SUPERVISOR
مصطفی ترکش اصفهانی (استاد مشاور) عبدالرضا مهاجری (استاد مشاور) مهدی بصیری اصفهانی (استاد راهنما) مجید ایروانی (استاد راهنما)
STUDENT
Anis Eghbali
انیس اقبالی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Seed Dispersal by Domestic Herbivores and Its Importance for Vegetation Dynamics in Rangeland Ecosystems of Fereiydan Region, Isfahan
The change in regeneration pathway of plants by seeds or soil seed bank dynamics is one of the most important impacts of herbivores in grazing ecosystems with long history of grazing. However, this role of herbivores and its importance for the dynamics and composition of the vegetation is often neglected. Herbivores consume seeds of many plant species and disperse them within and among sites where they graze. This is in particular very important in highly-degraded ecosystems with no proper seed reserve in the soil; so that the natural regeneration of the vegetation relies on the seed dispersal of target species from the distant seed sources. To assess the potential seed dispersal of semi-steppe rangeland plant species by domestic herbivores, various degradation levels of rangelands in the central Zagros region (moderate to good rangelands, degraded rangelands and ploughed ones or old rainfed sites) were considered. 12 different rangeland sites (each at least 1000 m 2 ) including 4 replicates with homogeneous vegetation were selected for each of the three degradation levels. In each site, vegetation (cover, relative frequency and flowering pattern of plant species) was studied using ten 1m2 plots systematically located along two 100 meter transects (10 meter apart from each other). For each site, a pooled dung sample of 10 freshly pellet groups of domestic herbivores was collected in four different periods (June, July, August and September) during grazing season (in total, 48 pooled dung samples). Dung samples were dried in a dark room by exposing to open air and then from each a 150 gram sample was taken and kept for two months in the refrigerator at 3c for cold stratification treatment. Seed content of dung samples then was assessed in a greenhouse germination experiment over a period of six months. In total, 2039 seedlings from 50 different species, 16 families and 52 plant genuses were germinated from dung samples. Seed content of dung samples was mostly composed with palatable herbaceous species with no dispersal mechanism or adaptation except the production of many small seeds. The highest and the lowest dung seed densities were observed in July and June, respectively. At the beginning of grazing season, seed content of dung samples was composed with palatable annual forb species while it was composed with less or unpalatable perennial species towards the end of season. Seed species composition of dung samples was clearly different from plant species composition of the vegetation plots where they had been dropped, but it was more similar to plant species composition of vegetation plots studied in the moderate to good rangeland sites. Moreover, the highest dung seed density was observed in the dung samples collected from degraded and ploughed rangelands. These findings together suggest a likely transfer of seeds of plant species from moderate to good rangeland to the other sites in different degradation levels. As most of the plant species recorded in the vegetation plots regenerate by seed, seed dispersal by this vector may have significant role in natural regeneration of the vegetation, only if other environmental and management factors met. Results of this study, as the first one in the country, increase our knowledge about seed dispersal of range plant species and can be applied for regeneration and protection of the vegetation in the semi-steppe grazing ecosystems. Keywords: Central Zagros region, dung samples, grazing ecosystems, seed germination experiments, semi-steppe rangelands, soil seed bank dynamics, vegetation natural regeneration.
علفخواران در اکوسیستم هایی که سابقه طولانی چرا دارند باعث بروز تغییراتی در چرخه تولید مثل زایشی گیاهان شده و بدین ترتیب پویایی بانک بذر خاک را تحت تأثیر قرار می دهند. با این حال این نقش علفخواران و اهمیت آن در پویایی و ترکیب پوشش گیاهی اغلب نادیده گرفته شده است. علفخواران مقادیر زیادی از بذر گیاهان را خورده و در داخل یا مابین مکان هایی که در آن چرا می کنند، انتقال می دهند . این موضوع بویژه در اکوسیستم هایی که در اثر شدت تخریب فاقد ذخیره بذری مناسب در خاک بوده و دارای محدودیت بذری می باشند، با اهمیت تر است بطوریکه احیای طبیعی پوشش گیاهی به شدت وابسته به انتقال بذر گونه های مقصد از منابع بذری دور دست می باشد . بمنظور بررسی پتانسیل انتقال بذور گیاهان توسط علفخواران اهلی در مراتع نیمه استپی منطقه زاگرس مرکزی، سطوح مختلف تخریب مراتع (مرتع متوسط تا خوب، مرتع تخریب یافته و مرتع شخم خورده یا دیمزار های رها شده) در حوزه آبخیز آقا گل واقع در 200 کیلومتری غرب شهر اصفهان مورد توجه قرار گرفت. ابتدا 12 مکان مرتعی (هر کدام حداقل 1000 متر مربع) شامل 4 تکرار مستقل دارای پوشش گیاهی همگن در هر سطح تخریب مرتع انتخاب شد. سپس پوشش گیاهی هر مکان (پوشش تاجی، فراوانی نسبی و الگوی گل دهی گونه ها) در زمان رشد کامل گیاهان (خرداد ماه) با 10 پلات 1 مترمربعی که به روش تصادفی _سیستماتیک در طول 2 ترانسکت 100 متری (به فاصله 10 متر از یکدیگر) مستقر شدند، بررسی گردید.در هر یک از 12 مکان مرتعی در چهار زمان مختلف (خرداد ، تیر ، مرداد و شهریور) بطور تصادفی یک نمونه ترکیبی سرگین از ده گروه سرگین تازه علفخواران اهلی جمع آوری گردید (در مجموع 48 نمونه). نمونه های سرگین سپس در اتاق تاریک و در معرض جریان هوای آزاد خشک شده و از هر کدام یک نمونه 150 گرمی برای اعمال تیمار سرمادهی انتخاب و به مدت 2 ماه در دمای 3 درجه سانتیگراد در یخچال نگهداری شد. سپس ترکیب بذری نمونه های سرگین در آزمایش های جوانه زنی در گلخانه به مدت 6 ماه تعیین گردید. در مجموع تعداد 2039 بذر متعلق به 50 گونه گیاهی از 16 خانواده و48 جنس گیاهی مختلف از نمونه های سرگین جوانه زد. ترکیب بذری نمونه ها بیشتر شامل گونه های علفی و خوشخوراکی بود که به جز انتقال از طریق سرگین شرایط مناسب انتقال روش های دیگر را ندارند و بیشتر بذر های ریز و زیاد تولید می کنند. به ترتیب بیشترین و کمترین تراکم بذری نمونه ها در ماه تیر و خرداد مشاهده گردید. ترکیب بذری نمونه های سرگین در ابتدای فصل چرا بیشتر شامل گونه های خوشخوراک و یکساله فورب و در ماه های انتهایی فصل چرا بیشتر ترکیبی از گونه های با خوشخوراکی کمتر یا غیر خوشخوراک و چندساله بود. ترکیب بذری نمونه های سرگین با ترکیب گونه ای پلات های پوشش گیاهی در محل جمع آوری نمونه ها تفاوت آشکاری داشت اما بیشتر در بر گیرنده گونه های مربوط به مکان های مرتعی متوسط تا خوب بود. همچنین بیشترین تعداد گونه و بذر انتقال داده شده از طریق سرگین در نمونه های مربوط به دیمزارهای رها شده و مراتع تخریب یافته ثبت گردید. این نتایج با همدیگر انتقال احتمالی بذر گونه های مراتع متوسط تا خوب را به سایر مکان های مرتعی در سطوح تخریب مختلف اظهار می دارد. با توجه به زادآوری جنسی اکثر گونه های گیاهی ثبت شده در پوشش گیاهی داخل پلات ها، انتقال بذر از طریق سرگین علفخواران اهلی می تواند نقش مهمی در حفظ و زاد آوری گونه ها و در نتیجه احیای طبیعی پوشش گیاهی،در صورت فراهم بودن سایر شرایط محیطی و مدیریتی، داشته باشد. نتایج این تحقیق به عنوان اولین مورد در کشور می تواند ضمن افزایش دانش انتقال بذر گیاهان مرتعی، بطور ویژه در مدیریت حفظ و احیای پوشش گیاهی در اکوسیستم های چرایی کشور بکار گرفته شود. کلمات کلیدی: آزمایش های جوانه زنی بذر، احیای طبیعی پوشش گیاهی، اکوسیستم های چرایی، پویایی بانک بذر خاک، مراتع نیمه استپی، منطقه زاگرس مرکزی، نمونه های سرگین.