SUPERVISOR
حسین بشری (استاد راهنما) مصطفی ترکش اصفهانی (استاد مشاور) محسن سلیمانی امین آبادی (استاد مشاور) سید حمید متین خواه (استاد راهنما)
STUDENT
Asiyeh Sheikhzadeh
آسیه شیخ زاده قهنویه
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392
TITLE
The effects of environmental factors on vegetation distribution in Chadegan region, Isfahan province
Understanding the plant species behavior in response to various ecological and management factors can assist range managers to select the best management practices. This study aimed to evaluate the effects of environmental and management factors on vegetation distribution in Zayanderood dam watershed station in Chadegan- Isfahan, where some parts of the study area have rested from grazing over the past 20 years. Stratified random sampling technique was used to collect the vegetation and soil characteristics data. The study area was stratified based on the various management types (grazed and non-grazed areas) and slope directions, and samples were collected randomly in each layer. Four perpendiculars transects with 500 meters length were established along the management and environmental gradients. One transect was established in the un-grazed area and another transect was placed in the lightly grazed area. Two other established transects were covered both grazed and un-grazed areas. Plots were placed along the established transects, covering all the environmental and managerial condition of the study area and plant cover percentage and density were then measured. Plot size was determined based on the longest diameter of the canopy species (1 × 1.5 m ) in the study area. Sample size was also determined by statistical method. Fifteen plots were placed along each transect due to the extreme topography condition of the study area. The cover percentage and density of the perennial plant species were recorded in each plot. The management condition (un-grazed and slightly grazed), slope percentage, aspect, elevation from sea level, and the hillside shapes of the all studied plots were also recorded. Soil samples from the 0- 30 cm and 30- 60 cm of soil surface were collected from the center of 24 established plots randomly. The pH, electrical conductivity, sand, clay, silt, sodium, calcium, magnesium, phosphorus and potassium contents, organic matter, cation exchange capacity, calcium carbonate, gravel and soil saturated moisture of the collected samples were measured. Independent t-test was used to compare the density and vegetation cover of all perennial species between the grazed and un-grazed areas. Canonical Correspondence Analysis (CCA) and Multidimensional Scaling ( MDS ) was used to explore the relationships between environmental and management factors with the species distribution in CANOCO and PATN software. Cluster analysis was also used to group the studied plots. Simpson and Shannon diversity indices, Menhinic and Margalef species richness indices and Simpson evenness index were calculated and compared in the both areas. The parametric diversity models including geometric series, the series log, log-normal and broken stick were fitted to the collected plant species frequencies using PAST software. According to the results, the cover percentage and density of the perennial plant species in the un-grazed areas were increased significantly (?=5%). The results of parametric and non-parametric multivariate analysis indicated that the gravel percent, calcium carbonate, phosphorus soil contents, soil texture, cation exchange capacity and management types were the most important ecological and management factors to separate the identified plant species groups in the study area. Although diversity, richness and evenness of the un-grazed area were more than the grazed area, the diversity and evenness indices of the two areas were not significantly different. The richness indices were significantly different between the grazed and un-grazed areas. The log-normal model was the best fitted parametric diversity model indicating the presence of immature communities with relatively stable and moderate abundance of plant species. In conclusion, the long term resting from grazing resulted to more vegetation evenness and plant diversity and enhances the stability of this semi-arid rangeland ecosystem. Keywords : Range, Ordination, Cluster analysis, MDS method, Species diversity, Species richness, Evenness, Zayanderood dam watershed station
شناخت رفتار گونههای گیاهی نسبت به عوامل اکولوژیکی، راهنمای مؤثری در برنامههای اصلاح، احیا، توسعه و بهرهبرداری صحیح از مراتع میباشد. این پژوهش، با هدف بررسی اثر عوامل محیطی بر پراکنش پوشش گیاهی در ایستگاه آبخیزداری سد زایندهرود در منطقه چادگان اصفهان که بخشهایی از آن سابقه قرقبلندمدت 20 ساله دارد انجام شد. از روش نمونهبرداری تصادفی طبقهبندی شده جهت مطالعه پوشش گیاهی منطقه استفاده شد بهطوریکه ابتدا منطقه مورد مطالعه بر اساس نوع مدیریت (قرق و عدم قرق) و جهات مختلف شیب، لایهبندی شد. سپس در داخل هر کدام از لایههای مذکور، اقدام به نمونهبرداری تصادفی گردید. تعداد 4 ترانسکت عمود بر هم به طول تقریبی 500 متر در طول گرادیان محیطی منطقه مورد مطالعه مستقر گردید بهطوریکه یکی از ترانسکتها کاملاً در ناحیه قرق بیستساله، یکی از ترانسکتها کاملاً در ناحیه چرای سبک و دو ترانسکت دیگر، هم منطقه قرق و هم منطقه چرا را شامل میشد. برای اندازهگیری پوشش تاجی و تراکم گونهها، از روش پلات گذاری در طول ترانسکت های مستقر شده استفاده شد و اندازه پلات بر اساس بزرگترین قطر تاجپوشش گونههای موجود در منطقه (1×5/1 متر) تعیین گردید. تعداد پلات به روش آماری تعیین شد و با توجه به توپوگرافی شدید منطقه، در طول هر ترانسکت، تعداد 15 پلات در جهتهای مختلف شیب مستقر شد. این پلاتها کلیه لایه های محیطی و مدیریتی موجود در منطقه را در برگرفت. در هر پلات درصد تاجپوشش (به تفکیک گونهها)، تراکم (به روش شمارش تعداد پایه) و نام علمی گونههای موجود ثبت شد. همچنین پارامترهای فیزیوگرافی از قبیل درصد شیب به کمک متر لیزری، جهت جغرافیایی با استفاده از قطبنما، ارتفاع از سطح دریا با استفاده از GPS و شکل دامنه (محدب، مقعر یا صاف) ثبت شد. بهمنظور نمونهبرداری از خاک، از بین 60 پلات مستقر شده در منطقه، در 24 پلات، بهطور تصادفی در محدوده مطالعاتی (شامل مناطق قرق و چرا با شرایط محیطی متفاوت)، نمونه خاک دقیقاً از وسط پلات، از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متری (عمق مؤثر ریشه دوانی) برداشت شد و خصوصیات اسیدیته خاک، هدایت الکتریکی، درصد شن، درصد رس، درصد سیلت، غلظت یونهای سدیم، کلسیم و منیزیم، مقدار فسفر و پتاسیم قابل جذب، درصد ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد آهک، درصد سنگریزه و درصد رطوبت اشباع خاک اندازهگیری شد. مقایسه تراکم و تاجپوشش گیاهی بین دو منطقه، توسط آزمون تی مستقل در محیط نرم افزار Minitab 16، صورت پذیرفت. بررسی ارتباط بین عوامل محیطی و مدیریتی با پراکنش گونهها توسط آزمون رجبندی با روشهای پارامتریک (آنالیز تطبیقی متعارفی) و روش غیرپارامتریک (MDS)، در نرمافزارهای CANOCO و PATN انجام شد و از تجزیه و تحلیل خوشهبندی برای گروهبندی پلاتهای نمونهبرداری استفاده گردید. در ادامه، شاخصهای تنوع سیمپسون و شانون، شاخصهای غنای مارگالف و منهینگ و شاخص یکنواختی سیمپسون بر اساس تراکم گونههای گیاهی با استفاده از نرمافزار PAST 2.12 در دو منطقه قرق و چرای سبک، محاسبه شد. همچنین مقایسه شاخصهای تنوع بین دو منطقه، توسط آزمون تی مستقل در محیط نرم افزار Minitab 16، در سطح آماری 5 درصد، صورت پذیرفت. سپس برای رسم مدل های وفور–رتبه ای (سری هندسی، سری لگاریتمی، لوگ نرمال و عصای شکسته) از نرم افزار PAST استفاده شد. نتایج نشان داد که قرق باعث افزایش معنیدار تراکم و تاجپوشش گیاهی (5%= ?)، ترکیب گیاهی و تغییر برخی خصوصیات خاک شده است. نتایج روشهای رجبندی پارامتریک و غیرپارامتریک، مؤید یکدیگر بود و نشان داد که مهمترین خصوصیات مؤثر در تفکیک گروههای گیاهی، درصد سنگریزه، آهک، تأثیر مدیریت، بافت خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی و میزان فسفر خاک میباشد. نتایج مقایسه شاخصهای تنوع در دو منطقه نشان داد که تنوع، غنا و یکنواختی در منطقه قرق، بیشتر از منطقه چرا است؛ بین شاخصهای تنوع و یکنواختی در دو منطقه، تفاوت معنیداری وجود نداشت ولی بین شاخصهای غنا در دو منطقه، اختلاف معنیداری مشاهده شد. در بین مدل های پارامتریک توزیع برازش شده، مدل لوگ نرمال، بهترین مدل برازش شده برای تنوع گیاهی منطقه مورد مطالعه بود که بیانگر حضور جوامعی به نسبت پایدار با فراوانی گونه ای متوسط تا زیاد میباشد. این مساله نشاندهنده این بود که اجرای قرق باعث شده است که پوشش گیاهی به طور یکنواخت در منطقه وجود داشته باشد و این باعث تنوع گیاهی بهتر و پایداری بیشتر اکوسیستم شده است. واژه های کلیدی: مرتع، رجبندی، خوشهبندی، روش MDS، تنوع گونهای، غنای گونهای، یکنواختی، ایستگاه آبخیزداری سد زایندهرود