مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

استقرار و تنوع زیستی زادآوری طبیعی گونه های بومی پس از جنگل‌کاری با بادام کوهی (Amygdalus scoparia) در ارتباط با شیب و جهت دامنه در منطقه نیمه‌خشک زاگرس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری علوم زیستی جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
2 دانشیار، گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
3 استاد، گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.
4 دانشیار، گروه جنگلداری و صنایع سلولزی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه صنعتی خاتم الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران.
چکیده
اثراث جنگل‌کاری با گونه بادام کوهی (Amygdalus scoparia) بر استقرار و تنوع زیستی زادآوری طبیعی گونه‌های بومی در جهت و شیب‌های مختلف در منطقه نیمه خشک زاگرس مورد ارزیابی قرار گرفت. به‌منظور انجام این تحقیق در دو جهت (شمالی و شرقی) و در شیب‌های (کمتر از 10 درصد و بالای 40 درصد) در دو موقعیت (منطقه جنگل‌کاری- فاقد جنگل‌کاری) در شش تکرار، در مجموع تعداد 48 پلات به ابعاد 10×10 به‌صورت کاملا تصادفی برداشت و شاخص‌های تنوع زیستی محاسبه گردید. همچنین به‌منظور بررسی خاک، یک نمونه از عمق صفر تا 20 سانتی متری خاک تهیه شد. به‌منظور بررسی اثر جنگلکاری، جهت جغرافیایی و شیب بر خاک و شاخصهای تنوع زیستی از آنالیز واریانس سه طرفه و جهت بررسی ارتباط اثر جنگل‌کاری با گونه بادام کوهی و شاخصهای تنوع زیستی و خصوصیات خاکی از تجزیه و تحلیل مؤلفه اصلی استفاده شد. نتایج نشان داد که شاخص‌های سیمپسون، منهنیک و مارگالف در جهت شرقی و در شیب کمتر از 10 درصد در منطقه جنگل‌کاری بیشترین مقدار را نشان دادند. در حالی‌که بیشترین مقدار شاخص غالبیت در منطقه شاهد (فاقد جنگل‌کاری) و در جهت شمالی مشاهده شد. نتایج همبستگی نیز نشان داد که زیست توده میکروبی با رده (**0/405r=) ، تنوع شانون- وینر (**0/377 r=)، سیمپسون (**0/394r=) و یکنواختی (**0/405r=) در سطح (P-value<0.01) و با تعداد افراد (*0/295r=)، غنای منهنیک (*0/358r=) و مارگالف (*0/314r=) همبستگی مثبت و معنی‌دار داشتند. نتایج این پژوهش بیانگر آن است که جنگل‌کاری با گونه بادام کوهی در مناطق نیمه‌خشک باعث بهبود خصوصویات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک شده و در نهایت منجر به زادآوری طبیعی گونه‌های بومی منطقه شده است. این اطلاعات امکان تدوین نسخه‌های بوم‌سازگار جنگل‌کاری را فراهم می‌کند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Establishment and Biodiversity of native species natural regeneration after afforestation with almond (Amygdalus scoparia) in relation to slope and Aspect in the semi-arid region of Zagros

نویسندگان English

Fatemeh Bagheri 1
Javad Mirzaei 2
Mehdi Heydari 3
Mostafa Moradi 4
1 Ph.D. Student, Department of Forest Science, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
2 Associate Professor, Department of Forest Science, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
3 Professor, Department of Forest Science, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
4 Associate Professor, Department of Forestry and Cellulose Industries, Faculty of Natural Resources, Behbahan Khatam Alanbia University of Technology, Behbahan, Iran.
چکیده English

The effects of afforestation with Amygdalus scoparia on the establishment and biodiversity of natural regeneration of native species in different aspects and slopes in the semi-arid Zagros region were evaluated. For this purpose, a total of 48 plots, (10 × 10 m), were randomly sampled in six replicates across two aspects (north and east) and two slope gradients (less than 10% and greater than 40%), within two situations (afforested area - non-afforested area) and biodiversity indices were calculated. Also, to investigate soil properties, one soil sample was collected from the 0–20 cm soil depth. In order to investigate the effects of afforestation, geographical aspect, and slope on soil and biodiversity indices, a Three-Way analysis of variance (ANOVA) was used, and to examine the relationship between the effect of afforestation with the wild almond species, biodiversity indices, and soil properties, Principal Component Analysis (PCA) was utilized. The results showed that the Simpson, Menhinick, and Margalef indices showed their highest values in the east aspect and on slopes less than 10% within the afforested area. While, the highest value for the dominance index was observed in the control area (non-afforested) and in the north aspect. Correlation results also indicated that microbial biomass had a positive and significant correlation (P-value < 0.01) with class/category (r=0.405), Shannon-Wiener diversity (r=0.377), Simpson (r=0.394), and evenness (r=0.405), and a positive and significant correlation with the number of individuals (r=0.295), Menhinick richness (r=0.358), and Margalef (r=0.314). The results of this research indicate that afforestation with the wild almond (Amygdalus scoparia) species in semi-arid regions has led to the improvement of physical, chemical, and biological soil properties, ultimately resulting in the natural regeneration of native species in the region. These findings provide a basis for developing eco-friendly afforestation strategies.

کلیدواژه‌ها English

Topography
Species richness
Soil characteristics
Nurse species
ابراهیمی‌عسکری، ا.، مرادی، م.، بصیری، ر.، میرزایی، ج.، و قاسمی، ا. (1398). بررسی وضعیت خصوصیات فیزیکو‌شیمیایی خاک و زادآوری در رویشگاه‌های کهور ایرانی (Prosopis cineraria (L.) Druce) در جنوب ایران. جنگل ایران، 11(2)، 267-255.
ﺛﺎﺑﺘﻲ، ح. (1373). ﺟنگل‌هـﺎ، درﺧﺘـﺎن و درﺧﺘچـﻪﻫـﺎی اﻳـﺮان. یزد: اﻧﺘﺸﺎرات دانشگاه ﻳﺰد.810 ص.
جعفری حقیقی، م. (1382). روشهای تجزیه خاک نمونهبرداری و تجزیههای مهم فیزیکی و شیمیایی. تهران: انتشارات ندای ضحی. 240 ص.
ریگی، م.، و فخیره، ا. (1392). مطالعه اثر شدت‌های مختلف چرا بر شاخص‌های غنا و تنوع پوششگیاهی به‌منظور حفاطت زیست بوم‌های مرتعی تفتان. حفاظت زیست بوم گیاهان، (3)1، 118-105.
عزیزی‌کیا، ی.، مرادی، م.، درویش چسند، ز.، و طالشی، ح. (1403). بررسی برخی خصوصویات فیزیکی و شیمیایی خاک در رویشگاه‌های گونه مورد (Myrtus communis L.) در جنوب غربی ایران. روابط خاک و گیاه، (3)15، 87-71.
منجری، ف.، کیانی، ب.، تابنده ساروی، آ.، و فلاحتی، ا. (۱۳۹۹). بررسی نتایج احیای اراضی جنگلی با اجرای جنگل‌کاری بنه و بادام کوهی در شهرستان خاتم، استان یزد. تخریب و احیاء اراضی طبیعی، (1)1، 33-۴۴.
میرزایی، ج.، اکبری‌نیا، م.، حسینی، س، م.، طبری کوچکسرایی، م.، و جلالی، س، غ. (1387). مقایسه تراکم زادآوری طبیعی گونه‌های چوبی در رابطه با عوامل فیزیوگرافی و خاک در جنگل‌های زاگرس (مطالعه موردی: منطقه حفاظت شده ارغوان در شمال ایلام). پژوهش و سازندگی، (4)20، 23-16.
میرزایی، ج.، جعفریان، ن.، مرادی، م.، و حیدری، م. (1396). مقایسۀ خصوصیات محیطی و رسته‌بندی رابطه گونه‌های چوبی با عوامل محیطی در جنگل‌های شهرستان ایلام. پژوهش‌های علوم . فناوری چوب و جنگل، 24(3)، 94-81.
Alef, K., and Nannipieri, P. (1995). Methods in Applied Soil Microbiology and Biochemistry; Academic Press: London, UK. 608p.
Askari, Y., Parsapour, M. K., and Hosseni, Z. (2013). Modeling of suitability Iranian Oak site for establish of coppice regeneration in Zagros forest. International journal of Advanced Biological and Biomedical Research. 1(1), 61-70.
Avazpoor, Z., Moradi, M., Basiri, R., Mirzaei, J., Taghizadeh-Mehrjardi, R., and Kerry, R. (2019). Soil enzyme activity variations in riparian forests in relation to plant species and soil depth. Arabian Journal of Geosciences12(23), 708.
Bayat, H., Rastgo, M., Zadeh, M. M., and Vereecken, H. (2015). Particle size distribution models, their characteristics and fitting capability. Journal of hydrology529, 872-889.
Behmanesh, S., Moradi, M., Pourrezaei, J., and Basiri, R. (2024). Does road construction have beneficial effects on vegetation biodiversity and tree regeneration in arid woodlands? Land Degradation & Development35(7), 2508-2517.
Bouyoucos, G. J. (1962). Hydrometer method improved for making particle size analyses of soils 1. Agronomy journal54(5), 464-465.
Blake, G. R., and Hartge, K. H. (1986). Bulk density. Methods of soil analysis: Part 1 Physical and mineralogical methods5, 363-375.
Begon, M., Harper, J. L., and Townsend, C. R. (1990). Ecology: individuals, populations and communities.
Cavieres, L. A. (2021). Facilitation and the invasibility of plant communities. Journal of Ecology109(5), 2019-2028.
de Medeiros, E. V., Duda, G. P., dos Santos, L. A. R., de Sousa Lima, J. R., de Almeida-Cortêz, J. S., Hammecker, C., Lardy, L., and Cournac, L. (2017). Soil organic carbon, microbial biomass and enzyme activities responses to natural regeneration in a tropical dry region in Northeast Brazil. Catena151, 137-146.
Di Sacco, A., Hardwick, K. A., Blakesley, D., Brancalion, P. H., Breman, E., Cecilio Rebola, L., Chomba, S., Dixon, K., Elliott, S., Ruyonga, G., Shaw, K., Smith, P., Smith R. J., and Antonelli, A. (2021). Ten golden rules for reforestation to optimize carbon sequestration, biodiversity recovery and livelihood benefits. Global Change Biology27(7), 1328-1348.
Esmailzadeh, O., Hosseini, S. M., Asadi, H., Ghadiripour, P., and Ahmadi, A. (2012). Plant biodiversity in relation to physiographical factors in Afratakhteh Yew (Taxus baccata L.) Habitat, NE Iran. Journal of Plant Biological Sciences4(12), 1-12.
Forogh Nasab, M., Moradi, M., Moradi, G., and Taghizadeh-Mehrjardi, R. (2020). Topsoil carbon stock and soil physicochemical properties in riparian forests and agricultural lands of southwestern Iran. Eurasian Soil Science53(10), 1389-1395.
Guignabert, A., Augusto, L., Gonzalez, M., Chipeaux, C., and Delerue, F. (2020). Complex biotic interactions mediated by shrubs: Revisiting the stress‐gradient hypothesis and consequences for tree seedling survival. Journal of Applied Ecology57(7), 1341-1350.
Huang, H., Tian, D., Zhou, L., Su, H., Ma, S., Feng, Y., Tang, Z., Zhu, J., Ji, C., and Fang, J. (2022). Effects of afforestation on soil microbial diversity and enzyme activity: A meta-analysis. Geoderma423, 115961.
Imani, F., Moradi, M., & Basiri, R. (2018). Biological diversity of vegetation in the dunes after two decades of consolidation activities and afforestation (Case Study: Region Magran, Susa). Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)31(1), 12-23.
Imani, F., Moradi, M., & Basiri, R. (2016). The effect of Prosopis juliflora afforestation on soil physicochemical properties in sand dunes (Case study: Magran Shush. JWSS-Isfahan University of Technology20(77), 173-184.
Jafarian, N., Mirzaei, J., Omidipour, R., and Kooch, Y. (2023). Effects of micro-climatic conditions on soil properties along a climate gradient in oak forests, west of Iran: Emphasizing phosphatase and urease enzyme activity. Catena224, 106960.
Kara, E., and Sürmen, M. (2024). The role of slope as an environmental variable in plant biodiversity change in Aegean rangelands by SHE analysis: The case of Çakmar rangeland. Bilge International Journal of Science and Technology Research8(1), 9-13.
Kassa, G., Molla, E., and Abiyu, A. (2019). Effects of Eucalyptus tree plantations on soil seed bank and soil physicochemical properties of Qimbaba forest. Cogent Food & Agriculture5(1), 1711297.
Kandeler, E., and Gerber, H. (1988). Short-term assay of soil urease activity using colorimetric determination of ammonium. Biology and fertility of Soils6(1), 68-72.
Karamian, M., Mirzaei, J., Heydari, M., Kooch, Y., and Labelle, E. R. (2023). Seasonal effects of native and non-native woody species on soil chemical and biological properties in semi-arid forests, western Iran. Journal of Soil Science and Plant Nutrition23(3), 4474-4490.
Krebs, C. J. (1989). Ecological methodology (Vol. 654). New York: Harper & Row.
Liu, M., Che, Y., Jiao, J., Li, L., and Jiang, X. (2019). Exploring the community phylogenetic structure along the slope aspect of subalpine meadows in the eastern Qinghai–Tibetan Plateau, China. Ecology and evolution9(9), 5270-5280.
McIntosh, R. P. (1967). An index of diversity and the relation of certain concepts to diversity. Ecology48(3), 392-404.
Moradi, M., Jorfi, M.R., Basiri, R., Yusef Naanaei, S., and Heydari, M. (2021). Beneficial effects of livestock exclusion on tree regeneration, understory plant diversity, and soil properties in semi‐arid forests in Iran. Land Degradation & Development, 33(2): 324-332.
Moradi, M., and Moradi, G. (2024). Carbon Sequestration of Mediterranean Tree Species in the Zagros Forest of Iran. Ecopersia12(4), 351-361.
Zheng, J., Zhang, X., Li, L., Zhang, P., and Pan, G. (2007). Effect of long-term fertilization on C mineralization and production of CH4 and CO2 under anaerobic incubation from bulk samples and particle size fractions of a typical paddy soil. Agriculture, ecosystems & environment120(2-4), 129-138.
Navarro‐Cano, J. A., Horner, B., Goberna, M., and Verdú, M. (2019). Additive effects of nurse and facilitated plants on ecosystem functions. Journal of Ecology107(6), 2587-2597.
Olsen, S. R. (1954). Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate (No. 939). US Department of Agriculture.
Ohlinger, R. (1996). Acid and alkaline phosphomonoesterase activity with the substrate p-nitrophenyl phosphate. In: Schinner, F., Kandeler, E., Ohlinger, R., Margesin, R. (Eds) Methods in soil biology. Springer-Verlag Berlin: 210-214.
Parhizkar, Z., Moradi, M., and Akbarifazli, R. (2025). Effects of recreational activities on carbon stocks in the arid riparian forest. Eurasian Soil Science58(10), 133.
Ricklefs, R. E., Latham, R. E., and Qian, H. (1999). Global patterns of tree species richness in moist forests: distinguishing ecological influences and historical contingency. Oikos, 369-373.
Skłodowski, J. (2020). Two directions of regeneration of post-windthrow pine stands depend on the composition of the undergrowth and the soil environment. Forest Ecology and Management461, 117950.
SaghebTalebi K, Sajedi T., and Pourhashemi M. (2014) Forests of Iran a treasure from the past, a hope for the future, vol 152. Springer, Berlin, p 152.
Salarian, A., Mataji, A., and Iranmanesh, Y. (2009). Investigation on site demand of Almond (Amygdalus scoparia Spach.) in Zagros Forests (Case study: Karebassite of Chaharmahal and Bakhtiari province). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 16(4), 542-528.
Salehi, M. H., Esfandiarpour, I., and Sarshogh, M. (2011). The effect of aspect on soil spatial variability in Central Zagros, Iran. Procedia Environmental Sciences7, 293-298.
Segura, C., Jiménez, M. N., Fernández-Ondoño, E., & Navarro, F. B. (2021). Effects of afforestation on plant diversity and soil quality in semiarid SE Spain. Forests12(12), 1730.
Sharma, C. M., Baduni, N. P., Gairola, S., Ghildiyal, S. K., and Suyal, S. (2010). Effects of slope aspects on forest compositions, community structures and soil properties in natural temperate forests of Garhwal Himalaya. Journal of Forestry Research21(3), 331-337.
Shi, J., Deng, L., Gunina, A., Alharbi, S., Wang, K., Li, J., liu, Y., Shangguan, Z., and Kuzyakov, Y. (2023). Carbon stabilization pathways in soil aggregates during long-term forest succession: Implications from δ13C signatures. Soil Biology and Biochemistry180, 108988.
Skandari, F., Basiri, R., and Moradi, M. (2020). Effect of Quercus brantii Lindl and Cupresss sempervirens L. var. horizontahis on soil physical and chemical properties in Kohgiluyeh and boyerahmad. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)33(4), 770-780.
Skandari, F., Salehi, A., Daryaei, M. G., Moradi, M., and Burslem, D. F. R. P. (2025). Long-Term Effects of Forest Management Interventions on Carbon Stocks and Soil Microbial Activity in Degraded Semi-Arid Oak Forests of Iran. Eurasian Soil Science58(13), 200.
Vance, E. D., Brookes, P. C., and Jenkinson, D. S. (1987). An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil biology and Biochemistry19(6), 703-707.Wang, C., Zhang, W., Li, X., and Wu, J. (2022). A global meta‐analysis of the impacts of tree plantations on biodiversity. Global Ecology and Biogeography31(3), 576-587.
Walkley, A., and Black, I. A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil science37(1), 29-38.
West, N. E. (1993). Biodiversity of rangelands. Rangeland Ecology & Management/Journal of Range Management Archives46(1), 2-13.
Yang, J., El-Kassaby, Y. A., and Guan, W. (2020). The effect of slope aspect on vegetation attributes in a mountainous dry valley, Southwest China. Scientific reports10(1), 16465.
Zhang, Q. P., Wang, J., Gu, H. L., Zhang, Z. G., and Wang, Q. (2018). Effects of continuous slope gradient on the dominance characteristics of plant functional groups and plant diversity in alpine meadows. Sustainability10(12), 4805.
Zhao, W., Sun, Y., and Gao, Y. (2023). Potential factors promoting the natural regeneration of Larix principis-rupprechtii in North China. PeerJ11, e15809.
Zobel, D. B., McKee, A., Hawk, G. M., and Dyrness, C. T. (1976). Relationships of environment to composition, structure, and diversity of forest communities of the central western Cascades of Oregon. Ecological Monographs46(2), 135-156.

  • تاریخ دریافت 04 آبان 1404
  • تاریخ بازنگری 28 آذر 1404
  • تاریخ پذیرش 29 آذر 1404