مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی

بررسی اثر مدیریت چرای دام بر الگوی تغییرات تنوع در امتداد گرادیان ارتفاع

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشیار، گروه زیست‌شناسی سلولی و مولکولی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه کوثر بجنورد، بجنورد، ایران.
2 استاد، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.
3 استاد، بخش تحقیقات گیاه‌شناسی، موسسه تحقیقات جنگل‎ها و مراتع، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.
4 دکتری اکولوژی و سیستماتیک گیاهی، گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران.
5 استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام
10.22034/emj.2026.2083290.1148
چکیده
پوشش گیاهی یکی از مهم‌ترین عارضه‌های نمود سیمای طبیعت بوده و به‌عنوان بهترین راهنما برای قضاوت در مورد عوامل اکولوژی آن منطقه به‌شمار می‌روند. در این تحقیق منطقه بزداغی واقع در شهرستان بجنورد، استان خراسان شمالی مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌برداری در فصل اوج رشد گونه‌های گیاهی به روش سیستماتیک تصادفی انجام گرفت. مساحت واحدهای نمونه‌برداری مطابق اندازه واحد نمونهبرداری پیشنهادی برای مطالعه پوششهای علفی یک مترمربع، پوشش‌های درختچه‌ای 25 مترمربع و برای پوشش‌های درختی 100 مترمربع انتخاب شد. شاخص‌های تنوع شانون-واینر، سیمپسون و غنای گونه‌ای محاسبه شدند. بررسی همزمان فراوانی و خصوصیات کارکردی گونه‌ها با اندازه‌گیری شاخص‌های تنوع کارکردی صورت گرفت. ارتباط بین شاخص‌های تنوع زیستی (تنوع گونه‌ای و تنوع کارکردی) با ارتفاع در دو نوع مدیریت مختلف چرای دام (قرق‌شده و در حال چرا) مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ارتباط ارتفاع و شاخص‌های تنوع زیستی با استفاده از همبستگی و رگرسیون خطی انجام شد. آنالیزهای آماری در نرم افزار R محاسبه شدند. بررسی تاثیر نوع مدیریت بر ارتباط شاخص‌های تنوع با ارتفاع نشان داد که نوع مدیریت اثر معنی‌داری بر رابطه بین ارتفاع و شاخص‌های تنوع زیستی دارد. این تاثیر در برخی مواد موجب تغییر جهت رابطه (از ارتباط مثبت به منفی) و یا از بین رفتن رابطه (تبدیل رابطه معنی‌دار به رابطه غیر معنی‌دار) شد. برای مثال، در منطقه قرق‌شده، ارتباط مثبت و معنی‌داری بین ارتفاع میانگین وزنی سطح ویژه برگ (R2 = 0.146, P-value = 0.043) وجود داشت در حالی‌که در منطقه چراشده، رابطه معنی‌داری مشاهده نشد (P-value > 0.05). به‌طور کلی نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که چرای دام باعث ایجاد تغییرات زیادی در ساختار و عملکرد جوامع گیاهی می‌شود. به‌طوریکه در تحقیق حاضر وجود چرای دام موجب از بین رفتن ارتباط بین تنوع زیستی و ارتفاع شده است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the effect of Livestockgrazing management on the pattern of diversity changes along an elevational gradient

نویسندگان English

Mohabat Nadaf 1
Gholamreza Bakhshi khaniki 2
Yones Asri 3
Ali Malkeshi 4
Reza Omidipour 5
1 Associate Professor, Department of Cell and Molecular Biology, Faculty of Basic Sciences, Kosar University of Bojnord, Bojnord, Iran.
2 Professor, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran.
3 Professor, Botany Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran.
4 Ph.D. in Plant Ecology and Systematic, Department of Biology, Payame Noor University, Tehran, Iran.
5 Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
چکیده English

Vegetation constitutes one of the most significant manifestations of the natural landscape and serves as an optimal indicator for assessing the ecological factors of a given area. In this research was investigated in the Bozdaghi region, located in Bojnord County, North Khorasan Province. Sampling was performed during the peak growing season of plant species using a systematic-random method. The area of sampling units was selected according to the recommended plot sizes for different vegetation types: 1 m² for herbaceous cover, 25 m² for shrub cover, and 100 m² for tree cover. Shannon-Wiener, Simpson diversity, and species richness indices were calculated.  The simultaneous analysis of species abundance and functional characteristics was conducted by measuring functional diversity indices. The relationship between biodiversity indices (species diversity and functional diversity) and altitude was investigated under two different grazing management types (enclosed and grazed). The relationship between altitude and biodiversity indices was examined using correlation and linear regression. Statistical analyses were computed in R Software Investigating the effect of management type on the relationship between diversity indices and elevation revealed that management type significantly influences the relationship between elevation and biodiversity indices. This influence, in some cases, altered the direction of the relationship (from positive to negative) or eliminated the relationship (transforming a significant relationship into a non-significant one). For example, in the enclosed area, a significant positive relationship was observed between elevation and community-weighted mean of specific leaf area (R² = 0.146, P-value = 0.043), whereas in the grazed area, no significant relationship was observed (P-value > 0.05). Overall, research findings indicate that livestock grazing causes significant changes in the structure and function of plant communities. Specifically, in the present study, the presence of livestock grazing has led to the disappearance of the relationship between biodiversity and elevation.

کلیدواژه‌ها English

Biodiversity
functional diversity
enclosure
natural resource management
اجتهادی، ح.، سپهری، ع.، و عکافی، ح. ر. (1391): روش‌های اندازه‌گیری تنوع زیستی. مشهد: انتشارات دانشگاه فردوسی مشهد، 228 ص.
امیدی‌پور، ر.، ابراهیمی، ع.، طهماسبی، پ.، و فرامرزی، م. (1398). ارتباط غنا، یکنواختی و واگرائی کارکردی با کارکرد اکوسیستمی در مراتع استپی سرد مرجن بروجن. مرتع، (3)13، 521-504.
مصداقی، م. (1380). توصیف و تحلیل پوشش گیاهی (نوشته مارتین کنت و پدی کاکر). مشهد: انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد.
ملکشی، ع.، بخشی خانیکی، غ.، عصری، ی.، نداف، م.، و ربیعی، م. (1401). بررسی مقدماتی فلور، شکل زیستی و کوروتیپ گیاهان منطقۀ بزداغی در استان خراسان شمالی. تاکسونومی و بیوسیستماتیک، 14(52)، 22-1.
میرجلیلی، ع. ب.، زارع کیا، ص.، و جعفریان جلودار، ز. (1400). اثرات توپوگرافی بر تنوع و غنای گونه‌ای مراتع بیابانی و خشک (مطالعه موردی: مراتع تنگ لایبید یزد). مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی، (1)1، 36-26.
میرشکاری، ز.، اسدی بروجنی، ا.، طهماسبی کهیانی، پ.، و قهساره اردستانی، ا. (1404). اثر تسهیل گونه‌های پرستار بر تنوع علمکردی در شیب تغییرات اقلیمی و چرای حیوانات. مدیریت اکوسیستم‌های طبیعی، (1)5، 57-44.
نداف، م. (1400). مطالعه فلوریستیک و معرفی گیاهان دارویی منطقه بابا امان، خراسان شمالی. پژوهش‌های گیاهی، (1)34، 219-205.
نداف، م.، و امیدی‌پور، ر. (1398). اثرهای چرای دام و جنگلکاری بر تنوع کارکرد (مطالعه موردی: منطقه چشمه دلاو، خراسان شمالی). علوم محیطی نوین، (4)17، 74-61.
Abedi, M., Omidipour, R., Hosseini, S. V., Bahalkeh, K., and Gross, N. (2022). Fire disturbance effects on plant taxonomic and functional β‐diversity mediated by topographic exposure. Ecology and Evolution12(1), e8552.
Akatov, V. V., Akatova, T. V., Afanasyev, D. F., Eskina, T. G., Sazonets, N. M., Sushkova, E. G., and Chefranov, S. G. (2023). Effect of dominants on the species richness of plant communities in the context of the species–energy hypothesis. Biology Bulletin Reviews13(3), 238-246.
Bai, Y., Wu, J., Clark, C. M., Pan, Q., Zhang, L., Chen, S., ... and Han, X. (2012). Grazing alters ecosystem functioning and C: N: P stoichiometry of grasslands along a regional precipitation gradient. Journal of Applied Ecology49(6), 1204-1215.
Belsky, A. J. (1992). Effects of grazing, competition, disturbance and fire on species composition and diversity in grassland communities. Journal of vegetation science3(2), 187-200.
Colwell, R. K., and Lees, D. C. (2000). The mid-domain effect: geometric constraints on the geography of species richness. Trends in ecology & evolution15(2), 70-76.
Dani, R. S., Divakar, P. K., and Baniya, C. B. (2023). Diversity and composition of plants species along elevational gradient: research trends. Biodiversity and Conservation32(8), 2961-2980.
Díaz, S., and Malhi, Y. (2022). Biodiversity: Concepts, patterns, trends, and perspectives. Annual Review of Environment and Resources47(1), 31-63.
Díaz, S., Lavorel, S., Chapin III, F. S., Tecco, P. A., Gurvich, D. E., and Grigulis, K. (2007). Functional diversity—at the crossroads between ecosystem functioning and environmental filters. In Terrestrial ecosystems in a changing world (pp. 81-91). Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg.
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 & Diversity8(4), 537-545.
Guo, Q., Kelt, D. A., Sun, Z., Liu, H., Hu, L., Ren, H., and Wen, J. (2013). Global variation in elevational diversity patterns. Scientific reports3(1), 3007.
Laliberté, E., Zemunik, G., and Turner, B. L. (2014). Environmental filtering explains variation in plant diversity along resource gradients. Science345(6204), 1602-1605.
Liu, Y., Zhang, Y., He, D., Cao, M., and Zhu, H. (2007). Climatic control of plant species richness along elevation gradients in the Longitudinal Range-Gorge Region. Chinese Science Bulletin52(Suppl 2), 50-58.
Milchunas, D. G., Sala, O. E., and Lauenroth, W. K. (1988). A generalized model of the effects of grazing by large herbivores on grassland community structure. The American Naturalist132(1), 87-106.
Moi, D. A., García-Ríos, R., Hong, Z., Daquila, B. V., and Mormul, R. P. (2020, May). Intermediate disturbance hypothesis in ecology: a literature review. In Annales Zoologici Fennici (Vol. 57, No. 1-6, pp. 67-78). Finnish Zoological and Botanical Publishing Board.
Nautiyal, M. C., Nautiyal, B. P., and Prakash, V. (2004). Effect of grazing and climatic changes on alpine vegetation of Tungnath, Garhwal Himalaya, India. Environmentalist24(2), 125-134.
Osem, Y., Perevolotsky, A., and Kigel, J. (2002). Grazing effect on diversity of annual plant communities in a semi‐arid rangeland: interactions with small‐scale spatial and temporal variation in primary productivity. Journal of Ecology90(6), 936-946.
Petchey, O. L., and Gaston, K. J. (2006). Functional diversity: back to basics and looking forward. Ecology letters9(6), 741-758.
Pla, L., Casanoves, F., and Di Rienzo, J. (2011). Quantifying functional biodiversity. Springer Science & Business Media.
Sharma, N., Behera, M. D., Das, A. P., and Panda, R. M. (2019). Plant richness pattern in an elevation gradient in the Eastern Himalaya. Biodiversity and Conservation28(8), 2085-2104.
Song, S., Zhu, J., Zheng, T., Tang, Z., Zhang, F., Ji, C., ... and Zhu, J. (2020). Long-term grazing exclusion reduces species diversity but increases community heterogeneity in an alpine grassland. Frontiers in Ecology and Evolution8, 66.
Su, L., Heydari, M., Omidipour, R., Soheili, F., Cheraghi, J., Villa, P. M., and Prévosto, B. (2023). Stand structural diversity and elevation rather than functional diversity drive aboveground biomass in historically disturbed semiarid oak forests. Forest Ecology and Management543, 121139.
Tilman, D. (1996). Biodiversity: population versus ecosystem stability. Ecology77(2), 350-363.
Tsujimoto, M., Kajikawa, Y., Tomita, J., and Matsumoto, Y. (2018). A review of the ecosystem concept—Towards coherent ecosystem design. Technological forecasting and social change136, 49-58.
Urban, D. L. (2024). Ordination. In Landscape Ecology: A Task-Oriented Perspective (pp. 105-126). Cham: Springer Nature Switzerland.
Wan, H., Bai, Y., Hooper, D. U., Schönbach, P., Gierus, M., Schiborra, A., and Taube, F. (2015). Selective grazing and seasonal precipitation play key roles in shaping plant community structure of semi-arid grasslands. Landscape ecology30(9), 1767-1782.

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 25 فروردین 1405

  • تاریخ دریافت 17 دی 1404
  • تاریخ بازنگری 01 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش 06 اسفند 1404