بخشی از مقاله
مقدمه
پدیده گرمایش زمین و بتبع آن تغییرات اقلیم اثرات شدیدي روي اکوسیستمهاي کرة زمین داشته و خواهد داشت. بر طبق گزارش مجمع بینالدولی تغییر اقلیم (14)
الگوي گرمایش سالهاست آغاز شده و در آینده نیز ادامه خواهد داشت. بسیار با اهمیت است که بدانیم اکوسیستمها در مقابل این تغییرات چگونه پاسخگو هستند و در آینده
چه تغییراتی میکنند. اثرات گرمایش زمین روي اکوسیستمها، بدلیل کمبود اطلاعات موجود، با شک و تردید روبروست. همچنین اطلاعات کافی در مورد واکنش عنصر رشد در گونههاي مختلف درختان نسبت به دما وجود ندارد .(16) در حالیکه نشان داده شده است که دما فاکتور بسیار مهمی در رشد درختان در اکوسیستمهاي
130
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
جنگلی بهشمار میرود .(19) رشد در درختان تابع تغییرات فصلی است و حلقههاي رشد سالانه در درختان شاخص مطمئنی در بیان شرایط زیست محیطی گذشته میباشند.
گیاهان در بهار و تابستان بهتر از پاییز و زمستان رشد میکنند. این موضوع امکان مطالعات تغییر اقلیم بوسیله حلقههاي رشد سالانه درختان را فراهم میسازد(.(15 در واقع درختان آرشیوهاي زندهاي از تغییرات اقلیمی هستند.
از طریق مطالعات گاهشناسی درختی (dendrochronolog)
میتوان به رویدادهاي گذشته و تغییرات آب و هوایی در محیطهاي اکولوژیکی مختلف پی برد .(15)
دندروکرونولوژي یا گاهشناسی درختی، به علم تاریخگذاري حلقههاي رویشی اطلاق میشود. این روش شامل بررسی و تجزیه و تحلیل اطلاعات موجود در ساختار حلقههاي تاریخگذاري شده و استفاده از آن بهمنظور پاسخگویی به سؤالات تاریخی و زیست محیطی میباشد (پایگاه گاهشناسی درختی ایران، .(1390 همچنین این روش ظرفیت لازم را براي آشکارسازي حساسیت رشد درخت نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی دارا میباشد .(18) بهعلاوه، پیشبینی چگونگی توسعه منابع جنگلی در آینده بدون مطالعه روي واکنش درختان نسبت به تغییرات اقلیمی امکانپذیر نخواهد بود .(17)
نیل پدرسون و همکاران (19) در مطالعاتی که انجام دادند اثر دماي زمستان را بر روي شش گونه مختلف درختی در درة رودخانه هودسون (Hudson River Valley) در شمال آمریکا تعیین کردند. آنها بیان کردند که دماي ماه ژانویه بیشترین محدودیت را در رشد درختان اعمال میکند.
اختصاصی و همکاران (1) در مقالهاي تحت عنوان پالیوکلیماتیک و گاهشناسی ترسالیها و خشکسالیها با استفاده از گونههاي چوبی مناطق خشک، با انطباق دادههاي آماري طی 32 سال گذشته مربوط به بارندگی دشت یزد با دوایر سالانه در گونه بوتهاي علف مار، نشان دادند که بین قطر دوایر سالانه و بارندگی سالانه رابطه معنیداري وجود دارد. بدینوسیله میتوان با دیرینهشناسی اقلیمی دوایر
سالانه، تغییرات بارندگی، ترسالیها و خشکسالیها را برآورد نمود.
کیایی و همکاران (11)، رابطه بین پهناي دوایر رویشی با بارندگی در گونه کاج الدار در منطقه کلاردشت را بررسی کردند. با استفاده از همبستگی پیرسون آنها نشان دادند که ارتباط مثبت معنیداري بین پهناي دوایر رویشی و بارش ماه می وجود دارد.
کاظمی و همکاران (10) روي حلقههاي رویشی صنوبر و اثر متغیرهاي اقلیمی روي آن کار کردند. مطالعات آنها نشان داد که حداکثر دما اثر بازدارندگی بر روي رشد صنوبر دارد و بارندگی ماههاي اول بهار و اواخر زمستان اثر مثبتی بر روي رشد صنوبر دارد.
یو ساوا و همکارانش (21)، اثرات تغییر اقلیم را بر روي تعدادي از ویژگیهاي حلقه سالانه مانند پهناي چوب بهاره و پاییزه، دانسیته چوب پاییزه و درصد کاهش چوب پاییزه با افزایش ارتفاع را بر روي گونهاي از کاج اسکاتلندي
(Scots pine) در منطقه درختکاري شده در جنوب سیبري بررسی کردهاند. آنها نشان دادند که تغییرات شرایط آب و هوایی تا %87 تغییرات رشد در گونه مورد بررسی را تعیین میکند.
لوپاتین و همکاران (17)، در مقالهاي تحت عنوان اثرات تغییر اقلیم روي حلقههاي رشد سالانه در گونه پیسه آ
(Siberian spruce) و کاج اسکاتلندي (Scots pine) در شمالشرقی سیبري، یک الگوي دراز مدت در افزایش دما
و بارش را شناسایی کردند. در طی 20 سال گذشته همه ایستگاههاي هواشناسی در منطقه مورد مطالعه افزایش دما،
و طی 40 سال گذشته افزایش بارش را نشان دادند. بر طبق این تحقیق، تغییر اقلیم میتواند قسمتی از افزایش تولید را در جنگل توجیه کند.
مواد و روشها
موقعیت و ویژگیهاي منطقه مورد مطالعه: در این مطالعه
131
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
جنگلهاي دست کاشت لویزان بهعنوان مطالعه موردي در نظر گرفته میشود. این پارك جنگلی در سال 1346
تأسیس شده و در شمال شرق تهران در منطقه 4 شهرداري واقع شده است (شکل .(1 از نظر مختصات جغرافیایی این پارك در طول جغرافیایی 51 ° 29 E تا 15"َ51° 34
برابر با 544000 تا UTM 551500 و عرض جغرافیاییN
20"َ35° 44 تا 45"َ35° 46 برابر با 3956500 تا
UTM 3969500 واقع گردیده است. ارتفاع پارك در پایینترین نقطه 1390 متر و در بالاترین نقطه 1590 متر میباشد، شکل 1 موقعیت پارك را در شهر تهران و در ناحیه مورد نظر نشان میدهد.
مساحت اولیه پارك جنگلی لویزان معادل 1075/6 هکتار محاسبه گردیده که با احتساب 35 درصد شیب، برابر
1451 هکتار برآورد میگردد. در سالهاي اخیر مساحت
215/7 هکتار از زمینهاي پارك حدفاصل شهرك امید و بزرگراه استخر در قالب مدیریت بهرهوري واگذار گردیده است. زمین باقیمانده معادل 860 هکتار میباشد که بدلیل احداث شهرك شهید دقایقی در قسمت غربی پارك، گسترش بزرگراه هنگام، بزرگراه استخر، اتوبان شهید بابایی و همچنین خطاي احتمالی در مساحی صورت گرفته در نقشهبرداري اولیه، متراژ دقیق زمین باقیمانده در حال حاضر معادل 762/8 هکتار میباشد .(9) این پارك از شمال به قوچک، از جنوب به شمسآباد و از غرب به ده لویزان و از شرق به پادگان خاتمالانبیا محدود میشود.
در رابطه با ویژگیهاي خاكشناسی منطقه، باید توجه نمود که خاك منطقه عامل بسیار محدود کنندهاي در رشد درختان میباشد. خاك منطقه دانهدرشت بوده و آب را براي مدت کوتاهی در خود نگه میدارد که این باعث میشود بخش محدودي از نیاز آبی درختان رفع شده و مواد غذایی خاك شامل ماکروالمانها (نیتروژن- فسفر-
پتاسیم- کلسیم- منیزیم- گوگرد) و میکروالمانها (آهن-
منگنز- مولیبدن- بر- مس- روي- کلر) به سرعت شسته
شده و از دسترس ریشه خارج گردند. در پارك مورد بررسی از کود براي تقویت درختان استفاده نمیشود. البته بیشتر درختان در شیب قرار گرفتهاند. خاکهاي شسته شده در قسمتهاي پایینتر متمرکز میشوند. عمق خاك مناسب بوده، pH متوسط خاك 7/74 و متوسط هدایت الکتریکی عصاره اشباع برابر با 0/7 دسیزیمنس بر متر میباشد .(6)
بافت خاك در اراضی تپه ماهوري (Hills) اغلب لوم-
رسی- شنی و یا لوم- شنی میباشد .(6)
از غرب به شرق تکامل خاك بیشتر شده و همینطور تپه ماهورها و درصد شیب از غرب به شرق کاهش مییابد.
شیب عمومی اراضی تپه ماهوري 12 تا 30 درصد و در بعضی از مناطق بصورت محدود تا 60 درصد میباشد .(6)
تبخیر در قسمتهاي جنوبی بیشتر و در قسمتهاي شمالی کمتر است. درختان بخش شمالی مرغوبتر و از رشد بهتري برخوردارند. خاك شرقی نیز مرغوبتر از سمت غربی است.
در جنگل لویزان عمده سطح به کشت گونههاي سوزنی برگ کاج و سرو اختصاص داده شده است. در این گونهها، درصد زندهمانی بالا و تراکم تعداد پایهها در هکتار در حد ایدهآل میباشد. در خصوص گونه پهن برگ، بیشترین پایهها به درختان اقاقیا و ون تعلق دارد، این درختان از نظر تراکم کاشت اولیه مناسب بوده ولی طی سالهاي گذشته بعلت عدم سازگاري با محیط و شرایط نامناسب خاك و زهکشی شدید، تعدادي از پایههاي ون و اقاقیا خشکیده و یا قطع شدهاند و بجاي آنها پایههاي سوزنی برگ سرو یا کاج کاشته شده است. در پارك لویزان گونههاي سوزنـی برگ، اقاقیا، ونو عرعر با بیشترین تعداد کاشته شدهاند، گونههاي داغداغـان، چنار، توت سفید، بید، سنجد، جوالدوز، بادام، نارون و درختچههـاي ارغـوان، انـار، خرزهره، گز، برگ نو و طاووسـی بصورت تک پایـه یا تـودههاي بزرگ و کوچک در سطح پارك کاشته شده اند.
در بررسی شبکه هواشناسی منطقه، ایستگاه سینوپتیک شمال تهران بدلیل نزدیکی به منطقه مورد مطالعه، موقعیت
132
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
مناسب ارتفاعی، کیفیت مناسب ابزار اندازهگیري و قرائتهاي انجام شده، براي اخذ دادههاي هواشناسی ارجحیت دارد. ایستگاه مذکور در طول جغرافیایی 51
درجه و 37 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و
47 دقیقه شمالی با ارتفاع 1548/2 متر از سطح دریا واقع شده است .(4)
میانگین بارندگی در منطقه مورد مطالعه براساس ایستگاه معرف شمال تهران، 401/5 میلیمتر برآورد میشود. اسفند ماه، پربارانترین ماه سال میباشد. متوسط بارندگی اسفند ماه، 81/9 میلیمتر میباشد. این ماه از 20/4 درصد کل نزولات آسمانی سال برخوردار است. کم بارانترین ماه سال، تیر ماه میباشد. میانگین بارش در این ماه 2/7
میلیمتر میباشد و فقط 0/7 درصد از کل بارش سالانه در این ماه اتفاق میافتد. منطقه مورد مطالعه داراي رژیم بارندگی مدیترانهاي برخوردار از فصل خشک میباشد و این فصلمنطبق با فصل تابستان میباشد.
میانگین بارش در فصل زمستان، 208/3 میلیمتر میباشد.
مقدار بارش در فصول پائیز، بهار و تابستان بهترتیب
115/2، 67/6 و 10/4 میلیمتر میباشد. پربارانترین فصل سال، زمستان میباشد. سهم زمستان از بارش سالانه، 51/9
درصد میباشد، در حالیکه این سهم براي فصول پائیز و بهار بهترتیب 28/7 و 16/8 درصد میباشد. تابستان خشکترین فصل سال میباشد و مجموع نزولات آسمانی که در این فصل میبارد، کمتر از 2/6 درصد از کل بارش سالانه میباشد.
اقلیم منطقه براساس طبقهبندي اقلیمی دومارتن، نیمهخشک و براساس طبقهبندیهاي دومارتن اصلاح شده و آمبرژه، نیمهخشک سرد ارزیابی میشود .(4)
روش تحقیق: اساس هر مطالعه گاهشناسی منطقی، انتخاب نمونه با معیارهاي بیولوژیکی- اکولوژیکی مناسب است.
انتخاب درخت و سایت مورد مطالعه و روش کار نیز کاملاً به اهداف مطالعه بستگی دارد .(11)
در این بررسی روش تحقیق بر مبناي جمعآوري منابع اطلاعاتی و دادههاي هواشناسی در مقاطع زمانی متفاوت، بهمنظور شناسایی میزان تغییرات حادث شده در وضعیت اکوسیستم و نیز جمعآوري نمونههاي چوب از درختان استوار میباشد .(7)
بهمنظور انتخاب نقاط یا ایستگاههاي نمونهبرداري نکات زیر مورد توجه قرار گرفت:
- سعی بر این بود تا ایستگاههاي نمونهبرداري معرف خوبی از تمام منطقه باشند.
- ایستگاهها ابتدا روي نقشه پوشش گیاهی و نیز سایر نقشههاي مناسب انتخاب شده و بعد محل آنها در عرصه اصلاح شده و نهایی شدند.
- هر ایستگاه تا حد ممکن در وسط تیپ پوشش گیاهی مورد نظر قرار گرفته است.
- در این مطالعه بدلیل کوچک بودن منطقه و اختلاف ارتفاعی کم 1390-1590) متر)، تعیین نقاط و نمونهبرداري در نقاط ارتفاعی متفاوت لزومی نداشت.
در هر ایستگاه ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی، وضعیت پوشش گیاهی و شرایط درختان آن ثبت شد.
در این راستا، نقشههاي توپوگرافی و پوشش گیاهی پارك جنگلی لویزان بررسی شد. سپس 5 نقطه بهعنوان نقاط اولیه ایستگاهها روي نقشه تعیین شد. سعی بر این بود که در هر ایستگاه چند گونه و از هر گونه چند تکرار براي نمونهبرداري انتخاب شوند. البته تعداد زیادي از محققان
15 تکرار در یک مطالعه دقیق گاهشناسی را ضروري میدانند .(15)
ازجمله نکات مهم در انتخاب گونه مناسب -1 نحوة پراکنش گونه و -2 طبیعت گونه و ویژگیهاي حلقه سالانه در آنها میباشد .(15)
133
Stereo- Microscope
مجله پژوهشهاي گیاهی (مجله زیست شناسی ایران) جلد 27، شماره 1، 1393
جدول -1 مشخصات ایستگاهها و تعداد گونههاي مناسب نمونهبرداري در هر ایستگاه
کد کاج سرو اقاقیا ون داغداغان ارتفاع
ایستگاه (pinus (Cupressus (Robinia (Fraxinus (Celtis australis) متوسط
eldarica) arizonica) pseudoacacia) rotundifolia) (متر)
5B - 5 - 3 - 1579
4B 6 - - 1 2 1508
2C 9 9 - - - 1492
3C 8 - 3 - - 1582
D - 5 1 3 - 1555
جدول -2 ضریب همبستگی پیرسون بین گونههاي مختلف (کاج- سرو- اقاقیا- ون- داغداغان)
متغیر 3CP 3CR DF DR 4BP 4BCe 2CP
2CP 0/640** 0/746** 0/799** 0/779** 0/549** 0/505** 1
3CP 1 0/708** 0/663** 0/485** - - 0/640**
3CR 0/708** 1 0/652** 0/555** 0/454** - 0/746**
DF 0/633** 0/652** 1 0/611** - - 0/779**
DR 0/458** 0/555** 0/611** 1 0/731** 0/608** 0/779**
4BP - 0/454** - 0/731** 1 0/604** 0/549**
**همبستگی قابل توجه در سطح معناداري کمتر از 0/01
در این بررسی نمونهبرداري و انتخاب درختان براساس یافتن درختان مسن پایهگذاري گردیده (2) و نمونهبرداري نه به صورت تصادفی، بلکه بصورت گزینشی انجام شده است. تلاش گردید تا شرایط اقلیمی و همچنین ژئوبوتانیکی محل نمونهبرداري در یک ناحیه هماهنگ و یکنواخت باشد. با توجه به اینکه انتخاب مناسب یکی از موارد موفقیتآمیز در فرایند تطابق زمانی است (13)، در انتخاب گزینشی درختان گونههاي حساس به نوسانات اکولوژیکی و اقلیمی در یک رویشگاه مشخص مورد نمونهبرداري قرار گرفتند .(2) بدین ترتیب هر ایستگاه کد گذاري و به صورت میدانی بازدید شد و موقعیت هر ایستگاه بر روي نقشه پارك تعیین گردید (شکل .(2
گونههاي مورد مطالعه به دلیل فراوانی، رشد و شرایط مناسب آنها براي بررسی انتخاب و کد گذاري شدند.
گونههایی مانند کاج تهران، سرو، اقاقیا، ون و داغدغان براي نمونهبرداري مناسب شناخته شدند. کد هر ایستگاه،
ارتفاع متوسط هر ایستگاه، تعداد و گونههاي مناسب براي نمونهبرداري در هر ایستگاه در جدول 1 آورده شده است.
پس از انتخاب پایههاي درختی، نمونهبرداري از درختان مورد نظر انجام شد. دو نمونه مغزه بوسیله مته سال سنج، به قطر 5 میلیمتر، از شمال و جنوب هر درخت، در ارتفاع برابر سینه 1/3) متر بالاتر از سطح زمین) تهیه گردید.
نمونهها پس از استخراج از درخت بر روي یک نگهدارنده تثبیت گردیده و با پیچیدن نخ از خروج آنها از حائل چوبی ممانعت گردید و به مدت چند هفته نگهداري شد تا کاملاً خشک شوند، سپس با استفاده از سمبادههاي درشت و متوسط و ریزنمونهها صیقل داده شدند تا خطوط دوایر رویشی به خوبی نمایان شوند
