بخشی از مقاله
چکیده
شناخت عملکرد یک اکوسیستم طبیعی نیاز به آگاهی از معرفه های خاکی و گیاهی دارد تا بتوان به توانمندی و پتانسیل آن اکوسیستم پی برد. هدف از انجام این پژوهش کاربرد روش تجزیه و تحلیل عملکرد اکوسیستم - 1LFA - جهت تعیین روند تغییرات مقدار کمی شاخص های سه گانه معرف توان مندی اکوسیستم های مرتعی - پایداری، نفوذپذیری و چرخه عناصر غذایی - می باشد. در این بررسی از روش تجزیه و تحلیل عملکرد اکوسیستم طبیعی - LFA - به عنوان ابزاری جهت تعیین مشخصه های پایداری، نفوذ پذیری و چرخه عناصر غذایی اراضی مرتعی تپه های لسی اینچه برون که معرف اراضی تپه ماهوری دشت گرگان هستند، استفاده شده است.
این عملیات چهار بار در یک عرصه خاص که با استفاده از دستگاه2GPS، شواهد جغرافیایی و پیکه های نصب شده در منطقه مکان یابی شده، انجام گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده از کاربرد روش LFA طی چهار مرحله مشخص شده که تغییرات شاخص های پایداری، نفوذ پذیری و چرخه عناصر غذایی روندی رو به تخریب دارد. در این حالت اتخاذ روش مدیریتی جهت بهبود روند تخریبی مرتع ضرروی به نظر می رسد. پیشنهاد می شود بهبود شاخص های ذکر شده بر اساس اعمال مدیریت مناسب نظیر بازنگری در فصل، مدت و شدت چرا یا معرفی گونه گیاهی مناسب جهت افزایش تولید پوشش گیاهی در منطقه اینچه برون انجام گیرد.
مقدمه
مدل یک فرمول تقلید شده از فرآیند های طبیعی است که برای درک و پیش بینی شرایط آینده از آن استفاده می شود - اودمَ، . - 1979 استفاده از مدل جهت درک بهتر روابط پیچیده در اکوسیستم بسیار مفید است - اودم، . - 1979 بهره گیری از مدلها بعلت سهولت انجام و هزینه های کم به سرعت در حال گسترش در رشته های مختلف علوم می باشد. این مدل ها عمدتا یا گرافیکی و یا ریاضی هستند - اودم، . - 1989 از مدل های گرافیکی نیز جهت روند یابی تغییرات شاخص ها و پارامترهای عوامل اکوسیستم استفاده شده است.
مثلا برای مدیریت مراتع با چرای مفرط، شوری خاک و هجوم علف های سمی در استرالیا لازم شده است که راهکار مدیریتی فوری تدوین شود - اسپونر و آکلوک، . - 2006 مدل حالت و گذار - وستوبای و همکاران ُ، - 1989 بعنوان مدلی گرافیکی برای اصلاح مدیریت مرتع در برای اولین بار در استرالیا استفاده کرده است. جهت روند یابی تغییرات پوشش گیاهی به عنوان یکی از متغیر های اکوسیستم از مدل شبکه ای بیزینِ که یک مدل گرافیکی است استفاده شده است - بورسوک و همکارانّ، . - 2003 بر اساس این مدل گرافیکی روند تغییرات پوشش گیاهی تعیین گردیده است. پس از طبقه بندی گونه های پوشش گیاهی بر اساس فرم رویشی و رطوبت خاک در مناطق استپی روسیه - کرولیوک و همکارانْ، - 2008 از مدلی گرافیکی برای طبقه بندی فرم های مختلف پوشش گیاهی و روند تغییرات فرم های مختلف پوشش گیاهی بر اساس نوع خاک استفاده کرده اند.
از جمله کاربردهای مدل های ریاضی جهت درک روابط موجود در اکوسیستم میتوان به موارد زیر اشاره نمود: میزان تغییرات فرسایش خاک - با بهره گیری از فرمول جهانی فرسایش به عنوان یک مدل ریاضی - براساس تغییر در مقدار کمی شاخص های ارزیابی سطح خاک در کوتاه مدت مورد بررسی قرار گرفته - لینچ و هیلَ، - 2003 و مشخص شده است که میزان فرسایش و بهبود شاخص های سطح خاک در روش LFA دارای رابطه معکوس می باشند.
به این ترتیب با تغییر در شاخص های سطح خاک، نرخ کمی فرسایش خاک در آینده پیش بینی شده است. همچنین مشخص شده است که میزان کمی فرسایش با پوشش سطح خاک دارای رابطه بسیار قوی می باشد. به منظور تعیین بهترین پارامتر های هیدرولوژیکی، فیزیکی و بیوفیزیکی جهت بهره گیری در مدل ریاضی عملکرد اکوسیستم - - 9EFM در مناطق پایین دست در حوضه آبخیز سانجانکوئین تحقیقی صورت گرفته است - رسته مهندسی ارتش آمریکا . - 2000 بهترین پارامتر های خاکی و گیاهی جهت بهبود عملکرد اکوسیستم و کاهش خطر سیل در منطقه مورد مطالعه و بر اساس مدل ریاضی مذکور شناسایی شده است. سالا و همکارانًٌ - - 1996 جهت تعیین عملکرد اکوسیستم مرتعی در مناطق گراسلند از میزان سطح تاج پوشش گیاهی و تنوع گونه های مختلف پوشش گیاهی در منطقه استفاده کرده و مدلی ریاضی بر این اساس طراحی نموده است.
ارزیابی میزان سلامت و وضعیت اکوسیستم های مرتعی در طول زمان در برابر عکس العمل های محیطی و مدیریتی برای بهره برداران این نوع اکوسیستمها - دامداران و یا ساکنین محلی - از اهمیت بالایی برخوردار است - پایک و همکارانٌٌ ، . - 2002 در واقع این ارزیابی ها به روند یابی تغییرات ایجاد شده در یک اکوسیستم کمک می نماید - کارفس و همکارانٌٍ، . - 2002 نتایج این ارزیابی به اتخاذ تصمیمات مدیریتی در جهت ارتقاء کیفی آن اکوسیستم منتهی خواهد شد.
زیرا ارزیابی باعث تعیین روند تغییرات ایجاد شده در اکوسیستم می شود و اگر این روند رو به تخریب باشد، مدیران و بهره برداران را به چاره اندیشی وا می دارد - آندرسون و همکاران . - 2001 با تشخیص میزان کارکرد اکوسیستم مرتعی در چند مقطع زمانی می توان اطلاعات مناسبی را برای مدیریت بهینه محدوده جغرافیایی نیز فراهم نمود که در نحوه اداره و بهره برداری از پتانسیل بالقوه آن کمک نماید - کارفس و همکاران، . - 2002 بنایراین با ارزیابی مستمر که عبارت است از پایش، نظارت، تشخیص و ثبت تغییرات در طی زمان در یک اکوسیستم طبیعی می باشد - جیمز و همکارانٌَ، - 2003 می توان به روند یابی تغییرات ایجاد شده در اکوسیستم پی برده و آستانه اکولوژیکی - فریدلٌُ،1991 و لیکاک، - 1991 بوجود آمده را می توان با استفاده از معرفهای خاکی و گیاهی - آندرسون و همکاران، - 2001 موجود در اکوسیستم پی برد. روند یابی در طول زمان و همچنین مفهوم آستانه - فریدل، - 1991، توان پیش بینی را به داده ها می دهد.
هرچه یک روند، تخریب زیادتری در پیش گیرد، نشان دهنده دور شدن هرچه زیادتر آن از پایداری می باشد و بنابراین امکان رسیدن آن به حالت خود پایدار کمتر می گردد - تونگوی و هیندلی، . - 2000 پیش بینی روند تغییرات خصوصیات محیطی بایستی با توجه به روند تغییرات عوامل اکوسیستم و بر اساس عوامل مدیریتی تعیین گردد - فریچیت و کودی، . - 1994 روند یابی یا با توجه به داده های طولانی مدت و با به دست آوردن تکرار فراوان از داده ها انجام می شود - موسکوئرا و همکاران، . - 2004 ارائه مدل پیش بینی آتی تغییرات در اکوسیستم اساسا با استفاده از داده های به دست آمده در زمان طولانی انجام می گیرد.
به گونه ای که بتوان با استفاده از این داده ها به روابط ریاضی قابل اطمینان جهت مدلسازی دست یافت - تونگوی و هیندلی. - 2004 با استفاده از معرفهای اکولوژیکی با آمار طولانی مدت می توان بعنوان یک هشدار دهنده مدیریتی در اکوسیستم استفاده نمود و به شناخت شرایط محیط زیست گیاهان دست یافت - دیل و بیلر، . - 2001 از جمله مواردی که از داده های طولانی مدت برای تعیین روند آتی تغییرات استفاده شده می توان به موارد زیر اشاره نمود: بهره گیری از معادله سیگموئید - نوی میرٌِ، - 1981 و به دست آوردن منحنی S شکل - شکل . - 1 شیوه ای است که با بهره گیری از روابط ریاضی و اشکال گرافیکی برای تفسیر داده های جمع آوری شده از داده های اکوسیستم مورد استفاده قرار می گیرد - فریدل، . - 1994 این عملیات در دراز مدت در تشریح رفتار داده های به دست آمده از عوامل محیطی بسیار مفید می باشند.
در این حالت معادله سیگموئید - رابطه - 1 جهت تعیین ارزش عددی هر یک از شاخص ها در زمان های مختلف به کار می روند و به ایجاد منحنی های S شکل - شکل - 1 منجر می شوند. شکل خاص این نوع منحنی ها ناشی از تغییرات عوامل محیطی است که با پایش مداوم در طولانی مدت به دست می آید - نوی میر، . - 1981 از معادله سیگموئید - رابطه - 1 و منحنی S شکل - شکل . - 1 جهت روند یابی تغییرات ایجاد شده در اکوسیستم های مرتعی استرالیا در طولانی مدت استفاده شده است و بر اساس روند تغییرات شیوه های خاص مدیریت مراتع اتخاذ شده است - تونگوی و هیندلی، . - 2004 جهت تعیین تاثیر چرای دام بر خصوصیات خاکی و گیاهی و پیش بینی روند آتی تغییرات شاخص های خاکی در کوئینزلند از داده های 25 ساله استفاده شده است - بشری، . - 2007 در این مقاله از معادله سیگموئید - رابطه - 1 جهت تعیین ارزش عددی هریک از متغیر ها در زمان های مختلف بهره گرفته است.
نتایج به دست آمده باعث ایجاد منحنی S شکل - شکل - 1 شده است. مشخص شده است که در مناطقی که چرای مفرط دام روی داده است، افت این شاخص ها بسیار شدید تر از مناطق دیگر است. روند آتی تغییرات این شاخص ها نیز پس از مدل سازی روند تغییرات و به دست آوردن معادله سیگموئید - رابطه - 1 تعیین گردیده است. روند یابی گاه با استفاده از داده های کوتاه مدت که در زمان های مختلف از اندازه گیری شاخص های محیطی به دست می آید قابل انجام است. این عمل به شرطی قابل استناد است که در بازه زمانی میان اندازه گیری ها اکوسیتم دارای تغییرات قابل پیش بینی از قبیل خشکسالی و ترسالی باشد - موسکوئرا و همکاران، . - 2004 جهت تعیین روند تغییرات عوامل اکولوژیکی و پیش بینی روند آتی تغییرات پوشش گیاهی در جنگل های ساوان در استرالیا، از عملیات سنجش از دورٌّ بهره گیری شده است.
