Management of Natural Ecosystems

Management of Natural Ecosystems

Assessment the relative importance of environmental factors Influencing vegetation changes in the steppe rangelands of Khoshkroud Saveh

Document Type : Original Article

Authors
Hajar Nemati 1
mina bayat 1
Mahshid souri 2
Ali Reza Eftekhari 2
Saeedeh Nateghi 2
Nadia kamali 3
1 Research expert, Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
2 Assistant Professor, Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
3 Associate Professor, Rangeland Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
10.22034/emj.2025.726021
Abstract
The present study investigates the effects of environmental factors on the vegetation cover of steppe rangelands in the Khoshkroud area of Saveh.The aim of this study is to identify the factors affecting vegetation changes propose strategies for the optimal management of rangelands. ampling was conducted using a random-systematic method in the first year, followed by a systematic method in subsequent years. Four transects, each 200 meters long, were established, with a total of 60 plots sampled. Soil properties including EC, pH, organic carbon, total nitrogen, available phosphorus and potassium, and soil texture were measured. Principal Component Analysis (PCA) was employed to determine the relative importance of environmental factors influencing vegetation cover. multivariate statistical methods were used to determine the relationship between crown cover percentage and environmental factors, utilizing XLSTAT and MINITAB version 16 software. The results showed that the seventeen-year average forage production was 240 kg per hectare and the average canopy cover was 26 percent. occurred in the year 1399, while the highest was recorded in 1381. Canopy Cover and production had a strong correlation with annual rainfall, carbon, nitrogen, and silt. Principal component analysis showed that the first four components explained 68.4% of the variations, and Canopy cover and production exhibited strong positive correlations with rainfall, silt, and pH, and negative correlations with soil salinity, phosphorus, and carbon. Finally, the results of this research showed that annual rainfall and soil properties, especially the amount of carbon, nitrogen, silt, clay, potassium, phosphorus, salinity, and pH, play an important role in vegetation changes. Proper rangeland management and consideration to environmental and climatic factors can contribute to the improvement of vegetation and increase forage production in these areas.
Keywords
Principal component analysis
Monitoring
steppe rangelands
effective factors
Subjects
ارزانی، ح. (1376). دستورالعمل طرح ارزیابی مراتع در مناطق مختلف آب و هوایی کشور. تهران: انتشارات موسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، 65 ص.
ارزانی، ح.، و عابدی، م. (1392). ارزیابی مرتع: ممیزی و پایش (جلد 1). تهران: انتشارات دانشگاه تهران، 224 ص.
اکبرزاده، م.، و میرحاجی، ت. (1385). تغییرات پوشش گیاهی تحت تأثیر بارندگی در مراتع استپی رودشور. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، (3)13، 235-222.
آذرنیوند، ح.، جعفری، م.، مقدم، م. ر.، و جلیلی، م. ا. (1382). بررسی اثر خصوصیات خاک و عوامل محیطی بر پراکنش دو گونه درمنه (مطالعه موردی: مرتع آوَرد، شعبه، سمنان). منابع طبیعی ایران، (1،2)56،، 100-93.
برهانی، م.، و جابری الانصار، ز. (1398). بررسی تاثیر عوامل محیطی بر پوشش گیاهی مراتع سمیرم (استان اصفهان) با استفاده از آنالیز بردار. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، (3)26، 741-753.
بیات، م.، ارزانی، ح.، و جلیلی، ا. (1395). تأثیر شرایط اقلیمی بر پوشش گیاهی و تولید در مراتع استپی (مطالعه موردی: علویجه و خوانداب-استان اصفهان). تحقیقات مرتع و بیابان، (2)23، 357-372.
تقی‌پور، ا.، و رستگار، س. (1389). نقش فیزیوگرافی بر پوشش گیاهی با استفاده از GIS (مطالعه موردی: مراتع هزارجریب، استان مازندران). مرتع، (2)4، 177-168.
جعفریان، ز.، ارزانی، ح.، جعفری، م.، زاهدی، غ.، و آذرنیوند، ح. (1387). تحلیل ارتباط بین توزیع جوامع گیاهی و عوامل اقلیمی و فیزیوگرافیک با استفاده از روش‌های طبقه‌بندی و رسته‌بندی در مراتع رینه، علمی پژوهشی رینه. مرتع، (2)2، 140-125.
حشمتی، غ. ا. (1382). بررسی اثر عوامل محیطی بر استقرار و توسعه گیاهان مرتعی با استفاده از تحلیل‌های چند متغیره. منابع طبیعی ایران، (4)4، 34-27.
رنجبرفردوئی, ا.، ولی, ع. ع.، مکرم, م.، و تاری‌پناه، ف. (1398). بررسی روند تغییرات زمانی- مکانی پوشش گیاهی و واکنش آن به عوامل محیطی در شمال استان فارس، ایران. سنجش از دور و GIS ایران، (4)11، 82-61.
زارع چاهوکی، م. ع.، و شفیع‌زاده، م. (1387). بررسی عوامل محیطی مؤثر بر پراکنش چند گونة گیاهی مناطق بیابانی (مطالعة موردی: حاشیه کویر چاه بیکی استان یزد). تحقیقات مرتع و بیابان ایران، (3)15، 414-403.
زارع چاهوکی، م. ع.، نودهی، ر.، و طویلی, ع. (1389). بررسی تنوع گونه‌ای و رابطة آن با عوامل محیطی در مراتع اشتهارد. خشک بوم، (2)1، 49-41.
زارع حصاری، ب.، قربانی، ا.، عظیمی مطعم، ف.، هاشمی مجد،ک.، و اصغری، ع. (1393). عوامل بوم‌شناختی مؤثر بر پراکنش گونهArtemisia fragrans Willd. در دامنه‌های جنوب شرقی سبلان. مرتع، (3)8، 250-۲38.
سوری، م.، بیات، م.، ارزانی، ح.، و خداقلی، م. (1398). برآورد تولید علوفه بلندمدت مراتع استپی استان فارس بر اساس پارامترهای عوامل اقلیمی. مدیریت مرتع و آبخیزداری، (4)72، 1009-995.
سوری، م.، غایب، م.، و معتمدی، ج. (1397). تحلیل رتبه‌بندی اراضی مستعد تخریب در حوزه آبخیز نوشان، استان آذربایجان غربی، ایران. مدیریت مرتع و آبخیزداری، (2)71، 404-393.
سوری، م.، فیاض، م.، کمالی، ن.، و ناطقی، س. (1398). تغییرات بهره‌برداری در مرتع در اثر مدیریت مرتع (مراتع سبزوار). تحقیقات مرتع و بیابان ایران، (4)25، 922-911.
شهیدی، ک.، طویلی، ا.، و جوادی، ا. (1400). بررسی تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از RS و GIS در مراتع چهارباغ استان گلستان در یک دوره 30 ساله. مرتع، (2)15، 194-180.
کوهندل، ا.، ارزانی، ح.، و حسینی توسل، م. (1389). تاثیر شدت چرا بر خصوصیات خاک و پوشش گیاهی با استفاده از آنالیز مولفه‌های اصلی. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، (4)17، 518-526.
کیا، ف.، طویلی، ا.، و جوادی، س. ا. (1390). پراکنش گونه‌های مرتعی در ارتباط با برخی عوامل محیطی در چهارباغ استان گلستان. مرتع، (3)5، 301-292.
مصداقی، م. (1380). توصیف و تحلیل پوشش گیاهی. مشهد: انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، 228 ص.
مصداقی، م. (1384). بوم‌شناسی گیاهان. مشهد: انتشارات دانشگاه مشهد، 187 ص.
مقدم، م. ر. (1379). مرتع و مرتعداری. تهران: انتشارات دانشگاه تهران. 257 ص.
نیک‌نهاد، ح.، و دانشی، م. (1392). معیارهای آنالیز و ارزیابی مراتع (ترجمه). تهران: انتشارات فراغی، 352 ص.
Abd El-Ghani, M. M., and Amer, W. M. (2003). Soil–vegetation relationships in a coastal desert plain of southern Sinai, Egypt. Journal of Arid Environments, 55(4), 607-628.
Adler, P. B., Dalgleish, H. J., and Ellner, S. P. (2012). Forecasting plant community impacts of climate variability and change: when do competitive interactions matter?. Journal of Ecology, 100(2), 478-487.
Birch, N. V. E. (2000). The vegetation potential of natural rangelands in the Mid-Fish River Valley, Eastern Cape, South Africa: towards a sustainable and acceptable management system (Doctoral dissertation, Rhodes University).
Bremner, J. M., and Mulvaney, C. S. (1982). Nitrogen—total. Methods of soil analysis: part 2 chemical and microbiological properties, 9, 595-624.
Burke, A. (2001). Classification and ordination of plant communities of the Naukluft Mountains, Namibia. Journal of Vegetation Science, 12(1), 53-60.
Hong, P., Schmid, B., De Laender, F., Eisenhauer, N., Zhang, X., Chen, H., Craven, D., De Boeck, H. J., Hautier, Y., Petchey, O. L., Reich, P. B., Steudel, B., Striebel, M., Thakur, M. P., and Wang, S. (n.d.). (2022). Biodiversity promotes ecosystem functioning despite environmental change. Ecology letters, 25(2), 555-569.
Huang, P., and Tsai, W. (2010). Using multiple-criteria decision-making techniques for ecoenvironmental vulnerability assessment: a case study on the Chi-Jia-Wan Stream watershed, Taiwan, Journal of Environment Monitoring Assess, 168: 141–158.
Jatav, N. (2024). Vegetation type discrimination using Hyperspectral data in semi-arid region of the state of Rajasthan. African Journal of Biological Sciences. 14(6):11809-11794.
Jia, B., Zhou, G., Wang, F., Wang, Y., Yuan, W., and Zhou, L. (2006). Partitioning root and microbial contributions to soil respiration in Leymus chinensis populations. Soil Biology and Biochemistry, 38(4), 653-660.
Jin-Tun, Z. (2002). A study on relations of vegetation, climate and soils in Shanxi province, China. Plant Ecology, 162, 23-31.
Knapp, A. K., Carroll, C. J., Denton, E. M., La Pierre, K. J., Collins, S. L., and Smith, M. D. (2015). Differential sensitivity to regional-scale drought in six central US grasslands. Oecologia, 177, 949-957.
Matyukira, C., Mhangara, P., Gidey, E., and Hussein, J. (2025). Assessing environmental drivers of vegetation health using enhanced vegetation index and principal component analysis: a case study of the Cradle Nature Reserve, Gauteng province, South Africa. Geocarto International, 40(1), 2509873.
Munson, S. M., Duniway, M. C., and Johanson, J. K. (2016). Rangeland monitoring reveals long-term plant responses to precipitation and grazing at the landscape scale. Rangeland Ecology & Management, 69(1), 76-83.
Olsen, S. R., and Sommers, L. E. (1982). Phosphorus. In A. L. Page (Ed.), Methods of soil analysis: Part 2. Chemical and microbiological properties (2nd ed., Agronomy Monographs, No. 9, pp. 403–430). American Society of Agronomy and Soil Science Society of America.
Rannow, S. and Neubert, M. (2014). Managing protected areas in central and Eastern Europe under climate change, 322p.
Throop, H. L., Munson, S., Hornslein, N., and McClaran, M. P. (2022). Shrub influence on soil carbon and nitrogen in a semi-arid grassland is mediated by precipitation and largely insensitive to livestock grazing. Arid Land Research and Management, 36(1), 27-46.

  • Receive Date 23 February 2025
  • Revise Date 09 June 2025
  • Accept Date 10 June 2025