بخشی از مقاله
چکیده
از آنجاییکه منابع آب موجود در خاک و عوامل اقلیمی یک منطقه بر پوشش گیاهی بسیار تأثیرگذار هستند و با توجه به روند تغییر اقلیم و کاهش منابع آب در سطح دنیا که مهمترین عامل حفاظت کننده از آب و خاک یعنی پوشش گیاهی را در خطر قرار داده است، انجام پژوهشهایی جهت روشن شدن عواقب نگرانکننده این تغییرات، ضروری به نظر میرسد. در این تحقیق15 فاکتور اقلیمی شامل متوسط بارندگی سالانه و فصلی - بهار، تابستان، پاییز و زمستان - ، متوسط دمای سالانه و فصلی - بهار، تابستان، پاییز و زمستان - و درصد رطوبت نسبی سالانه و فصلی - بهار، تابستان، پاییز و زمستان - و نیز یک عامل خاکی - درصد رطوبت اشباع خاک - در نظر گرفته شد. با ترسیم نمودار میلهای یک دوره آماری 15 ساله انتخاب و دادههای ناقص برخی از سالها با روش نسبت نرمال بازسازی گردید. از آمار 8 ایستگاه مجاور منطقه استفاده شد. نمونه برداری از پوشش منطقه در فصل رویشی انجام گرفت و نقاط توسط GPS مختصات نقاط نمونه ثبت شد و نقشه نقاط نمونه برداری در نرمافزار GIS ایجاد گردید. روابط رگرسیونی برای 15 فاکتور اقلیمی و ارتفاع در برنامه آماری SPSS بدست آمد و در محیط GIS به نقشه ارتفاع تعمیم داده شد - درونیابی عوامل اقلیمی نسبت به ارتفاع - و مقادیر فاکتورهای اقلیمی برای نقاط نمونهبرداری بدست آمد. درصد رطوبت خاک نیز در آزمایشگاه خاکشناسی تعیین گردید. دادههای حاصل در نرمافزار CANOCO مورد تحلیل چند متغیره قرار گرفت. نتایج نشان داد که عوامل متوسط بارندگی سالانه و فصلی - بهار، تابستان، پاییز و زمستان - ، درصد رطوبت نسبی سالانه و فصلی - بهار، تابستان، پاییز و زمستان - و درصد رطوبت اشباع خاک همبستگی بالایی را با پوشش گیاهی منطقه نشان دادند.
واژه های کلیدی : عوامل اقلیمی، رطوبت خاک، آنالیز چند متغیره، پوشش گیاهی، سرخ ده سمنان
مقدمه
کلیه عناصر آب و هوایی و تغییرات آنها، از عوامل محدودکننده انتشار و پراکندگی رستنیها محسوب میشوند - فرمهینی فراهانی، . - 1386 تأثیر اقلیم بر پوشش گیاهی بسته به مقیاس مکانی و زمانی دارای اثرات متفاوتی است. در مقیاس منطقهای تکامل اکوسیستمها و تنوع آنها در جهان، تابع اقلیم است، در حالیکه در مقیاس کوچکتر تغییرات درونفصلی و بینفصلی در رشد و نمو گیاهان، توسط شرایط آب و هوایی کنترل میگردد - روسنویگ و پاری1، . - 1994 در جغرافیای گیاهی، ساختار گونهای، تاریخ طبیعی مناطق، تحول و ارتباط جوامع گیاهی با عوامل و فرآینهای محیطی بهویژه عوامل اقلیمی تحلیل میشود - الکساندر و همکاران2، . - 2000 این تحلیلها میتواند اطلاعات کاربردی مناسبی برای شناخت بهتر پوشش گیاهی و در نتیجه منابع طبیعی کشورو ارائه سیاستهای حفاظتی و بهرهبرداری از این منابع ارائه نماید - بارانی و اونق، . - 1385
از بین رفتن پوشش حفاظتی خاک، یعنی پوشش گیاهی، آن را در برابر فرسایش حساس نموده و در نتیجه این فرآیند، کاهش نفوذپذیری خاک و نیز کاهش ظرفیت نگهداشت آب توسط خاک، رخ خواهد داد. پیآیند این رخداد افزایش رواناب، هدررفت آب و کاهش ذخایر و منابع آب کشور خواهد بود. محققین دگری نیز به مطالعه اثر عوامل اقلیمی و رطوبت خاک بر پوشش گیاهی پرداختهاند از جمله خادمالحسینی و همکاران - 1386 - در بررسی نقش عوامل توپوگرافی و اقلیم در پراکنش پوشش گیاهی مراتع مشجر ارسنجان، تأثیر عامل اقلیم را به عنوان تابعی از ارتفاع بر پراکنش گونههای گیاهی مؤثر دانست. جعفریان و همکاران - 1387 - در مطالعه اثر عوامل اقلیمی و توپوگرافی بر پوشش گیاهی مراتع رینه در دامنه جنوبی کوه دماوند، بیان نمود که بین توزیع جوامع گیاهی با عوامل اقلیمی و ارتفاع همبستگی معنیداری وجود دارد. هی و همکاران - 2007 - 3 ، کیمالوا و لوسولووا - 2009 - 4 به بررسی نقش بارندگی و درجه حرارت در تفکیک گروههای اکولوژیک گیاهی پرداختهاند همچنین قابل ذکر است که هی و همکاران علاوه بر دو متغیر یاد شده نقش رطوبت نسبی را نیز مورد مطالعه قرار دادهاند. از آنجاییکه منابع آب موجود در خاک و عوامل اقلیمی یک منطقه بر پوشش گیاهی بسیار تأثیرگذار هستند و با توجه به روند تغییر اقلیم و کاهش منابع آب در سطح دنیا که مهمترین عامل حفاظتکننده از آب و خاک، یعنی پوشش گیاهی را، در خطر قرار داده است، انجام پژوهشهایی جهت روشن شدن عواقب نگرانکننده این تغییرات، ضروری به نظر میرسد.
مواد و روشها
منطقه مورد مطالعه از مراتع ییلاقی سرخده میباشد که در شمال استان سمنان و 40 کیلومتری شرق شهرستان دامغان و 25 کیلومتری جنوب شرقی شهرستان کیاسر قرار دارد. طول جغرافیایی منطقه 8/8َ48ْ53 تا 50/13َ55ْ53 و عرض جغرافیایی 57/15َ12ْ36 تا 31/87َ6ْ36 با مساحت 8404/833 هکتار میباشد. رویشگاه مورد مطالعه تقریبا در یک منطقه دشتی قرار گرفته است. حداقل و حداکثر ارتفاع منطقه به ترتیب 1600 و 2600 متر بوده و متوسط بارندگی سالیانه 162/43 میلیمتر و متوسط دمای سالیانه 14/91 درجه سانتیگراد است. اقلیم منطقه با روش دومارتن، در محدوده خشک قرار گرفته است. این منطقه، از نظر زمینشناسی، در زون البرز و واحد البرز مرکزی واقع شده است. برای نمونهبرداری از پوشش گیاهی و خاک از روش نمونهگیری طبقهبندی تصادفی مساوی5 به پیشنهاد هیرزل و گیوسان - 2002 - 6 استفاده شد. به این ترتیب که ابتدا منطقه نمونهگیری را به چندین واحد همگن تقسیم کرده و سپس قابها را به صورت تصادفی در هر واحد همگن مستقر نمودیم. این طرح، پراکنش یکنواخت نمونهها را در سطح منطقه تضمین میکند و در عین حال اصل تصادفی بودن را برای انجام آزمونهای آماری معتبر، مهیا میسازد.
در مجموع، 230 پلات در منطقه مستقر شد. درصد تاج پوشش برای کل پلات و برای هر یک از گونهها و نیز تعداد آنها یادداشت گردید. در هر واحد همگن 3 نمونه خاک از عمق 0 تا 15 سانتیمتری برداشت شد. رطوبت اشباع خاک از تفاضل وزن خاک اشباع و وزن خاک خشک شده در آون در دمای 105 درجه سانتیگراد بعد از 24 ساعت تعیین شد. اطلاعات مربوط به ارتفاع و مختصات جغرافیایی، با استفاده از سیستم موقعیتیاب جهانی - GPS - و ایجاد نقشههای مربوطه بدست آمد. به این ترتیب که ابتدا نقشه نقاط نمونهبرداری در نرمافزار Arc GIS نسخه 9,2 تهیه و با رویهم گذاری این نقشه با نقشه ارتفاع، اطلاعات مورد نیاز استخراج شد. با انتخاب یک دوره آماری 15ساله - با رسم نمودار میلهای - از 8 ایستگاه مجاور منطقه، 15 متغیر اقلیمی - متوسط بارندگی سالانه و فصلی، متوسط رطوبت نسبی سالانه و فصلی و متوسط دمای سالانه و فصلی - در نظر گرفته شد سپس روابط رگرسیونی بین ارتفاع و متغیرهای موردنظر برقرار نموده و این روابط به نقشه ارتفاعی منطقه تعمیم داده شد و به این ترتیب نقشه اقلیمی برای منطقه تهیه گردید و دادههای اقلیمی موردنظر حاصل شد. آمار ناقص برخی سالها با روش نسبت نرمال بازسازی شد. در نهایت 16 عامل محیطی اندازهگیری شد - جدول . - 1
سپس از آنالیز DCA - آنالیز تطبیقی قوسگیری شده - 1 که یک روش آنالیز غیرمستقیم است، جهت شناسایی همبستگی بین گونهها و نمونهها در فضای دوبعدی - محورها - و تعیین طول گرادیان استفاده شد. جهت بررسی دقیقتر تأثیر عوامل محیطی بر پوشش گیاهی از آنالیز تطبیقی متعارفی2 که یک آنالیز گرادیان مستقیم است، استفاده شده است. دو نوع آنالیز گرادیان مستقیم CCA و RDA وجود دارد که برحسب طول گرادیان بدست آمده از DCA یک مورد انتخاب میشود. اگر طول گرادیان کمتر از 3 باشد از RDA و در صورتیکه بیشتر از 3 باشد از CCA استفاده میشود.
از طریق آنالیز CCA میتوان پراکنش نقاط گونهها را بر روی محورهای رجبندی و همراه با بردار متغیرهای محیطی نشان داد. به علاوه چون طول این بردارها به نسبت اهمیت شیب تغییرات است، لذا موقعیت گونهها را میتوان در امتداد بردارها تفسیر کرد. به طور کلی روش CCA به صورت دو نموداری است بدین معنی که جایگاه گونه را در ارتباط با عوامل محیطی نمایان میسازد - مصداقی، . - 1384 از آنجاییکه طول گرادیان DCA در مطالعه حاضر بیشتر از 3 بود، آنالیز CCA انجام شد. در مرحله بعد، آزمون مونت کارلو برای بررسی معنیداری مدل بوسیله F-ratio و P-value به کار رفته و از آنجا که معنیدار بود دیاگرام دو بعدی مربوط به گونه، عوامل محیطی و نمونه ترسیم شد. آنالیز مربوطه در نرم افزار CANOCO نسخه 4 انجام گرفت.
