ارزیابی ویژگی‌های ساختاری و عملکردی لکه‌های اکولوژیک با استفاده از روش (LFA)

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی رامین خوزستان، خوزستان، ایران

2 دانش آموخته دکتری مرتعداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

استان خوزستان از جمله استان‌هایی است که در سال‌های اخیر با پدیده ریزگردها دست به گریبان بوده و پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی بسیاری را متحمل شده است. بدین منظور این تحقیق با هدف ارزیابی شاخص-های سطح خاک برای شناسایی وضعیت قطعات اکولوژیک در اراضی تپه ماهوری زوئیر در شهرستان باوی و استان خوزستان برنامه‌ریزی شد. منطقه مورد مطالعه در شرق شهرستان باوی و در فاصله 5 کیلومتری شهر ملاثانی و 8/41 کیلومتری اهواز در استان خوزستان واقع شده است. واحد نمونه‌برداری در این تحقیق ترانسکت خطی بوده که در طول آن لکه‌های اکولوژیکی و فضای بین لکه‌ای به صورت تصادفی انتخاب گردید، سپس یازده شاخص خاک که تعیین-کننده سه ویژگی عملکردی (پایداری، نفوذپذیری و چرخۀ غذایی عناصر) می‌باشند طبق دستورالعمل تانگوی و هیندلی امتیازدهی گردید. در مرحله بعدی با استفاده از نرم‌افزار LFA سه ویژگی عملکردی براساس امتیازات شاخص‌های مرتبط با آن تعیین و به منظور تجزیه و تحلیل آماری و مقایسۀ لکه‌های اکولوژیکی از نرم‌افزار SPSS استفاده شد. نتایج نشان داد که در منطقه مورد بررسی بیشترین درصد پایداری خاک مربوط به لکه درختی می‌باشد و کمترین درصـد آن مربوط به فضای بین لکه‌ای (خاک لخت) است. همچنین بیشترین درصد چرخه عناصر غذایی مربوط به لکه تنه درختی و درختی بوده و فضای بین لکه‌ای (خاک لخت) و لکه فورب دارای کمترین چرخه مواد غذایی بوده‌اند. همچنین بر خلاف فرضیه‌های تحقیق بیشترین درصد نفوذپذیری مربوط به خاک لخت بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


ارزیابی ویژگی­های ساختاری و عملکردی لکه­های اکولوژیک با استفاده از روش (LFA)

معصومه موقری*[1]، لیلا خلاصی[2]

                                           تاریخ دریافت: 29/11/97 تاریخ پذیرش: 10/6/98

 

چکیده

استان خوزستان از جمله استان­هایی است که در سال­های اخیر با پدیده ریزگردها دست به گریبان بوده و پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی بسیاری را متحمل شده است. این تحقیق با هدف ارزیابی شاخص­های سطح خاک برای شناسایی وضعیت قطعات اکولوژیک در اراضی تپه ماسه­ای زوئیر در شهرستان باوی و استان خوزستان  به روش LFA انجام شد. منطقه مورد مطالعه در شرق شهرستان باوی و در فاصله 5 کیلومتری شهر ملاثانی و 8/41 کیلومتری اهواز در استان خوزستان واقع شده است. واحد نمونه­برداری در این تحقیق ترانسکت خطی بوده که در طول آن لکه­های اکولوژیکی و فضای بین لکه­ای به صورت تصادفی انتخاب گردید، سپس یازده شاخص خاک که تعیین­کننده سه ویژگی عملکردی (پایداری، نفوذپذیری و چرخۀ غذایی عناصر) می­باشند طبق دستورالعمل تانگوی و هیندلی  امتیازدهی گردید. در مرحله بعدی با استفاده از نرم­افزار LFA سه ویژگی عملکردی براساس امتیازات شاخص­های مرتبط با آن تعیین و به منظور تجزیه و تحلیل آماری و  مقایسۀ لکه­های اکولوژیکی از نرم­افزار SPSS استفاده شد. نتایج نشان داد که در منطقه مورد بررسی بیشترین درصد پایداری خاک مربوط به لکه درختی می­باشد و کمترین درصـد آن مربوط به فضای بین لکه­ای (خاک لخت) است. همچنین بیشترین درصد چرخه عناصر غذایی مربوط به لکه تنه درختی و درختی بوده و فضای بین لکه­ای (خاک لخت) و لکه فورب دارای کمترین چرخه مواد غذایی بوده­اند. همچنین بر خلاف فرضیه­های تحقیق بیشترین درصد نفوذپذیری مربوط به خاک لخت بوده است.

واژه­های کلیدی: تجزیه و تحلیل چشم­انداز، پایداری، نفوذپذیری، چرخۀ غذایی عناصر، خوزستان


مقدمه

با توجـه بـه اینکـه تعیـین ویژگی­های عملکردی اکوسیستم­­های گیاهی وقت­گیر و هزینه­بـرمی­باشد بنابراین از برخی شاخص­های اکولوژیک برای ارزیابی ایـن ویژگـی­هـا اسـتفاده مـی­شـود) 21 .(روش تجزیه و تحلیل کارکرد چشم انداز (LFA[3]) که خاستگاهی استرالیایی دارد در سال 2004 توسط تانگوی و هیندلی (27) توسعه داده شد که قادر است کارکرد منظر را با در نظر گرفتن شاخص­های متعدد مربوط به سطح خاک و با سرعت بالا به صورت کمی نمایش دهد. LFA یک روش نظارت و ارزیابی با سرعت و اعتبار بالاست که برای تعیین سه ویژگی عملکردی شامل: پایداری، نفوذپذیری و چرخه عناصر مورد استفاده قرار می­گیرد (29).

در این روش لکه­ها[4] سطحی از اکوسیستم­اند که منابع در آن تجمع می­یابند و فواصل بین لکه­ها[5] سطحی می­باشند که منابع از آن منتقل شده­اند (25). این لکه­ها از نظر نوع، اندازه، ترکیب و عملکرد با یکدیگر تفاوت دارند و به صورت پایه­های منفرد گیاهی، گروهی از پایه­های گیاهی، تخته سنگ­ها و یا هر مانعی که بتواند منابع را در خود حفظ کند دیده می­شوند (30).

این روش به طور گسترده­ای برای پایش اکوسیستم­های مختلف و در اقلیم­های مختلف از مراتع خشک طبیعی سرتاسر استرالیا (30، 25، 17) تا جنگلهای بارانی مجاور استوا در اندونزی با بارش سالانه 4000 میلیمتر (26) و در انواع کاربری از بهره­برداری سنتی مراتع (9) تا مراتع معدن کاوی شده (26) و اکوسیستم­هایی به منظور حفاظت از تنوع زیستی به کار گرفته شده است (27). رضـایی و ارزانـی (2007) بــا ارزیــابی پتانســیل رویشــگاه بــا اســتفاده از خصوصیات سطحی خاک بیان نمودند که این شاخص­ها مـی­تواننـد عامـل بسیار خوبی در تعیین پتانسیل رویشگاه و ترکیـب گیـاهی باشد (23).

 از جمله مطالعاتی که از این روش به منظور ارزیابی ویژگی­های ساختاری و عملکردی اکوسیستم­های مختلف پرداخته­اند  می­توان به موارد زیر اشاره کرد:

کریمیان و حشمتی (2018) اثر گیاهان چوبی را بر ویژگی­های سطح خاک با استفاده از روش طبقه­بندی خاک سطحی مرتع در مراتع سرچشمه خشاب مورد بررسی قرار دادند. نتایج مطالعه آنها مؤید این مطلب است که خاک دارای پوشش مخلوط (کنار و کنارک) شاخص چرخه عناصر غذایی و پایداری بیشتری را نشان می­دهد. این در حالی است که شاخص نفوذپذیری تفاوت معنی­داری را بین لکه­های مختلف نشان نداد (13).

برن و همکاران (2018) در بررسی ساختار و عملکرد مراتع پاتاگونیان در آرژانتین با استفاده از روش LFA نشان دادند که خشکسالی و چرای بیش از حد، اثرات همگرا بر ساختار و عملکرد اکوسیستم­ها دارند و باعث کاهش میزان غنای گونه، پوشش گیاهان خوشخوراک و عملکرد خاک می­شوند (5).

دهقانی بیدگلی و کشاورز (2018) در ارزیابی اثر چرا بر خصوصیات خاک با استفاده از روش LFA در آبشخوارهای مراتع خشک نشان دادند که عملکرد اکوسیستم با فاصله گرفتن از آبشخوارها افزایش می­یابد (7).

رفیق و همکاران (2017) در تحقیقی به بررسی اثر شدت چرا (چرای سنگین، چرای متوسط و عدم چرا) و همچنین جهت جغرافیایی بر عملکرد اکوسیستم محدوده سد طرق مشهد با روش تجزیه وتحلیل عملکرد چشم­انداز  (LFA) پرداختند. لکه­های فورب و گندمی در بیشتر سایت­ها دارای بالاترین عملکرد و لکه­های سنگ و فضای بین لکه­ای (خاک لخت) در بیشتر سایت­ها دارای کمترین عملکرد بودند. همچنین گروه شمالی-غربی از نظر هر سه پارامتر عملکردی دارای امتیاز بالاتری از گروه جنوبی-شرقی است (22).

حشمتی و کمالی (2016) در تحقیقی به بررسی اثر ساختار گیاهان چوبی بر تغییرات عملکرد مراتع منطقه پرور در استان سمنان پرداختند. نتایج مطالعه آنها نشان داد که گونه­های چوبی با فرم فشرده­تر نقش پررنگتری در بهبود شاخص­های عملکرد مرتع از جمله پایداری، نفوذ پذیری و چرخه عناصر غذایی در مقایسه با ساختار نسبتا فشرده و نیز باز گونه­های چوبی دارند. از طرفی هرچه ارتفاع گونه­های چوبی کوتاه­تر باشد نقش آنها در پایداری خاک بیشتر خواهد بود (11).

جعفری و همکاران (2015) در مطالعه­ای به ارزیـابی ساختار و عملکرد مراتع نیمه استپی استان اصفهان در وضعیت­های متوسط، ضعیف و خیلی ضعیف با استفاده از روش تجزیه و تحلیل عملکرد چشم­انداز (LFA) در مراتع نیمه استپی آغچه اصفهان پرداختند. نتایج مطالعه آنها نشان داد که اکثر ویژگی­های ساختاری (طول لکه­ها، تعداد لکه­ها، شاخص سطح لکه و شاخص ساختار چشم­انداز) و عملکردی (نفوذپذیری، پایداری و چرخه موادغـذایی ) بـین مراتع با وضعیت­های " خیلی ضعیف و متوسط" تفاوت معنی­داری داشته اما بین سایر وضعیت­ها ("ضعیف و متوسط "و " ضـعیف و خیلی ضعیف ") تفاوت معنی­داری مشاهده نشد (12).

خلاصی و حشمتی (2013) در مطالعه­ای به بررسی عملکرد شاخص­های سطح خاک در لکه­های مختلف در مراتع حنیطیه شهرستان اهواز پرداخته و بیان کردند درختچه­ها در بین سایر لکه­ها دارای ویژگی­های عملکردی بالاتری در شاخص پایداری بوده­اند. در مطالعه آنها خاک دارای پوشش گراس مقادیر شاخص چرخة عناصر غذایی بیشتر و شاخص نفوذپذیری تغییرات معنی­داری را در بین فرم­های رویشی نشان نداد (14).

به طور کلی لازمه اعمال سیستم­های مدیریتی صحیح به ویژه در مناطق خشک، شناخت روابط و تأثیر متقابل بین عوامل تشکیل دهنده اکوسیستم و پوشش گیاهی می­باشد (2). به نحوی که با تشخیص میزان عملکرد اکوسیستم می­توان اطلاعات به هنگام را برای مدیریت بهینه فراهم نمود که در نحوه اداره و بهره­برداری از قابلیت بالقوه آن کمک می­کند.

همچنین با توجه به اینکه در کشور بر اثر شدت بهره­برداری ازمراتع سیر بیابانی شدن در مراتع افزایش یافته و این امر موجب اجرای برخی برنامه­های اصلاحی در سطح کشور شده است (10). از جمله این برنامه­ها نهالکاری با برخی گونه­های مقاوم می­باشد. در حوزه مورد مطالعه نیز در سال­های گذشته اقدام به نهالکاری با گونه­هایی نظیر Tamarix aphylla و Prosopis juliflora شده است. بنابراین بررسی ارزیابی عملکرد اکوسیستم در چنین مناطقی می­تواند منجر به برنامه­ریزی صحیح برای عملیات اصلاحی در این مناطق و همچنین مناطق مشابه شود.

معرفی منطقه مورد مطالعه

منطقه موردمطالعه در این تحقیق اراضی تپه ماهوری زوئیر می­باشدکه در شرق شهرستان باوی و در فاصله 5 کیلومتری شهر ملاثانی و 8/41 کیلومتری اهواز در استان خوزستان واقع شده است. محدوده جغرافیایی حوزه مورد مطالعه بین 48 درجه و 57 دقیقه و 12 ثانیه تا 48 درجه و 57 دقیقه و 39 ثانیه طول شرقی و 31 درجه و 34 دقیقه 56 ثانیه تا 31 درجه و 36 دقیقه و 9 ثانیه عرض شمالی می­باشد. بیشترین ارتفاع منطقه از سطح دریا 35 متر می باشد و کمترین ارتفاع معادل 28 متر از سطح دریا می­باشد. موقعیت دقیق منطقه در کشور ایران و استان خوزستان در شکل شماره (1) ارائه شده است.

شکل (1)- موقعیت حوزه مورد مطالعه در شهرستان باوی، استان خوزستان و کشور ایران

 

بر اساس اطلاعات به دست آمده از گزارش هوا و اقلیم شناسی حوزه مورد مطالعه میزان متوسط بارندگی سالانه 145/209 میلی متر است که بیشترین بارندگی در فصل زمستان اتفاق می­افتد. سردترین ماه سال دی ماه با دمای 13.2 درجه سانتی گراد وگرم ترین ماه آن تیر با دمای 4/51 درجه سانتی گراد بوده است. متوسط سالانه تبخیر 3247.94میلی متر و اقلیم منطقه به روش دمارتن از نوع خشک می­باشد.

این منطقه غالبابه صورت تپه­های شنی بوده که به منظور تثبیت آنها در گذشته با گونه­های درختی (Tamarix aphylla) و کهور (Prosopis juliflora)  درختکاری شده است و زیر اشکوب غالب آن گونه­های (Cornulaca aucheri)، (Citrullus colocynthis)، (Malva parviflora)، (Plantago ovata) و (Alhagi camelorum)می­باشد.

روش تجزیه و تحلیل بر پایۀ LFA

در سال 1995 تانگوی دستورالعملی را برای ارزیابی وضعیت سطح خاک در مراتع استرالیا به چاپ رساند. در این دستورالعمل یک سری از خصوصیات مشخصه­ای سطح خاک با میزان اثربخشی معین در تعریف خاک معرفی گردید. خاک از مواد معدنی، ریشۀ گیاهان، موجودات زنده خرد و درشت، مواد آلی در مراحل مختلف تجزیه، آب ­و ­هوا تشکیل شده است. واکنش غیر یکنواخت این اجزا شرایط بسیار متنوعی را در مقیاس­های مختلفی از حفره­های کوچک تا سطح مزرعه ایجاد و این امر خاک را با مشکل روبه رو می­کند. طیف وسیعی از عوامل فیزیکی و شیمیایی که دارای اثر متقابل هستند در تنوع خاک سهیم هستند و لذا ترکیب و فعالیت موجودات زنده خاک را در یک محل و زمان خاص، مشخص می­کنند.  در یک مرحلۀ بحرانی در LFA تعیین دو موضوع مقیاس مکانی الگوی لکه­ها و فضای بین لکه­ای و ارزیابی غنای منابع لکه­ها و بین­لکه­ها با استفاده از شاخص­های سطح خاک است.

در این مطالعه 3 ویژگی شاخص­های سطح خاک بررسی شد که در ذیل پارامترهای متعلق به هر یک معرفی می­شوند.

نفوذ پذیری: درمنطقة مرتعی برای تعیین نفوذپذیری از شاخص­های پوشش­گیاهان چند ساله، منشأ و درجۀ تجزیه شدگی لاشبرگ، بافت خاک، مواد رسوب­گذاری شده، پستی و بلندی سطح خاک، آزمون پایداری، نوع و شدت فرسایش استفاده می­شود.

پایداری خاک: تعیین کلاسهای پایداری خاکدانه طبق دستورالعمل ارایه شده در هر یک از انواع لکه­های اکولوژیک و فضای بین لکه­ای (خاک لخت) انجام گرفت پایداری توسط شاخص­های حفاظت خاک، مقدار لاشبرگ، پوشش کریپتوگام، خرد شدن سله­ها، نوع و شدت فرسایش، مواد رسوب­گذاری شده، ماهیت سطح خاک و آزمون پایداری اندازه­گیری می­شود.

چرخة عناصرغذایی: در انواع لکه­های اکولوژیک و فضای بین لکه­ای، چرخۀ غذایی عناصر توسط پوشش­گیاهان چندساله، پستی و بلندی  سطح خاک، پوشش کریپتوگام، مواد رسوبگذاری شده، منشأ و درجۀ تجزیه­شدگی لاشبرگ اندازه­گیری می­شود.

روش نمونه­برداری

واحد نمونه­برداری ترانسکت خطی بوده که فواصل پیوسته در طول ترانسکت را در نظر می­گیرد. نمونه­برداری به صورت تصافی-سیستماتیک بوده و و با کاربرد 2 ترانسکت 135 متری در جهت گرادیان باد غالب انجام شد، به طوری که اولین ترانسکت به صورت تصادفی بوده و ترانسکت بعدی در فاصله 50 متری آن در نظر گرفته شد.  در هر ترانسکت لکه­های اکولوژیکی و فضای بین لکه­ای با استفاده از فرم­های رویشی گیاهان مشخص گشته و پس از تعیین موارد فوق، 5 تکرار از هر لکه و فضای بین لکه­ای به صورت تصادفی انتخاب گردید، یعنی در هر فاصله 5 تکرار از لکه­ها و فضای بین لکه­ای برداشت شد، سپس طول، عرض و ارتفاع لکه­های اکولوژیکی برای برآورد ویژگی ساختاری و حجم تاج پوشش­گیاهی در ترانسکت ثبت می­شود.  سپس یازده شاخص خاک که تعیین­کننده سه ویژگی عملکردی (پایداری، نفوذپذیری و چرخۀ غذایی عناصر) می­باشند. طبق دستورالعمل تانگوی و هیندلی (2003) امتیازدهی گردید (26). امتیازدهی شاخص­های سطح خاک در هر لکه و فضای بین لکه­ای در طول یک محدوده ارزیابی در طول ترانسکت صورت می­گیرد و در مرحلۀ بعد با استفاده از نرم­افزار LFA سه ویژگی عملکردی براساس امتیازات شاخص­های مرتبط با آن تعیین شد به منظور تجزیه و تحلیل آماری و  مقایسۀ لکه­های اکولوژیکی از نرم­افزار SPSS استفاده شد.

نتایج

در منطقه مورد مطالعه 3 نوع لکه اکولوژیک و یک نوع فضای بین لکه­ای شناسایی شد (جدول1). نتایج نشان داد که در ویژگی­های عملکردی سطح خاک پوشش کریپتوگام و سله سطح خاک امتیاز صفر را گرفتند (جدول 2) که این امتیاز با توجه به منطقه مورد مطالعه که جزء اراضی شنی است قابل توجیح بوده و می­توان در تحقیقات آینده مدل LFA را برای اراضی شنی بهبود داد. با توجه به جدول 2 می­توان نتیجه گرفت که در پایداری خاک منطقه پوشش سطح خاک در نفوذپذیری، بافت خاک و در چرخه مواد غذایی بقایای گیاهی قابل تبدیل بیشترین تأثیر را داشته­اند.

جدول 1- چشم­انداز کلی عرصه مورد مطالعه

لکه­ها و فضای بین لکه­ای

میانگین طول لکه­ها به متر

درصد

تنه درخت

002/0

7/0

درخت

38/1

4/6

فورب

28/0

0/1

خاک لخت

85/7

8/91

عرصۀ مورد مطالعه دارای بافت خاک سبک با زهکشی مناسب بوده و از نظر تجربی بافت خاک شنی تشخیص داده شد. بررسی­های صحرایی نشان داد که خاک ماسه­ای و ناپایدار بوده و محدودیت­هایی را از نظر عملیات احیاء و اصلاح به وجود خواهد آورد. جهت مقایسۀ لکه­ها و فضای بین لکه­ای از تجزیۀ واریانس یک­طرفه بر پایۀ کاملاً تصادفی استفاده شد.

بر اساس نتایج به دست آمده در مورد شاخص پایداری، لکه اکولوژیک درختی دارای بیشترین پایداری و پس از آن لکه­های اکولوژیک فورب، تنه درخت و خاک لخت تقریبا در یک سطح قرار داشته و اختلاف معنی­داری ندارند (در سطح 5 درصد) (شکل 2) .

جدول 2- امتیازات شاخص­های سطح خاک برای ارزیابی ویژگی عملکردی خاک

ویژگی­های عملکردی

شاخص های سطح خاک

پایداری

نفوذپذیری

چرخه مواد غذایی

پوشش سطح خاک

5

125/2

125/2

125/2

طبیعت سطح خاک

5

79/1

79/1

 

مواد فرسایش یافته

4

85/2

 

 

شکل­های فرسایش

4

25/3

 

 

پوشش کریپتوگام

4

0

 

0

سله سطح خاک

4

0

 

 

تست خیس خوری

4

083/0

083/0

 

لاشبرگ                     

6

708/1

 

 

بقایای گیاهی قابل تبدیل

10

 

458/4

458/4

میکروتوپوگرافی

5

 

375/1

375/1

بافت خاک

4

 

8/3

 

همچنین نتایج بررسی شاخص نفوذپذیری نشان داد که از نظر نفوذپذیری بین هر چهار لکه اختلاف معنی­داری (در سطح 5 درصد) وجود داشته و خاک لخت دارای بالاترین درصد نفوذپذیری و لکه تنه درختی، درخت و فورب در اولویت­های بعدی از نظر مقدار این شاخص قرار دارند (شکل 3).

و در نهایت نتایج مربوط به شاخص چرخه عناصر غذایی نشان داد که بیشترین میزان کربن آلی خاک مربوط به قطعة اکولوژیک درختی و تنه درخت است که با اختلاف معنی­داری (در سطح 5 درصد) نسبت به دو قطعه فورب و فضای بین لکه­ها (خاک لخت) از نظر چرخه مواد غذایی قرار دارند (شکل  4).

 

شکل2-تغییرات میانگین شاخص پایداری سطح خاک در بین مناطق لکه­ای و بین لکه­ای چشم­انداز

 

 

شکل3-تغییرات میانگین شاخص نفوذپذیری سطح خاک در بین مناطق لکه­ای و بین لکه­ای چشم­انداز


شکل4-تغییرات میانگین شاخص چرخه مواد غذایی سطح خاک در بین مناطق لکه­ای و بین لکه­ای چشم­انداز

بحث و نتیجه­گیری

خشکسالی و چرای بیش از اندازه تأثیر زیادی بر ساختار و عملکرد مراتع این منطقه داشته است. غنای گونه­ای و پوشش گیاهان خوشخوراک به شدت کاهش داشته که متقابلا بر عملکرد خاک نیز تأثیر­گذار بوده است. به طور کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در منطقه مورد بررسی بیشترین درصد پایداری خاک مربوط به لکه درختی می­باشد. برادشاو (1984) نیز دربررسی­های خود در گراسلندهای مناطق خشک بیان داشتند کـه فـرم­هـای مختلـف رویشـی بـه دلیـل اختلاف در ساختار و فرم ریشه­دوانی دارای اثر متفاوتی بر روی پایداری و نفوذپـذیری خـاک هسـتند و فرم­های رویشی که دارای ابعاد بزرگتری هستند دارای اثر بیشتری بر پایداری خاک هستند (4). بستلمیر و همکاران ( 2006) نیز در تحقیق خود بر این موضوع اذعان داشتند که فرم­های رویشی با ابعاد بزرگتر درصد پایداری خاک در آنها بیشتر است (3). یاری و حشمتی (2016) دلیل این امر را سیستم ریشه­ای قوی، محکـم و وسیع و درصد مساحت قابل توجهی که این لکه­ها به خود اختصاص داده­اند، می­داند (33). در منطقه مورد مطالعه نیز به دلیل بافت سبک خاک تنها لکه درختی با سیستم ریشه­دوانی گسترده و وسعت قابل توجه، توانست پایداری قابل قبولی در مقابل لکه­های فورب، تنه درخت و خاک لخت داشته باشد. حشمتی و کمالی (2016)، یاری و حشمتی (2016) و یاری و همکاران (2015) نیز در مطالعات خود به این نکته اذعان داشتند که کمترین درصـد پایداری خاک مربوط به فضای بین لکه­ای (خاک لخت) است (11، 33 و 32).

علاوه بر آن نتایج حاکی از آن است که-بیشترین درصد چرخه عناصر غذایی هم مربوط به لکه تنه درختی و درختی می­باشد. یاری و حشمتی (2016)  دلیل آن را لاشبرگ به دام انداخته شده و سیستم ریشه­ای قوی این فرم­های رویشی و در نتیجه بهبـود سـاختمان، افـزایش خلـل و فـرج خـاک و افزایش نفوذپذیری می­دانند (33). عالم زاده و حشمتی (2015) هم معتقدند که گیاهان چوبی و لاشبرگ آنها حاصلخیزی و سطوح مواد آلی خاک (نیتروژن و فسفر) را افزایش می­دهند (1) چرا که این گیاهان سرعت تجزیه­پذیری و نفوذ مواد آلی بالایی دارند که سبب می­شود وضعیت چرخه مواد آلی در این فرم رویشی بیشتر از سایرین باشد (6). تانگوی و لودویگ (1990) گونه­های چوبی را به علت سیستم ریشه­ای گسترده­تر نسبت به خاک لخت یا خاک پوشیده از گراس­ها دارای نقش مهم­تری در جذب کلسیم، پتاسیم و منگنز معرفی کردند (28). این در حالیست که فضای بین لکه­ای (خاک لخت) و لکه فورب دارای کمترین چرخه مواد غذایی بوده­اند. حشمتی و کمالی (2016)، یاری و همکاران (2015) و یاری و حشمتی (2016)  نیز در مطالعه خود به این نتیجه رسیدند که خاک لخت دارای کمترین چرخه مواد غذایی بوده است (11، 32 و 33) . نتایج این بخش از این مطالعه با نتایج مونرو و همکاران (2012) نیز مطابقت داشته است (18). ایشان نشان دادند که شاخص عناصر غذایی LFA با افزایش سن درختان خاک افزایش یافته و بیان کردند که این شاخص به جای ویژگی­های سطحی خاک بیشتر تحت تأثیر پوشش گیاهی است. همچنین لی و همکاران (2007) در بررسی تأثیر ساختار بوته­ای بر چرخه مـواد غـذایی خـاک و همچنـین پایـداری و فرسـایش خاک نشان دادند که ساختار بوته­ای درصد بـالایی از چرخـه مـواد غذایی و پایداری خاک را در بر گرفته و دارای تفاوت معنی­داری در مقایسه با فضای بین ساختاری (خاک لخت) است (15).

نتایج این مطالعه همچنین نشان داد که بیشترین درصد نفوذپذیری مربوط به خاک لخت بوده و درخت، تنه درختی و فورب در رده­های بعدی با اختلاف معنا داری قرار دارند. این نتیجه با فرضیه تحقیق و بعضی از مطالعات از جمله عالم زاده و حشمتی (2015) و نوحی و همکاران (2000) که نقش گیاهان چوبی را در نفوذپذیری مهم­تر بیان کردند و یاری و همکاران (2015) و یاری و حشمتی (2016) که کمترین مقدار نفوذپذیری  را به دلیل نبود لاشبرگ، پوشش گیاهی و مانع فیزیکی در فضای بین لکه­ای می­دانند، همخوانی ندارد (1، 19، 32 و 33). شاید دلیل آن پوشش بیشتر سطح خاک و نقش حفاظتی بالای درخت و میکروکلیمای ایجاد شده باشد که باعث ایجاد پوسته­های زیستی در خاک پای گونه­های چوبی شده و در نتیجه نفوذپذیری را نسبت به خاک بدون پوشش با بافت بسیار سبک کاهش داده است. البته نقش پوسته­های بیولوژیک در فرایند نفوذپذیری خاک هنوز به خوبی شناخته نشده است به طوری که در زمان­های مختلف اثرات متفاوتی داشته است (24).  

به طور کلی نتیجه این تحقیق نشان می­دهد که با توجه به اینکه خاک لخت دارای کمترین مقدار عملکرد در بین شاخص­های پایداری و چرخه عناصر غذایی بوده است از این رو حفاظت از عرصه با استفاده از پوشش گیاهی امری اجتناب­ناپذیر است. ضمن اینکه حفظ و افزایش پوشش گیاهان و غنای گونه­ای با مدیریت مناسب دام می­تواند اثرات منفی تغییرات اقلیمی را بر عملکرد اکوسیستم کاهش دهد. همچنین با توجه به پایداری و چرخه عناصر غذایی بیشتر در قطعات اکولوژیک درختی، توسعه فعالیت­های اصلاحی نظیر درختکاری با گونه­های سازگار برای این چنین مناطقی پیشنهاد می­گردد.

 

Refrences

1- Alemzadehgorji , A. and Heshmati, GH.A. 2015. Functional aspects of plant structure impacts on ecosystems Bungalow pastures in Western Azerbaijan. Journal of Natural Ecosystems of Iran, Article 3, Volume 6, Issue 3, Page 29-39.

2-Baruch, Z., 2005. Vegetation environment relationships and classification of the seasonal savannas in Venezuela_flora, Pp:49-64.

3- Bestelmeyer, B.T., Ward, J.P., Herrick, J.E., and Tugel, A.J.(2006) Fragmentation effects on soil aggregate stability in patchy arid grassland. Rangeland Ecol Manage, 59: 406 - 415.

4- Bradshaw A.D. 1984. Ecological principles and land reclamation practice.- Landscape Planning, 11: 35–48.

5- Bran, D.E., Oliva, G.E.  Aguiar, M.R. Buono, G.G. Ferrante,D.Nakamatsu, V.  Ciari, G.  Salomone, J.M. Massara, V. Martínez, G.G.  Maestre,F.T. 2018. Aridity and Overgrazing Have Convergent Effects on Ecosystem Structure and Functioning in Patagonian Rangelands, Journal of Land Degradation & Development, Volume 29, Issue2, Pages 210-218.

6- Butterfield, B.J., and Briggs, J.M. (2008) Patch dynamics of soil biotic feedbacks in the Sonorant desert. Journal of Arid Environments, 73: 96–102.

7- DehghaniBidgoli, R. and Keshavarzi, A.2018. Landscape Function Analysis to Assess the Grazing Effect on Some Soil Features in Arid Ecosystem, Desert Ecosystem Engineering Journal, 7 (1) 37-42

8- Ghelichnia,H.Heshmati, G.A. and Chaichi, M.R. 2009. The compare of assessment rangeland condition with soil properties method and 4 factors method in shrublands of Golestan National Park. Pajouhesh&Sazandegi No: 78 pp: 41-50.

9-Heshmati, Gh.A. 1997. Plant and soil indicator for detecting zone around water points in arid perennial chenopod shrubland of South Australia. PhD thesis. University of Adelaide, Department of Botany.

10- Heshmati, Gh. A.,  M. S. Azimi and P.Ashouri. 2010. Assessment of Structural Characteristics of Fertilized Patch in Rangeland Ecosystems (Case Study: GharehGhirand MaravehTapeh Rangelands of Golestan Province). Iranian Journal of Natural Resources, Vol. 63, No. 3. pp.319-329

11- Heshmati, GH.A. and  Kamali, P. 2016. Effects of Woody Plants on Rangeland Ecosystems Function. Journal of Natural Ecosystems of Iran, Article 2, Volume 6, Issue 4, Page 12-25.

12-  Jafari , F. Bashari , H. and  Jafari, R. 2015. Evaluating Structural and Functional Characteristics of Various Ecological Patches in Different Range Conditions (Case Study: Semi -Steppe Rangeland of Aghche-Isfahan). Iran Journal of Applied Ecology, Volume 3, Issue 10, 13-24.

13- Karimian, V. and G. A. Heshmati. 2018. Evaluation of effects of tree and shrub species (ziziphusspinacristi, ziziphusnumolariaand Astragalusfasciculifolius) on soil surface indices in winter rangelands (case study:Khashab Stream Rangelands, Southern Kohgiluyeh and Boyerahmad). Iranian Journal of Range and Desert Research, Vol. 24 No. (4).

14- KhalasiAhwazi, L. and Heshmati, GH.A . 2013. Evaluating Different Patches, Using LFA Method to Control Wind Erosion (Case Study: Hanitiyeh Rangelands of Ahvaz City). Quarterly Journal of Environmental Erosion Researches No. 8, pp: 62-76.

15- Li X.J., Li X.R., Song W.M., Gao Y.P., Zheng J.G., Jia R.L. 2007. Effects of crust and shrub patches on runoff, sedimentation, and related nutrient (C, N) redistribution in the decertified steppe one of the Tengger Desert, Northern China. Geomorphology, 96: 221–232.

16- LotfiAnari, P.  and Heshmati, G.A. 2009. Calibration of Landscape Function Analysis method in an arid cold-season rangeland ecosystem in central part of Iran (Case study: Mazraeamin rangeland, Yazd province). Iranian journal of Range and Desert Reseach, Vol. 16 No. (3): 386-400.

17-Ludwig, J.A., J.A. Wiens and D.J. Tongway. 2000. A scaling rule for landscape patches and how it applies to conserving soil resources in savannas. Ecosystems, 3: 84–97.

18- Munro, N.T. Fischer, J., Wood, J., and Lindenmayer, D.B., 2012.  Assessing ecosystem function of restoration plantings in south-eastern Australia. Forest Ecology and Management Volume 282, 15 October 2012, Pages 36-45.

19-  Nouhi S.N., Mesdaghi, M., Heshmati G. 2000. Investigation of topography effect on vegetation cover and production in rangeland plants of JahannamaregionGorgan, Journal of Agricultural Science and Natural Recourses, 4(28): 27-35. (In Persian).

20- NRC (National Research Council). 1994. Rangeland health: new methods to classify, inventory, and monitor rangelands National Academy Press، Washington, D. C.

21- Pyke, D.A., Herrick, H.E., Shaver, P. and Pellant, M., 2002. Rangland health attributes and indicators for qualitative assessment Journal of Range Management, 55: 584-597.

22-Rafigh , E.  Naseri, K.  Mesdaghi, M.  and  Melati, F. 2017. An investigation on spacial heterogeneity of rangeland ecosystem function caused by different grazing intensity and geographical aspects. Iranian Journal of Range and Desert Research, Vol. 24 No. (3). 547-559.

23- Rezaei, S.A. and Arzani, H. 2007. The use of soil surface attributes in rangelands capability assessment. Iranian journal of Range and Desert Reseach, Vol. 14 No. (2),232- 248.

24- Tavili, A. Jafari, M. and Ebadi,O. 2008. . Evaluation of the Effect of Microbiotics on Soil Permeability by LFA Method. Fourth National Conference on Watershed Management and Management of Iran.

25-Tongway, D.J. and N.L. Hindly 1995. Assessment of soil condition of tropical grasslandsmanual. CSRIO, Division of Wildlife and Ecology. Canberra, Australia. 72p.

26-Tongway, D.J., and N.L. Hindly., 2003. Indicators of ecosystem rehabilitation success: stage two, verification of EFA indicators. Final report to the Australian centre for mining environmental research. Produced by the centre for mined Land rehabilitation, University of Queensland, Brisbane, and CSIRO sustainable ecosystems, Canberra, Australia, 66p.

27- Tongway, D.J. and Hindley, N.L., 2004. Landscape Function Analysis: a system for monitoring rangeland function. African Journal of Range and Forest Science, 21: 41-45.

28-Tongway, D. J., and Ludwig, J. A. (1990) Vegetation and soil patterning in semi-arid mulga lands of Eastern Australia. Australian. Journal of Ecology, 15: 23-34.

29- Tongway, D., and Ludwig, J.A., 2006. Resource retention and ecological function as restoration targets in semi-arid Australia. Restoration Ecology 14(3):369-378.

30-Tongway, D.J. and E.L. Smith. 1989. Soil surface features as indicators of rangeland site productivity. J. Aus. Range., 11: 15-20.

31-Whitford, W.G. 2002. Ecology of desert systems. Academic Press. New York, Ny. P. 330.

32- Yari, R. Ahmadpoor, A. Heshmati, GH.A. and Beiki, S. 2015. Investigating the Effect of Plant Growth Form on Soil Functional Properties including Soil Stability, Permeability and Soil Food Cycle (Case Study: Ferdows Rangelands). National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering. 

33-Yari, R. and Heshmati, GH.A. 2016.  Investigating the effect of rangelands structure on the surface indicators and soil functional attributes in arid and semi-arid areas. Journal of plant Ecosystem Conservation, 3 (7):29-39.

 

 

 

 

 

 

 


1-       نویسنده مسئول: استادیار گروه مهندسی طبیعت، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی خوزستان . Movaghari@ramin.ac.ir Email:

2-       دانش آموخته دکتری مرتعداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان  

 

[3]Landscape Function Analysis

[4]Patches

[5] Inter-patches

- Alemzadehgorji , A. and Heshmati, GH.A. 2015. Functional aspects of plant structure impacts on ecosystems Bungalow pastures in Western Azerbaijan. Journal of Natural Ecosystems of Iran, Article 3, Volume 6, Issue 3, Page 29-39.

2-Baruch, Z., 2005. Vegetation environment relationships and classification of the seasonal savannas in Venezuela_flora, Pp:49-64.

3- Bestelmeyer, B.T., Ward, J.P., Herrick, J.E., and Tugel, A.J.(2006) Fragmentation effects on soil aggregate stability in patchy arid grassland. Rangeland Ecol Manage, 59: 406 - 415.

4- Bradshaw A.D. 1984. Ecological principles and land reclamation practice.- Landscape Planning, 11: 35–48.

5- Bran, D.E., Oliva, G.E.  Aguiar, M.R. Buono, G.G. Ferrante,D.Nakamatsu, V.  Ciari, G.  Salomone, J.M. Massara, V. Martínez, G.G.  Maestre,F.T. 2018. Aridity and Overgrazing Have Convergent Effects on Ecosystem Structure and Functioning in Patagonian Rangelands, Journal of Land Degradation & Development, Volume 29, Issue2, Pages 210-218.

6- Butterfield, B.J., and Briggs, J.M. (2008) Patch dynamics of soil biotic feedbacks in the Sonorant desert. Journal of Arid Environments, 73: 96–102.

7- DehghaniBidgoli, R. and Keshavarzi, A.2018. Landscape Function Analysis to Assess the Grazing Effect on Some Soil Features in Arid Ecosystem, Desert Ecosystem Engineering Journal, 7 (1) 37-42

8- Ghelichnia,H.Heshmati, G.A. and Chaichi, M.R. 2009. The compare of assessment rangeland condition with soil properties method and 4 factors method in shrublands of Golestan National Park. Pajouhesh&Sazandegi No: 78 pp: 41-50.

9-Heshmati, Gh.A. 1997. Plant and soil indicator for detecting zone around water points in arid perennial chenopod shrubland of South Australia. PhD thesis. University of Adelaide, Department of Botany.

10- Heshmati, Gh. A.,  M. S. Azimi and P.Ashouri. 2010. Assessment of Structural Characteristics of Fertilized Patch in Rangeland Ecosystems (Case Study: GharehGhirand MaravehTapeh Rangelands of Golestan Province). Iranian Journal of Natural Resources, Vol. 63, No. 3. pp.319-329

11- Heshmati, GH.A. and  Kamali, P. 2016. Effects of Woody Plants on Rangeland Ecosystems Function. Journal of Natural Ecosystems of Iran, Article 2, Volume 6, Issue 4, Page 12-25.

13- Karimian, V. and G. A. Heshmati. 2018. Evaluation of effects of tree and shrub species (ziziphusspinacristi, ziziphusnumolariaand Astragalusfasciculifolius) on soil surface indices in winter rangelands (case study:Khashab Stream Rangelands, Southern Kohgiluyeh and Boyerahmad). Iranian Journal of Range and Desert Research, Vol. 24 No. (4).

14- KhalasiAhwazi, L. and Heshmati, GH.A . 2013. Evaluating Different Patches, Using LFA Method to Control Wind Erosion (Case Study: Hanitiyeh Rangelands of Ahvaz City). Quarterly Journal of Environmental Erosion Researches No. 8, pp: 62-76.

15- Li X.J., Li X.R., Song W.M., Gao Y.P., Zheng J.G., Jia R.L. 2007. Effects of crust and shrub patches on runoff, sedimentation, and related nutrient (C, N) redistribution in the decertified steppe one of the Tengger Desert, Northern China. Geomorphology, 96: 221–232.

16- LotfiAnari, P.  and Heshmati, G.A. 2009. Calibration of Landscape Function Analysis method in an arid cold-season rangeland ecosystem in central part of Iran (Case study: Mazraeamin rangeland, Yazd province). Iranian journal of Range and Desert Reseach, Vol. 16 No. (3): 386-400.

17-Ludwig, J.A., J.A. Wiens and D.J. Tongway. 2000. A scaling rule for landscape patches and how it applies to conserving soil resources in savannas. Ecosystems, 3: 84–97.

18- Munro, N.T. Fischer, J., Wood, J., and Lindenmayer, D.B., 2012.  Assessing ecosystem function of restoration plantings in south-eastern Australia. Forest Ecology and Management Volume 282, 15 October 2012, Pages 36-45.

19-  Nouhi S.N., Mesdaghi, M., Heshmati G. 2000. Investigation of topography effect on vegetation cover and production in rangeland plants of JahannamaregionGorgan, Journal of Agricultural Science and Natural Recourses, 4(28): 27-35. (In Persian).

20- NRC (National Research Council). 1994. Rangeland health: new methods to classify, inventory, and monitor rangelands National Academy Press، Washington, D. C.

21- Pyke, D.A., Herrick, H.E., Shaver, P. and Pellant, M., 2002. Rangland health attributes and indicators for qualitative assessment Journal of Range Management, 55: 584-597.

22-Rafigh , E.  Naseri, K.  Mesdaghi, M.  and  Melati, F. 2017. An investigation on spacial heterogeneity of rangeland ecosystem function caused by different grazing intensity and geographical aspects. Iranian Journal of Range and Desert Research, Vol. 24 No. (3). 547-559.

23- Rezaei, S.A. and Arzani, H. 2007. The use of soil surface attributes in rangelands capability assessment. Iranian journal of Range and Desert Reseach, Vol. 14 No. (2),232- 248.

24- Tavili, A. Jafari, M. and Ebadi,O. 2008. . Evaluation of the Effect of Microbiotics on Soil Permeability by LFA Method. Fourth National Conference on Watershed Management and Management of Iran.
25-Tongway, D.J. and N.L. Hindly 1995. Assessment of soil condition of tropical grasslandsmanual. CSRIO, Division of Wildlife and Ecology. Canberra, Australia. 72p.

26-Tongway, D.J., and N.L. Hindly., 2003. Indicators of ecosystem rehabilitation success: stage two, verification of EFA indicators. Final report to the Australian centre for mining environmental research. Produced by the centre for mined Land rehabilitation, University of Queensland, Brisbane, and CSIRO sustainable ecosystems, Canberra, Australia, 66p.

27- Tongway, D.J. and Hindley, N.L., 2004. Landscape Function Analysis: a system for monitoring rangeland function. African Journal of Range and Forest Science, 21: 41-45.

28-Tongway, D. J., and Ludwig, J. A. (1990) Vegetation and soil patterning in semi-arid mulga lands of Eastern Australia. Australian. Journal of Ecology, 15: 23-34.

29- Tongway, D., and Ludwig, J.A., 2006. Resource retention and ecological function as restoration targets in semi-arid Australia. Restoration Ecology 14(3):369-378.

30-Tongway, D.J. and E.L. Smith. 1989. Soil surface features as indicators of rangeland site productivity. J. Aus. Range., 11: 15-20.

31-Whitford, W.G. 2002. Ecology of desert systems. Academic Press. New York, Ny. P. 330.

32- Yari, R. Ahmadpoor, A. Heshmati, GH.A. and Beiki, S. 2015. Investigating the Effect of Plant Growth Form on Soil Functional Properties including Soil Stability, Permeability and Soil Food Cycle (Case Study: Ferdows Rangelands). National Conference on Watershed Management Sciences and Engineering. 
33-Yari, R. and Heshmati, GH.A. 2016.  Investigating the effect of rangelands structure on the surface indicators and soil functional attributes in arid and semi-arid areas. Journal of plant Ecosystem Conservation, 3 (7):29-39.