه­برداری مشاهدات صفر بودند تبدیل به صورت (Ln(x+1)) انجام گرفت. (21،22). بر اساس نتایج حاصله از جدول تجزیه واریانس، بین تعداد و بایومس ماکروفون خاک در گروه­های مختلف در سطح اطمینان 99% تفاوت معناداری وجود دارد. بر اساس آزمون تی غیر جفتی در مقایسه‌ی بین تعداد و بایومس ماکروفون در زیر تاج پوشش خاک جنگل با خاک روشنه­ها در سطح احتمال 99% اختلاف معناداری مشاهده گردید. بطور کلی مقدار این متغیرها در خاک زیر تاج پوشش بیشتر از روشنه­ها می­باشد. بر اساس جدول آنالیز واریانس، بین تعداد و بیوماس ماکروفون در سطح احتمال 99% تفاوت معنا داری بین روشنه و جنگل وجـود دارد (23).

جدول 1- جدول تجزیه واریانس شاخص تنوع زیستی (شانون) روشنه و جنگل

جدول2- جدول تجزیه واریانس شاخص یکنواختی (اسمیت- ویلسون) روشنه و جنگل

شکل 2- میانگین شاخص شانون بر اساس فراوانی و بیوماس ماکروفون

شکل 3- میانگین شاخص اسمیت- ویلسون بر اساس فراوانی و بیوماس ماکروفون

شکل4- همبستگی بایومس ماکروفون خاک با مساحت روشنه

شکل5- همبستگی فراوانی ماکروفون خاک با مساحت روشنه

بحث و نتیجه­گیری