بوم شناسی کاربردي/ سال دوم / شماره پنجم / پاييز ۱۳۹۲

تأثير متفاوت درختان و درختچه اي ها بر غنا و تنوع بانک بذر خاک زير اشکوب
(مطالعه موردي: استان کرمان، شهربابک)

رضا عرفانزاده*، فاطمه غضنفريان۱ و حسين آذرنيوند

(تاريخ دريافت: ۲۹/۴/۱۳۹۲ ؛ تاريخ پذيرش: ۲۲/۱۰/۱۳۹۲)

چكيده
723900819912

اين مطالعه با هدف بررسي تأثير تاج پوشش گونههاي درختي و درختچه اي بنه (Pistacia atlantica ،) بادام کـوهي (Amygdalus scoparia) و بادام خاکستري (Amygdalus eburnea)، بر تنوع و غناي گونهاي بانک بذر خاک زير اشکوب انجـام شـد . تعـداد ۱۰ پايـه از هـر گونـه انتخاب گرديد . سپس در زير تاج پوشش هر پايه و بيرون آن بهصورت زوجي يک پلات مستقر گرديد و نمونه برداري خاک از دو عمق ۵-۰ و ۱۰-۵ سانتي متر در هر پلات صورت گرفت. ترکيب و تراکم بانک بذر خاک در نمونهها با کشت در گلخانه انـدازهگيـري شـد. از GLM براي بررسي تأثير نوع گونه چوبي، تاج پوشش آنها و عمق نمونهبرداري بر خصوصيات بانک بذرخاک استفاده شد. هـمچنـين از آزمـون t جفتي براي مقايسه تنوع و غناي گونهاي بانک بذر خاک در زير و بيرون تاج پوشش استفاده شد . نتايج نـشان داد بيـشترين م يـانگين غنـاي گونهاي بانک بذر خاک مربوط به زير اشکوب گونه Pistacia atlantica با ميانگين ۲۴/۰ بود که بهطور معنيداري ب يـشتر از م يـانگين غنـاي گونهاي بانک بذر خاک دو گونه ديگر Amygdalus eburnea ،Amygdalus scoparia به ترتيب با ميانگين۱۰/۰ و ۱۴/۰ بـود . بيـشترين ميـزان تنوع گونهاي بانک بذر خاک را گونه Pistacia atlantica با ميانگين ۶۵/۰ نسبت بـه دو گونـه ديگـرAmygdalus ، scoparia Amygdaluseburnea، با ميانگين ۴۸/۰، ۵۳/۰ داشت. به طورکلي، با توجه به نتايج بهدست آمده مي توان گفت تاج پوشش گونههاي درختـي در منـاطق خشک تأثير بارزي بر بانک بذر خاک و حفظ و نگهداري بذور ساير گياهان دارد.

Amygdalus eburnea ،Amygdalus scoparia ،Pistacia atlantica ،واژه هاي كليدي : بانک بذر خاک، پوشش تاجي، تنوع گونهاي، غناي گونهاي

۳۹
مقدمه
مجموعه بذور زنده قابل جوانهزني مدفون شده در خاک، بانـکبذر خـاک تعريـف شـده و مطالعـة آن يـك مطالعـة بنيـادي در اكولوژي و جامعهشناسي گياهي ميباشد (۱۵). اين بذوردر حفظ و احيای مراتع تخريب يافته، بهبود وضعيت جوامع گياهي، حفظ و احياي گونههاي گياهي در حال انقراض و حفظ تنـوع ژنتيكـي گياهان اهميت ويژه و غيرقابل انكار دارد (۲۲و۳۲). بـه طـورکليبانک بذر خاك يکي از مهمترين بخشهاي کارکردي هر جامعـه گياهي است که با ذخيره کردن بذور در خاك منجـر بـه حفـظ و نگهداري جمعيتهاي گياهي هر اجتماع گياهي به هنگـام بـروز شرايط مخرب طبيعي و يا انساني ميشود (۱۱و۳۳).
بـيش از ۸۲ درصـد وسـعت ايـران داراي اقلـيم خـشک و نيمه خشک مي باشد، که بالغ بر ۶۰ درصد اين مساحت را مراتـعتشکيل مي دهـد (۸). از ويژگـيهـاي مـشترک اکوسيـستمهـايخشک و نيمهخشک، فراواني ساختارهـاي تـودهاي در پوشـشگياهي مي باشد (۲۶) که داراي دو فاز، بـا تـودههـاي موزاييـکپوشيده از بوته اي ها (يا درختان و درختچه اي ها) و يک ماتريسخــاک لخــت و يــا گياهــان کوتــاه قــدتر از قبيــل علفــيهــا مي باشد(۱۳). تودههاي گياهي نقش ويژهاي در الگودهـي بانـکبذر خاک، شکل جمعيت گياهي و پويايي جامعه گيـاهي بـازيميکنند. هم چنـين بـه عنـوان منـابع بـذر و تلـهاي بـراي بـه دامانداختن بذر ها (۳۱) و مواد غذايي (۳۵) ميباشد و جذب مـوادحمل شده توسط باد را ممکن ميسازد. ثابـت شـده اسـت کـهگونه هايدرختي مناطق خشک سـبب تغييراتـي بـر روي غنـا وتنوع پوشش علفي زيـر اشـکوب خـود مـي شـود (۳). حـسيني وهمکاران (۵) با بررسي تأثير تاج درخت بنه (Pistacia atlantica) بر خصوصيات خاک در منطقه سرو آباد کردستان بيان کردند در اكوسيستمهاي خشك و نيمه خشك، تك درختان تأثير مهمي بـر خصوصيات خاك داشته و تعيين كنندة ساختار جوامع ميكروبـي و علفي خاك در زير تاج پوشش درخت بوده كـه عملكـرد ايـن نوع اكوسيستمها را تحت تأثير خود قـرار مـي دهنـد . هـم چنـينآموتي و همکاران (۱۰) بيان کردند که تک درختان نقش مهمـي۴۰
در تعيين خصوصيات خاک دارند و نميتوان تأثير اين درختـانبر خاک زير تاج پوشش آنها را ناديده گرفت. اين که ايـن تـأثير آيا بر تنوع و غناي بانک بذر خاک هم اعمال ميگـردد، در ايـنتحقيق بررسي گرديد.
تنـوع گونـه اي از مفـاهيم مهـم در بـومشناسـي و مـديريتپوشش گياهي است (۴ و ۳۶) و از آن به طور و سيع در مطالعاتپوشش گياهي و ارزيابيهاي زيست محيطـي بـه عنـوان يكـي ازشاخصههاي مهـم و سـريع در تعيـين وضـعيت اكوسيـستمهـااستفاده مي شود. بعضي از محققين تنوع در جوامع گيـاهي يـكاكوسيستم را بهترين انـديكاتور بـراي نـشان دادن قابليـت ايـناكوسيستم براي حفاظت بيولوژيكي و يـك انـديكاتور حـساسبراي نشان دادن خسارات وارده به اكوسيستم معرفي كردند (۲).
درصد بـالايي از نـاهمگني در سـاختار و خـصوصيات ترکيـببانک بذر خاک (شامل تنوع ) در نواحي خـشک و نيمـهخـشکعمدتﹰا در اثر ناهمگني تودههـاي پوشـش گيـاهي رخ مـيدهـد(۳۰). گوستاو و مونيکا (۱۹) در بررسي الگو هاي مکـاني بانـکبذر خاک در شمال پاتاگوناي آرژانتـين نـشان دادنـد کـه تنـوعمکاني بانک بذر خاک درخاک لخت محدود بوده، در حـاليکـهخاک زير تاج پوشش تودههاي گياهي حـاوي تعـداد بـذرهـايبيشتري است . يان و همکاران (۳۷) بـا بررسـي انـدازه حفـراتجنگل بر الگوي پراکنش بانک بذر خاک در جنگلهاي معتدلـهثانويه شمال شرق چين نشان دادند که با افـزايش يـافتن سـطححفرات، غناي گونهاي بانک بذر خاک افزايش يافته ولي تـراکمبانک بذر خاک و شاخص تشابه گونـه اي بانـک بـذر خـاک بـاپوشش روزميني کاهش يافت.
در ايران در رابطه با تغييرات مکاني (که تـشابه بيـشتري بـاموضوع تحقيق حاضر دارد ) بانک بذر مطالعاتي صـورت گرفتـهاست که عمـدتﹰا مربـوط بـه منـاطق مرطـوب و نيمـه مرطـوبمي باشـد کـه از آن جملـه مـيتـوان بـه مطالعـات عرفـانزاده وهمکاران (۱۶) اشاره کرد، که بيان نمودند که تعداد و تنوع بذورگياهان، در اکوتون بيشترين و در پائين ترين و بالاترين نقاط تپهکمترين حد بوده است.
با توجه به مطالعات اندک صورت گرفته در ايران در مورد بررسـيتأثير تاج پوشش تودههاي چوبي (درختچه يا درخـت) در منـاطقخشک بر خصوصيات بانک بذر خاک، تحقيق حاضـر بـه منظـوربررسي تأثير تاج پوشش درختان بنـه (Pistacia atlantica ،) بـادام
کوهي (Amygdalus scoparia) و بادام خاکـستري(Amygdalus eburnea) بر غنا و تنوع بانک بذر خاک طرحريزي شد

مواد و روشها
الف) نمونهگيري بانک بذر خاک
استان کرمان انجام شد. پس از بازديد ازمراتع منطقه، تـودههـايدر روش گلخانه، نمونههاي بانك بذر در محـيط گلخانـهحاصـــل از گونـــههـــاي A. scoparia ،P. atlantica و با شرايط دمايي مناسب (۲۵- ۱۸ درجه سانتي گراد) و رطوبت
مطالعه در مراتع اطراف روستاي ميمند در شهرستان شهر بابـکشد. سطح پلات ها با توجه به علفي بودن زير اشکوب انتخـابشدند. ضمنﹰا مساحتي بايستي براي پلات در نظر گرفته مـي شـدکه به طـور کامـل تحـت تـأثير زيراشـکوب باشـد. هـر يـك ازنمونههاي خاك پس از برداشـت داخـل كيـسههـاي پلاسـتيكيريخته شده وپس از بر چسبگذاري (شـماره پـلات و شـمارهدرختچه، عمق، بيرون يـا زيـر درختچـه )، بـه منظـور شکـستنخواب احتمالي بذرها، به مدت تقريبﹰا يـک مـاه در سـردخانه بـادماي ۵-۳ درجه سانتيگراد (۱۷) قرارگرفت و سپس به گلخانهمنتقل شدند . در محيط گلخانه به روش پيدايش نهال معروف بهروش كشت گلخانه اي نمونهها مورد بررسي قرار گرفتند.
A. eburnea که در ارتفاع ۱۸۰۰ تا ۲۱۰۰ متري از سـطح دريـا در سـطح ايـن مراتـع پراکنـده شـدهانـد شناسـايي و مـشخص گرديدند. در ميان گونههاي ياد شده ، بنه گونهاي درختـي اسـتمتعلق به خـانوادهAnacardiaceae ، بـا ارتفـاع ۱۰-۳ متـر و دوگونه بـادام کـوهي و بـادام خاکـستري هـر دو متعلـق بـه تيـرهRosaceae مي باشند که گونه اول درختي است با ارتفـاع شـشمتر و گونه دوم درختچهاي با ارتفاع ۵۰-۱۵۰ سـانتي متـر مـي-باشد. از ميان تودههاي موجود، از هر پايه درختي و درختچهاي، ۱۰ پايه جمعﹰا ۳۰ پايه انتخاب شد. تعداد پايـههـا بـا توجـه بـههزينه و دقت لازم (تعداد تکرار لازم جهـت مقايـسات آمـاري) تعيين شدند . به منظور به دست آوردن تركيب گونهاي بانك بذر، در آذر ماه ۱۳۹۰، زماني كه به علت بـرودت هـوا هنـوز بـذرهـاجوانه نزده بود اقدام به نمونهبرداري از خاک زير تـاج پوشـشهر توده و خارج آنها شد. بـه طـوري کـه در زيـر تـاج پوشـشهردرختچه (درخت) يک پلات يک مترمربعي و براي هـر يـکاز اين پلاتها يک پلات (زوج آن ) در بيرون تاج پوشش هماندرختچه مستقر شد. در هر پلات داخل و خارج پايهها به وسيله اوگر (به قطر پنج سـانتي متـر) از لايـه ۵-۰ سـانتي متـري (لايـهبالايي) و ۱۰- ۵ سانتي متري (لايـه پـاييني) (۱۴) بـا ۱۰ تكـرارحجمي تقريبﹰا معادل ۸/۰ ليتر خاک (۱۵) براي هر عمق برداشت كافي در داخل سينيهاي پلاستيكي ۴۰×۲۶ سانتي متر كـه درزير حاوي چند سوراخ بودند كشت شد. در داخل هر سـيني،نمون هه اي خ اك ب ر روي لاي ه ن ازكي از ماس ه اس تريل (ضخامت سه سانتي متر) به گونه اي پخش شد، کـه ضـخامتآنها بيشتر از يک سانتي متر نباشد تا كليه بذور در معرض نورو هوا قرار گرفته و از شـانس بـالايي جهـت جوانـه زنـي بـر خوردار شوند (۲۴).
تأمين رطوبت مورد نيازبراي جوانهزني به صـورت دسـتي ازبالا صورت گرفت (۳۸). بـراي اطمينـان از وجـود بـذور هـرزگلخانه و يا ماسه بستر به ازاي هر ۱۰ سيني، يک سيني بهعنوان شاهد، بدون خاک منطقه مورد مطالعه در بين ساير سينيها قرارگرفت. به منظور اينکه گونههاي ظاهر شده سطح محيط کشترا نپوشاند و مانع ظهور ساير بذرهاي خاک نشود پس از کشتدر گلخانه نهال هاي در حال ظهور حدود هـر ۱۲ روز يـك بـارشمارش و شناسايي شده و در نهايت از سينيها حذف شد، تـا اينکه ديگر هيچ بذري سبز نشد. سپس بعد ازحدود ششماه کهديگر هيچ بذري از داخل سينيها جوانه نزد، آبياري به مـدت دوهفته قطع و بعـد از آن بـا ايجـاد يـک خـراش سـطحي، خـاکسينيها دوباره شروع به آبياري شدند. اما در ايـن دوره مطالعـههيچ بذري موفق به جوانهزني از خاک نشد (۱۴).
۴۱
ب) اندازه گيري پوشش سطحي
براي بررسي و بازگشت به همان پـلاتهـا در فـصل رويـش وثبت پوشش گياهي، پلاتها در هنگام نمونهبرداري بانـک بـذر پيكه گذاري و هم چنين موقعيت آنها بـاGPS مـشخص گرديـد. پس از بازگشت به منطقه در فصل رويش در خـرداد مـاه ۱۳۹۱ هنگامي که پوشش داخل پلاتها غالب بود، در داخل هر پـلاتدرصد پوشش گونههـاي موجـود در هـر يـک از پـلاتهـا بـهتفكيك در زيـر تـاج پوشـش و بيـرون تـاج پوشـش بـه روشتخمين چشمي (۲۵) ثبت و شناسايي شد.

روش تجزيه و تحليل داده ها
براي بررسي تنوع گونه اي بانک بذر خاک در زير و بيرون تـاجپوشش گونه ها از شاخص شانون- وينر و جهت مقايـسه غنـايگونهاي در دو منطقه از شـاخص مارگـالف اسـتفاده شـد (۲۵).
تنوع و غناي گونهاي با استفاده از نرم افزارPAST محاسبه شـد.
توانائي بررسي اثرات متقابل فاکتورها بر ويژگي هاي بانـک بـذر الف) اثر اصلي نوع گونة درختي و عمق خاک بر تراکم بذر خاک را نيز دارد، از اين روش استفاده شد. از آنجا که براي هر پـلات بيشترين ميانگين غنـاي گونـهاي بانـک بـذر خـاک مربـوط بـه ۴۲
سپس براي بررسي آثار تاج پوشش تودهها، عمق خاک و اثراتمتقابل آنها بر غنـا و تنـوع گونـهاي بـذور موجـود در خـاک ازتجزيه واريانس چند طرفه (GLM) و آزمون دانکن استفاده شد. از آنجا که طرح مـورد اسـتفاده طـرح فاکتوريـل بـود وGLM
جدول ۱. نتايج GLM حاصل از تأثير عمق خاک، نوع گونه چوبي و مکان نمونه برداري (زير يا بيرون تاج پوشش) و اثرات متقابل آنها بر شاخص غناي گونهاي
F sig منبع تغييرات
۲/۳۰ ۰/۰۳** نوع درخت(درختچه)
۵۸/۲۸ ۰/۰۰** مکان نمونهگيري
۱۱/۱۹ ۰/۰۰۱** عمق
۰/۸۲ ۰/۴۴۰ns نوع درخت × مکان نمونه گيري
۱/۹۳ ۰/۱۵۰ns نوع درخت × عمق
۶/۹۷ ۰/۰۰۹** مکان نمونهگيري × عمق
۰/۵۱ ۰/۶۰ns نوع درخت × مکان نمونه گيري × عمق
**: در سطح ۱% معني دار ns: عدم معنيداري در سطح ۱%

در زير اشکوب، زوج آن در بيرون تاج پوشـش قابـل شناسـائيبود جهت افزايش دقت براي مقايسه غنا و تنوع گونـه اي بـذوردر داخل وخارج تاج پوشش گونهها از آزمون t جفتـي اسـتفادهشد. تجزيه آماري دادهها با نرم افزار SPSS نسخه ۱۷ انجام شد.

نتايج
بهطورکلي براساس داده هـاي ترکيـب بانـک بـذر خـاک مراتـعخشک ميمند کرمان، در مجموع ۳۲ گونه در بانک بـذر وجـودداشت که از اين تعداد ۱۸ گونه به طـور مـشترک در بانـک بـذرخاک داخل و خارج تاج پوشش گونـههـا حـضور پيـدا کـرده، ۱۲گونه فقط در بانک بذر خاک داخل تـودههـاي گيـاهي و دو گونه فقط در خارج تودهها حضور پيدا کرد.

نتايج غناي گونهاي
نتايجGLM نـشان داد کـه سـه اثـر اصـلي نـوع گونـه، مکـاننمونه گيري و عمق خاک معنيدار بود، در حالي کـه اثـر متقابـلآنها بر غناي گونهاي بذور به جز اثر متقابل مکان نمونهبرداري وعمق خاک معنيدار نبود (جدول۱).

گونهP. atlantica، ۲۴/۰بـود کـه بـه طـور معنـيداري ب يـشتر از ميــانگين غنــاي گونــهاي بانــک بــذر خــاک دو گونــه ديگــر
A. eburnea ،A. scoparia ۱۰/. و ۱۴/۰بود (شکل ۱، A ). ميانگين غناي گونهاي بانک بـذر خـاک ۲۳/۰ در زيـر تـاجپوشش گونه ها به طور معنيداري بيشتر از ميانگين غناي گونهاي بانک بذر خاک ۰۰۹/۰ در بيرون تاج پوشش گونههـا در عمـق
(۱۰-۰) بود (شکل ۱، B ).
به طورکلي ميانگين غناي گونه اي در عمق سـطحي بـه طـورمعني داري بيشتر از عمق پائيني بود (شکل ۱،C ).
با توجه به اثرات متقابل نوع گونه درختي، مکان نمونـهگيـريو عمق نمونهبرداري، بيشترين غنا مربوط به زير تاج پوشش گونه P.atlantica و در عمق ۵-۰ سانتيمتري بود (شکل۱، D, E, F ).

ب) مقايسه اثر تاج پوشش روي غناي گونه اي بانک بذر هـر کدام از گونهها به طور جداگانه
نتايج آزمون t جفتـي نـشان داد کـه در مـورد هـر سـه گونـه،
A. scoparia ،P. atlantica و A. eburneaغناي بـذور در زيـرتاج پوشش به طور معنيداري از بيرون آن بيشتر بود (شکل ۲).

نتايج تنوع گونهاي
نتايجGLM نـشان داد کـه سـه اثـر اصـلي نـوع گونـه، مکـاننمونه گيري و عمق معنيدار بود در حالي که اثر متقابـل آنهـا بـرتنوع گونهاي بذور معنيدار نبود (جدول ۲).

الف) اثر اصلي نوع گونة درختي بر تنوع گونهاي بذر خاک ميانگين تنوع گونهاي بانک بذر خاک بيشترين ميـزان را در گونـه P. atlantica، ۶۵/۰ ن سبت بـه دو گون ه ديگ ر A. scoparia، A. eburnea، ۴۸/۰، ۵۳/۰ داشت. که داراي اختلاف معنيداربـود .
(شکل۳،A ). م يانگين تنوع گونهاي بانک بذر خاک ۵۵/۰ در زيـرتاج پوشش گونهها بـه طـور معنـيداري ب يـشتر از م يـانگين تنـوعگونه اي بانک بذر خاک ۰۲/۰ در بيرون تاج پوشـش گونـههـا در عمق (۱۰-۰) بود. (شکل ۳، B ). هـم چنـين بـين م يـانگين تنـوعگونهاي بانک بذر خاک در دو عمق نمونهبرداري اختلاف معني دار وجود داشت (شکل ۳، C ). نتايج آناليز واريانس نـشان داد اثـراتمتقابل داراي اختلاف معنيدار نميباشد (شکل ۳، D, E, F ).

بحث و نتيجه گيري
نتايج اين تحقيق بيانگر افزايش غناي گونه اي بانـک بـذر خـاکداخل تـودههـا مـي باشـد . الانـو و همکـاران (۲۹) و مـارون وهمکاران (۲۷) نيز به نتايج مشابه دسـت يافتنـد. افـزايش مـوادغذايي و برخورداري گياهان داخـل تـودههـا از رطوبـت کـافيبه علت نفوذ آب بيشتر، کاهش تشعشعات رسيده به خاک داخلتودهها باعث افزايش توليدات گياهي از جملـه پوشـش و بـذرشـده و نهايتـﹰا موجـب افـزايش بـذور مـدفون شـده در خـاک ميگردد. هم چنين حفاظت از بذرهاي موجود در داخل توده دربرابر شکار جوندگان و علفخواران محيطي امن بـراي بـذرهـايداخل تودههاي بوتهاي فراهم ميشود در نتيجه غناي گونه اي درداخل توده هاي بوتهاي افزايش مييابد. اسماعيل زاده (۱)، نـشاندادند که غناي گونهاي بانک بذر خاک با افزايش حاصل خيـزيخاک افزايش مييابد ولي اندازه تراکم بانک بـذر خـاک تحـتتأثير حاصل خيزي خاک قرار ندارد.
جيمنز و آرمستو (۲۳) و وينتون و بورک (۳۴) بيان داشـتندکه خاک زير تاج پوشش گيـاه حـاوي مـواد آلـي مغـذي بـودهواغلب بذر ها در مجاورت گياه مادري تجمع مييابند. هم چنـينداخل توده ها به عنوان محيطي امن جهت ذخيره، بقـا و اسـتقراربذر گياهان داخل توده موجـود مـيباشـند . مرتـع اكوسيـستميطبيعي است كه در بر گيرندة منابع عظيمي از ذخـاير ژنتيكـي وتنوع زيستي بهويژه تنوع در گونـههـاي گيـاهي اسـت (۲۸). ازطرف ديگر تنوع زيستي موجـود در اكوسيـستم مرتـع، بـهطـورمستقيم تحت تأثير ويژگيهاي رويشي و تنوع گونههاي گيـاهيآن قرار دارد كه همـواره متـضمن پايـداري ايـن اكوسيـستم درمقابل عوامل متغيـر محيطـي و زيـستي اسـت (۲۸). در جوامـعگياهي خشک مراتع ميمنـد گونـههـاي بوتـهاي وجـود دارنـد.
تحقيقات نشان داده است که اين گون ههاي چند ساله و بوتـهاي
۴۳
70866-6354161

A

B

C

D

E

F

A

B

C

D



قیمت: تومان


پاسخ دهید