بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق،اثر کمّی توپوگرافی و شاخص های مرتبط با آن از نظر آماری مورد تحلیل قرار گرفت. شاخص های استاندارد در این مطالعه شامل: شاخص شکل زمین، شاخص شکل شیب و جهت جغرافیایی. از طریق شاخص شکل زمین و شاخص شکل شیب، موقعیت های دره، دامنه و یال و اشکال محدب، مستقیم و مقعربه اعداد کمّی پیوسته تبدیل شدند. جهت جغرافیایی با استفاده از رابطه Beersو همکاران به اعداد کمّی پیوسته تبدیل شد.
نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری بین طبقات شاخص شکل زمین، اشکال شاخص شکل شیب و جهات تبدیل شده در سطح خطای %5 وجود دارد . - p < 0/01 - بر اساس تحلیل تشخیص صورت گرفته، میزان موفقیت در پیش بینی عضویت گروهی برای شاخص شکل زمین، شاخص شکل شیب و جهات تبدیل شده به ترتیب %72/4، %95 و %78 تعیین گردید.
-1 مقدمه
توپوگرافی به عنوان یک عامل محیطی مهم و تأثیر گذار روی ترکیب پوشش گیاهی شناخته شده است
اکولوژیست ها در زمینه رابطه بین توپوگرافی و الگوهای گونه های گیاهی مطالعات وسیعی را انجام داده اند
اثر موقعیت توپوگرافی را در رابطه با توان تولید جنگل به اثبات رساندند. تأثیر توپوگرافی و موقعیت آن در تغییر پذیری چرخه های عناصر غذایی واضح و مبرهن است - Sollins et al.,1988 and - Tokuchi et al.,1999؛ چراکه بنا به گفته Barnes و همکاران - 1998 - توپوگرافی نقش عملکردی مهمّی را در دینامیسم اکوسیستم ها بازی می کند.
اکولوژیست ها در مطالعات خود اهداف عمده زیر را جستجو می کنند:
- تعیین اثر موقعیت توپوگرافی در توسعه و تحول و طبقه بندی خاک و تعیین وضعیت عناصر غذایی در مقیاس های مختلف مطالعاتی
- تعیین تغییر پذیری ترکیب پوشش گیاهی و بررسی الگوهای توزیع گونه های گیاهی در امتداد شیب تغییرات توپوگرافی
- بررسی ارتباط بین خاک و ترکیب پوشش گیاهی در یک منطقه توپوگرافیک محلی معین
مؤلفه های استاندارد اکولوژیک مطالعه توپوگرافی شامل: شکل زمین، شکل شیب و جهت شیب می باشد . - Barnes et al.,1998 - شکل زمین - Landform - یکی از معیارهای مهم توپوگرافیک بوده که اثر معنی داری روی توان تولیدی جنگل و الگوهای توزیع گونه های درختی داشته است . استفاده از شکل زمین در طبقه بندی رویشگاه های جنگلی مؤثر شناخته شده است
اثر کمّی توپوگرافی و معیارهای مرتبط با آن خیلی کمتر مورد توجه قرار گرفته و عمدتا" اثرات کیفی آن مد نظر بوده است. معیارهایی جهت کمّی کردن اثر توپوگرافی در مطالعات اکولوژیک معرفی شده است. شکل زمین، شکل شیب و موقعیت شیب سه معیار استاندارد در مطالعات اکولوژیک محسوب می گردد
شکل زمین اعم از دره، دامنه و یال یا شکل شیب شامل محدب، مستقیم و مقعر و یا موقعیت شیب که به بالا، میانه و پایین دامنه طبقه بندی می شود، در اکثر بررسی های اکولوژیک ابتدا به یک مقیاس کمّی گسسته تبدیل می شد و سپس در تحلیل هایی که دارای توزیع پیوسته بود به کار می رفت.
این نوع تحلیل در اکولوژی سابقه طولانی داشته و تحت نام روش های ذهنی - Subjective method - شناخته می گردید؛ اما امروزه با توسعه روش های عینی - Objective - method گام مهمی در انطباق بین اکولوژی و آمار صورت گرفت به صورتی که نتایج مطالعات بسیار دقیق و دارای خطای پایینی گردید - مصداقی، . - 1378 استفاده از معیارهای کمّی توپوگرافی توسط بعضی از افراد مطرح و مورد استفاده قرار گرفته است
هدف اصلی این تحقیق اعتباریابی برخی از شاخص های کمّی توپوگرافی از طریق تحلیل کمّی آنها جهت بکارگیری در تحقیقات اکولوژی جنگل می باشد.
-2 مواد و روش ها
-2-1 منطقه مورد مطالعه و روش آماربرداری
منطقه مورد مطالعه بخشی از حوزه آبخیز سرشیو بوده و در غرب استان کردستان بین 46 درجه و 14 دقیقه و 52 ثانیه تا 46 درجه و 26 دقیقه و 58 ثانیه طول شرقی و 35 درجه و 29 دقیقه و 45 ثانیه تا 35 درجه و45 دقیقه و 45 ثانیه عرض شمالی قرار دارد. رویشگاه مورد مطالعه مساحت 240 هکتار را پوشش می دهد. دامنه ارتفاعی منطقه مورد مطالعه 1400 تا 1950 متری بالاتر از سطح دریا را شامل می گردد. شیب غالب منطقه 25 تا60 درصدمیباشد
توده های مختلف هوایی در فصول سرد و گرم سال از جانب شمال غربی، غرب ایران را تحت تأثیر قرار می دهند. اقلیم منطقه بر اساس روش آمبرژه ، مرطوب سرد است
به منظور انجام این مطالعه از روش آماربرداری ترانسکت باز - Open - transect استفاده گردید . - Okland, 1990 - تعداد 9 ترانسکت به طول مجموع 11954/8 متر به فواصل 200 متر از یکدیگر، در امتداد شمالی - جنوبی منطقه به طور تصادفی قرار داده شد. روی هر ترانسکت به فواصل هر 160 متر یک قطعه نمونه دایره ای شکل به مساحت 250 مترمربع به طور منظم در نظر گرفته شد. فاکتورهای توپوگرافیک اعم از شیب، جهت جغرافیایی و ارتفاع از سطح دریا مورد اندازه گیری قرار گرفت و سپس شاخص های کمّی توپوگرافی تعیین شدند.
شکل - : - 1 موقعیت قرار گیری ترانسکت ها و قطعات نمونه در منطقه مورد مطالعه - مقیاس: - 1/25000
-3 روش تعیین شاخص های کمّی توپوگرافی
-3-1 شاخص شکل زمین - Landform Index -
اشکال زمینی به طبقات درّه، دامنه و یال گروه بندی شدند - Barnes et . - al.,1998 شاخص شکل زمین بر اساس نظر - 1993 - McNab اندازه گیری گردید. این شاخص که موقعیت های دره، دامنه و یال را به صورت اعداد کمّی پیوسته در می آورد، در طبیعت بسیار آسان و با استفاده از یک شیب سنج ساده تعیین می گردد. در مرکز هر قطعه نمونه در هر جهت جغرافیایی معین شیب خط افق خوانده می شود. خط افق، بلندترین نقطه اطراف محل نمونه گیری است که محل برخورد آسمان و زمین است - شکل. - 2 بعد از خواندن شیب ها از رابطه زیر شاخص شکل زمین به دست می آید:
که در آن، LI شاخص شکل زمین، Si شیب خط افق و n تعداد جهت های خوانده شده میباشند.
براساس وضعیت خاص توپوگرافی هر منطقه و صحّت مورد نظر تعداد جهات جغرافیایی برای خواندن شیب خط افق تعیین می گردد.
شکل - : - 2 طریقه اندازه گیری شیب خط افق در 4 جهت جغرافیایی
-3-2 شاخص شکل شیب - Terrain Shape Index -
شکل شیب به طبقات محدب، مقعّر و مستقیم گروه بندی شدند - Barnes . - et al.,1998 شاخص شکل شیب بر اساس نظر - 1989 - McNab اندازه گیری گردید. این شاخص که شکل شیب محدب، مستقیم و مقعر را به صورت اعداد کمّی پیوسته در می آورد، به صورت زیر تعیین می گردد: در مرکز هر قطعه نمونه شیب زمین در هر جهت جغرافیایی معین اندازه گیری و سپس از رابطه زیر شاخص شکل شیب به دست می آید.
که در آن، TSI شاخص شکل شیب، Si شیب زمین و n تعداد جهت های خوانده شده میباشد.
-3-3 جهت شیب - Aspect Slope -
تعداد 30 قطعه نمونه به طور تصادفی و به منظور دستیابی به تعداد جهت مناسب از نظر آماری برای اندازه گیری شاخص شکل زمین در منطقه مورد مطالعه در نظر گرفته شد. بر اساس دامنه تغییرات شاخص برای طبقات شکل زمین در 6 جهت جغرافیایی مختلف و به دنبال آن محاسبه ضریب تغییرات شاخص برای جهات متفاوت، تعداد 4 جهت برای مطالعه حاضر کافی تشخیص داده شد؛ چراکه ضریب تغییرات شاخص از جهت چهارم به بعد دارای روند ثابتی گردید
از 76 قطعه نمونه برداشت شده مربوط به 9 ترانسکت %17 آن در درّه ها، %71 روی دامنه ها و % 12 روی یال واقع شده است. دامنه تغییرات شاخص شکل زمین 0/10 تا 0/43 می باشد. میانگین شاخص شکل زمین برای دره، دامنه و یال به ترتیب شامل: 0/31 ، 0/26 و 0/18 می باشد - جدول. - 3 ضریب تغییرات کلی برای این متغیر، %22 بدست آمد.
جدول - : - 1 تغییرات شاخص شکل زمین توأم با افزایش تعداد جهات جغرافیایی برای هر طبقه از شکل زمین در 30 قطعه نمونه تصادفی در منطقه مورد مطالعه یکی از فاکتورهای مهم که اثر قابل ملاحظه ای در دریافت انرژی خورشیدی و رطوبت دارد
برای تعیین جهت شیب، در مرکز هر قطعه نمونه آزیموت، از طریق قطب نما مورد اندازه گیری قرار گرفت. سپس از طریق رابطه Beers و همکاران - 1966 - که در زیر آمده است اعداد زاویه در محدوده 0 تا 2 تبدیل گردید 0 - بیانگر جهت جنوب غربی و 2 بیانگر جهت شمال شرقی می باشد - .
که در آن، A زاویه تبدیل شده در محدوده 0 تا 2 ، cos علامت کسینوس و A آزیموت خوانده شده می باشد.
-4 روش تحلیل داده ها
میانگین داده های بدست آمده از شاخص شکل زمین، شاخص شکل شیب و جهت جغرافیایی تبدیل شده در بین طبقه بندی - دره، دامنه و یال-محدب، مقعر و مستقیم - و یا جهت های طبقه بندی شده از طریق تحلیل واریانس یکطرفه و آزمون چند دامنه توکی مورد مقایسه قرار گرفتند . - SAS,1999 - کلیه داده ها از توزیع نرمال - آزمون - Shapiro-Wilk تبعیت کردند و واریانس آنها نیز همگن تشخیص داده شد - آزمون . - Levene به منظور تعیین میزان موفقیت در پیش بینی هر طبقه از اشکال زمین و شیب و جهت جغرافیایی از تحلیل تشخیص استفاده شد. توابع تشخیص از طریق روش Jackknife اعتباریابی شدند
-5 نتایج
-5-1 شاخص شکل زمین
نتایج تحلیل واریانس یک طرفه نشان داد که تفاوت معنی داری بین میانگین اعداد محاسبه شده برای اشکال دره، دامنه و یال در سطح خطای %5 وجود دارد. نتایج آزمون مقایسات چندگانه - آزمون توکی - وجود تفاوت معنی دار را بین هر سه شکل با یکدیگر تأیید کرد
جدول : - 2 - نتیجه تحلیل واریانس یک طرفه برای شاخص شکل زمین در بین دره، دامنه و یال
