Management of Natural Ecosystems

Management of Natural Ecosystems

Evaluation of the Effects of Long-Term Rangeland Enclosure on Vegetation Cover, Biomass, and Biodiversity in Semi-Arid Rangelands of Ilam Province

Document Type : Original Article

Authors
1 MSc in Desert Management and Control, Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
2 Associate Professor, Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
3 . Assistant Professor, Department of Business Administration, (UOF) Université de l'Ontario Français, Toronto, Ontario, Canada.
4 Assistant Professor, Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran.
Abstract
The aim of this study was to evaluate the effect of rangeland management on vegetation cover, aboveground biomass, and biodiversity indices in two areas with similar environmental conditions (climate and topography) and different management conditions (free grazing and long-term enclosure) in Ilam Province, western Iran, including the managed Dalab area and the unmanaged Sarab-e Eyvan area. Rangeland condition was assessed using the four-factor method. In addition, species diversity indices, including Shannon–Wiener index, Simpson's index, evenness, and species richness, were calculated. The results indicated that enclosure had a positive effect on various aspects of vegetation cover and rangeland condition.Moreover, the presence of enclosure in the Dalab area led to a significant increase (P < 0.001) in vegetation cover (57.66%) and litter cover (18.07%) compared with the Sarab area (vegetation cover and litter: 23% and 10.23%, respectively).Similarly, enclosure resulted in a significant increase in aboveground biomass in the Dalab area (290.47 kg ha⁻¹) compared with the grazed Sarab area (201.67 kg ha⁻¹; P < 0.001).Analysis of weighted frequency of palatability classes also showed that in the long-term enclosed area, the weighted frequency of class I plants (40.43%) was higher, while in the grazed area, the weighted frequency of class II plants (61.81%) was higher and No significant difference was observed in the frequency of class III plants between the two sites. The assessment of four rangeland condition criteria (weighted palatability class, aboveground biomass production potential, bare soil percentage, and litter frequency) in the two areas also showed that in the long-term enclosed area, three criteria—weighted palatability class, biomass production potential, and litter frequency—had higher scores, whereas in the grazed area, the bare soil percentage had a higher score. Finally, comparison of species diversity indices indicated that all indices of richness, evenness, and diversity were significantly higher in the long-term enclosed area than in the grazed area (P < 0.05). Moreover, based on the evaluation of the rangeland condition criteria, the rangeland class was assessed as medium in the Dalab area and poor in the Sarab area.
Keywords
Subjects

امیدی‌پور، ر.، ابراهیمی، ع.، طهماسبی، پ.، و فرامرزی، م. (1399). تأثیر چرای دام بر رابطۀ بین پوشش و زیتودۀ گیاهی بالای سطح زمین با شاخصهای گیاهی در منطقۀ سبزکوه چهارمحال و بختیاری. مرتع و آبخیزداری، (1)73، 47-33.
امیدی‌پور، ر.، عرفانزاده، ر.، و فرامرزی، م. (1396). بررسی تأثیر چرای دام بر مؤلفههای تنوع گیاهی مراتع نیمه‌خشک کشور. مرتع و آبخیزداری، (3)70، 734-723.
جهانتاب، ا.، سپهری، ع.، حنفی، ب.، و میردیلمی، س. ز. (1389). مقایسه تنوع پوشش گیاهی مراتع در دو منطقه قرق و چرا در مراتع کوهستانی زاگرس مرکزی (مطالعه موردی: منطقه دیشموک در استان کهگیلویه و بویراحمد). تحقیقات مرتع و بیابان، (2)17، 300-292.
رستمی، ع. (1392). بررسی فلور و شکل زیستی گیاهان در جنگل‌های طبیعی حوزه آبخیز سراب ایوان در استان ایلام. فیزیولوژی محیطی گیاهی، (28)7، 58-48.
زینی‌وند، ر.، آجرلو، م.، و آریاپور، ع. (1398). اثر شدت چرای دام بر تنوع و ترکیب گونه‌های علفی زیراشکوب درختان بلوط و بنه در دامنه‌های کبیرکوه، شهرستان دره‌شهر. مرتع و آبخیزداری، (3)72، 738-727.
شریفی، ج.، و اکبرزاده، م. (1395). بررسی تأثیر قرق در تغییرات پوشش گیاهی و احیاء گونه‌های شاخص مطلوبیت مرتع در استان اردبیل. مرتع، (4)10، 386-376.
عسگری، ح. ر.، ساورعلیا، م.، یگانه، ح.، هنردوست، ف.، و ممبنی، م (1400). بررسی تأثیر قرق بر برخی از خصوصیات خاک، ترسیب کربن و برآورد ارزش اقتصادی کربن ترسیب شده (مطالعه موردی: مراتع خشک شمال گنبدکاووس). تخریب و حیاء اراضی طبیعی، (2)3، 11-1.
عوض‌پور، ن.، فرامرزی، م.، امیدی‌پور، ر.، و مهدی‌زاد، ح. (1400). پایش تاثیر خشکسالی بر تغییرات پوشش گیاهی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (مطالعه موردی: حوزه آبخیز ایلام). جغرافیا و پایداری محیط، (4)11، 143-125.
قربانی، ا.، شفاهی، ش.، معمری، م.، قویدل، ا.، و زند اصفهانی، ا. (1399). تأثیر قرق بر عملکرد اندام‌های هوایی و زیر‌زمینی گونۀ Trifolium pratense L در مراتع شغال‌درۀ‌ نمین، استان اردبیل. مرتع و آبخیزداری، (2)73، 365-347.
محمدپور، م.، طاطیان، م.، تمرتاش، م.، و حسین‌زاده، ج. (1397). ارزیابی اثرات شدت چرای دام بر ساختار و تنوع گونه‌های چوبی در جنگل تنگ دالاب ایلام. تحقیقات جنگل و صنوبر، (3)26، 318-306.
محمدپور، م.، طاطیان، م.، تمرتاش، م.، و حسین‌زاده، ج. (1400). بررسی رفتار چرایی و تعیین وابستگی گوسفندکردی و بز بومی به منابع علوفه‌ای مختلف در اکوسیستم جنگلی تنگ دالاب استان ایلام. تحقیقات مرتع و بیابان، (1)28، 54-34.
معتمدی، ج.، ابراهیمی، ش.، و شیدای کرکج، ا. (1399). ارتباط ذخیرۀ کربن گونۀ Astragalus brachyanus با صفات گیاهی، خصوصیات رویشگاهی و مدیریت مرتع (راژان، آذربایجان ‌‌غربی). مرتع و آبخیزداری، (2)73، 438-423.
Adem, A.A., Wassie, T.M., Gashaw, T., and Tilahun, S.A. (2024). Evaluation of exclosures in restoring degraded landscapes in the semi-arid highlands of northwestern Ethiopia. Catena, 237, 107826.
Asgari, M., Ariapour, A., and Mashayekhan, A. (2020). Assessment of Rangeland Condition and its Application in Rangeland Management Using Multi-Criteria Analysis. Jordan Journal of Earth & Environmental Sciences, 11(3). 183-192.
Bakhshi, J., Javadi, S.A., Tavili, A., and Arzani, H. (2020). Study on the effects of different levels of grazing and exclosure on vegetation and soil properties in semi-arid rangelands of Iran. Acta Ecologica Sinica, 40(6), 425-431.
Berendse, F., van Ruijven, J., Jongejans, E., and Keesstra, S. (2015). Loss of plant species diversity reduces soil erosion resistance. Ecosystems, 18(5), 881-888.
Boone, R.B., Conant, R.T., Sircely, J., Thornton, P.K., and Herrero, M. (2018). Climate change impacts on selected global rangeland ecosystem services. Global Change Biology, 24(3), 1382-1393.
Briske, D.D., Bestelmeyer, B.T., Brown, J.R., Brunson, M.W., Thurow, T.L., and Tanaka, J.A. (2017). Assessment of USDA‐NRCS rangeland conservation programs: recommendation for an evidence‐based conservation platform. Ecological Applications, 27(1), 94-104.
Cao, F., Li, W., Jiang, Y., Gan, X., Zhao, C., and Ma, J. (2024). Effects of grazing on grassland biomass and biodiversity: A global synthesis. Field Crops Research, 306, 109204.
Erfanzadeh, R., Omidipour, R., and Faramarzi, M. (2015). Variation of plant diversity components in different scales in relation to grazing and climatic conditions. Plant Ecology & Diversity, 8(4), 537-545.
Faramarzi, M., Kesting, S., Isselstein, J., and Wrage, N. (2010). Rangeland condition in relation to environmental variables, grazing intensity and livestock owners’ perceptions in semi-arid rangeland in western Iran. The Rangeland Journal, 32(4), 367-377.
Forrester, D. I., England, J. R., Ng, E. L., Piper, M., Hodgkinson, K. C., Bray, S. G., ... and Paul, K. I. (2025). Does grazing exclusion in Australia’s rangelands affect biomass and debris carbon stocks?. The Rangeland Journal, 47(3).Ismail, A., Greve, K., Widiawaty, M.A., Dede, M., and Nandi, N. (2024). Effect of vegetation cover changes on the runoff coefficient characteristics in the Cisangkuy Watershed, Indonesia. Anuário do Instituto de Geociências, 47, 61104.
Karami, P., Bandak, I., and Gorgin Karaji, M. (2019). Comparing the effects of continuous grazing and long term exclosure on floristic composition and plant diversity in rangeland ecosystems of Saral, Iran. International Journal of Environmental Science and Technology, 16(12), 7769-7776.
Li, Y., Wang, H., Ma, Z., Xing, P., Wang, Y., Jin, Z., Zhou, Y., and Li, F.Y. (2024). Adaptive grazing enhances plant species richness and density in the soil seed bank in a semi-arid grassland. Ecological Indicators, 18(3), 112113.
Liu, W., Zhang, H., Lü, X.T., Zhou, Y., Yang, Y., Lü, Y., Yang, J., Wen, L., Pan, Q., and Han, X. (2025). Dynamics and drivers of primary productivity along a 40‐year grazing exclusion chronosequence in a typical steppe of Inner Mongolia. Restoration Ecology, 33(3), e14377.
Lund, H.G. (2007). Accounting for the world's rangelands. Rangelands, 29(1), 3-10.
Mori, A.S., Furukawa, T., and Sasaki, T. (2013). Response diversity determines the resilience of ecosystems to environmental change. Biological reviews, 88(2), 349-364.
Oliver, T.H., Heard, M.S., Isaac, N.J., Roy, D.B., Procter, D., Eigenbrod, F., Freckleton, R., Hector, A., Orme, C.D.L. Petchey, O.L., Proença, V., Raffaelli, D., Suttle, K.B., Mace, G.M., Martín-López, B., Woodcock, B.A., and Bullock, J. M. (2015). Biodiversity and resilience of ecosystem functions. Trends in Ecology & Evolution, 30(11), 673-684.
Omidipour, R., Erfanzadeh, R., and Faramarzi, M. (2021). Climatic condition effects on the components of plant diversity in the western Iran grasslands using multiplicative partitioning methods. Caspian Journal of Environmental Sciences, 19(1), 1-10.
Smith, A.P., Metcalf, E.C., Metcalf, A.L., and Yung, L. (2023). A revised adaptive decision-making framework for rangeland management. Rangeland Ecology & Management, 91(1), 30-43.
Tewari, V.P., and Arya, R. (2004). Degradation of arid rangelands in Thar Desert, India: A review. Arid Land Research and Management, 19(1), 1-12.
Wang, K., Zhou, J., Tan, M.L., Lu, P., Xue, Z., Liu, M., and Wang, X. (2024). Impacts of vegetation restoration on soil erosion in the Yellow River Basin, China. Catena, 234, 107547.
Xiang, Q., Yu, H., Huang, H., Yan, D., Yu, C., Wang, Y., and Xiong, Z. (2024). The impact of grazing activities and environmental conditions on the stability of alpine grassland ecosystems. Journal of Environmental Management, 360, 121176.
Zhao, J., Yang, W., Tian, L., Qu, G., and Wu, G.L. (2024). Warming differentially affects above-and belowground ecosystem functioning of the semi-arid alpine grasslands. Science of the Total Environment, 914, 170061.

  • Receive Date 05 November 2025
  • Revise Date 24 December 2025
  • Accept Date 28 January 2026