پایش تغییرات پوشش گیاهی و برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در منطقه مسیله قم

STUDENT

DEGREE

YEAR

During the years, ecologists have investigated a number of factors that may control the species composition, soil condition and vegetation changes in rangeland ecosystems. Monitoring of vegetation and soil characteristics of these natural ecosystems is required to track range trend directions and select the best management practices accordingly. The received water flow of Masileh Plain and Hoz-e Sultan in Ghom Province have declined dramatically when Panzdah-e-Khordad Dam was constructed in 1996 over the Ghomrod River. The vegetation and soil condition of these areas studied in 1996 as a part of a national research project called “identifying salty land and halophyte plants”. This study aimed to evaluate vegetation condition and some soil physical and chemical properties of the study area in 2011 and compare these data with the 1996. To make the results of this monitoring study comparable, the study area, data collection procedure and time of field work in 2011 were selected relatively similar to 1996. Eighteen study sites were selected using stratified random sampling methods to cover sites with expected low to high changes in vegetation and soil conditions. Plot and sampling size were determined using minimal area and statistical methods. Vegetation cover percent, plant density and vegetation composition were determined in all vegetation types using belt transect (with 50 meters lengths) and plot methods. Kakridi Kent richness indices, diversity indices and Shannon indices were calculated for all vegetation types in 1996 and 2011. Vegetation cover percent and the dominant shrub species density were compared in the two data series. Cluster analysis was conducted between the studied sites in 1996 and the diversities between the obtained clusters were compared using ANOVA test. Diversity indices also were compared in the two data series using independent t test. Soil samples from the various soil horizons of one meter soil profiles were collected in all the studied sites. Soil texture, electrical conductivity (EC), sodium absorption ratio (SAR), pH, dispersible clay content, soluble sodium, magnesium and calcium , lime and gypsum contents of all the soil samples were measured. Regression analysis was done to identify the most important edaphic factors affecting dispersible clay content as an index of soil structural instability. Principal component analysis (PCA) was then used to evaluate the relationships of properties of different soil horizons with vegetation characteristics of the studied sites. Cluster analysis was used to minimize the 81 vegetation types and 51 plant species in 1996 data set to 8 and 5, respectively, using PC- ORD software. According to the results, the vegetation condition of the study area was seriously degraded as the calculated diversity of the studied sites in 2011 was declined significantly in compare with, 1996. Soil surface is become more alkaline due to the concentration of sodium and other kind of salts in soil surface of the study area. Halocnemum strobilaceum was identified as the most dominant plant species in the study area followed by Tamarix as these plant species are well adapted to high soil pH and more alkaline soil conditions. Many palatable plant species such as Aeluropus and Seidlitzia rosmarinus were declined or eliminated from the vegetation types due to heavy grazing pressure by camels. Vegetation cover in both data series were mostly affected by soil sand percent, SAR, soluble sodium, magnesium and calcium and the soil gypsum content. Soluble sodium, magnesium, calcium have increased significantly in all soil horizons since 1996. According to the regression analysis results, 84.3 percent of soil dispersible clay content variation could be predicted by soil EC, magnesium and clay contents. Measuring these edaphic parameters enabled us to predict soil aggregate stability properly. Unfavorable changes in vegetation and soil characteristics indicate a downward trend and severe degradation in the study area. Urgent management response is highly required to prevent irreversible functional and structural changes in this fragile ecosystem. Key words: Ghom, Masileh Plain, Hoz-e Sultan, monitoring, vegetation, soil properties, plant diversity, multivariate analysis

سالیان متمادی، بوم شناسان سعی داشته اند عواملی را که ترکیب گونه ای وضعیت خاک و تغییرات پوشش گیاهی را کنترل می کنند مشخص سازند. اهمیت مراتع، لزوم ارزیابی های سالانه و میان مدت این اکوسیستم های طبیعی را جهت تعیین روند تغییرات ضروری می نماید. پایش مراتع از اساسی ترین اقدامات مورد نیاز در جهت شناخت و مدیریت مناسب در این عرصه ها می باشد. مناطق دشت مسیله و حوض سلطان در استان قم از جمله مناطقی هستند که دستخوش تغییرات طبیعی و مدیریتی زیادی شده اند. پوشش گیاهی و خاک این منطقه طی طرح ملی شناسایی مناطق شور و گیاهان شورروی استان قم در سال 1375مطالعه شده بود. در همین سال با احداث سد پانزده خرداد بر روی رودخانه قمرود، بخش مهمی از آبهای ورودی به این مناطق قطع شده است. این مطالعه با هدف ارزیابی پوشش گیاهی و برخی از ویژگی‍های فیزیکی و شیمیایی خاک این مناطق و مقایسه آن با اطلاعات موجود در پیش از احداث سد پانزده خرداد انجام گرفت. سعی گردید روش کار و مناطق مطالعاتی و زمان نمونه برداری شبیه به مطالعه سالهای قبل باشد تا نتایج پایش قابل مقایسه باشد. با استفاده از نقشه های پوشش گیاهی منطقه و با استفاده از روش سیستماتیک تصادفی ابتدا 18 مکان مطالعاتی شامل تیپهای گیاهی که احتمال تغییرات زیاد و کم در آنها بود انتخاب شده و در هر منطقه با استفاده از روش سطح حداقل و روش های آماری، اندازه و تعداد پلات تعیین شد. پارامترهای پوشش گیاهی شامل درصد تاج پوشش گیاهی، تراکم گونه ها و درصد ترکیب گونه ای در هر تیپ گیاهی با استفاده از ترانسکت‌های 50 متری متری و به شکل نواری و روش پلات گذاری مطالعه شد. با استفاده از داده های خام سال 1375 و داده های جمع آوری شده در سال 1390 شاخص غنای گونه‌ای کاکریدی و کنت و شاخص تنوع گونه ای و یکنواختی شانون در هر تیپ گیاهی محاسبه گردید. اطلاعات پوشش گیاهی شامل درصد تاج پوشش و تراکم گونه های بوته‌ای در دو مقطع زمانی با یکدیگر مقایسه شدند. با استفاده از آنالیز خوشه بندی بین سایتهای مطالعاتی سال 1375، تنوع بین خوشه ها نیز از لحاظ آماری و با استفاده از آنالیز واریانس مورد مقایسه قرار گرفت. همچنین شاخص‍های تنوع نیز در دو سری زمانی با استفاده از روش t مستقل مقایسه شدند. در هر تیپ گیاهی یک پروفیل یک متری حفر و نمونه های خاک از افق های مختلف آن گرفته شد و بافت، رسانایی الکتریکی، نسبت جذب سدیم، اسیدیته، رس قابل پراکنش، یون های سدیم، منیزیم و کلسیم محلول، درصد آهک و گچ در نمونه های خاک اندازه گیری شدند. آزمون همبستگی بین پارامترهای خاک انجام شد. با توجه به اهمیت پایداری خاکدانه ها در تعیین رفتار خاک، عوامل محیطی موثر بر میزان رس قابل پراکنش که شاخصی از ناپایداری ساختمان خاک می باشد با استفاده از آزمون رگرسیون مشخص شدند. ارتباط بین عوامل خاکی در افق سطحی و افق عمقی و پوشش گیاهی مناطق مورد مطالعه در دو سری زمانی با استفاده از آزمون رج بندی PCA با استفادده از نرم افزار CANOCO بررسی شد. به دلیل زیاد بود تیپ های گیاهی و گونه های گیاهی در سال 1375 و برای سهولت انجام آزمون رج بندی، با استفاده از روش خوشه بندی با استفاده از نرم افزار PC-ORD، تعداد 78 تیپ گیاهی موجود در منطقه به 8 جامعه گیاهی و 51 گونه گیاهی به 5 گروه گیاهی تبدیل شدند . نتایج به دست آمده نشان داد که که وضعیت پوشش گیاهی منطقه مسیله قم و حوض سلطان به سمت قهقهرا پیش رفته، تنوع، یکنواختی و غنای گونه ای در تیپهای گیاهی مطالعه شده کاهش یافته است. وضعیت خاک منطقه نیز به دلیل تجمع یون سدیم و سایر نمک ها قلیایی تر شده است. بیشترین تاج پوشش گیاهی مستقر در منطقه مربوط به گیاه باتلاقی شور (Halocnemum strobilaceum ) و در مرحله بعد گونه گز (Tamarix sp) می باشد. دلیل عمده این موضوع را می‌توان سازگاری زیاد این گیاهان به شرایط قلیایی شدید منطقه دانست. بسیاری از گونه‌های خوشخوراک تیپهای گیاهی نظیر گونه های بونو (Aeluropus sp (، اشنان (Seidlitzia rosmarinus)، به دلیل چرای دام به ویژه شتر در منطقه، از منطقه به طور کامل حذف شدند و یا درصد ناچیزی از ترکیب گیاهی را به خود اختصاص داده‌اند. بر اساس نتایج ، فاکتورهای شن، نسبت جذب سدیم، کلسیم ، منیزیم و سدیم محلول و میزان گچ موجود در خاک، از عوامل موثر بر میزان تاج پوشش گیاهی در دو سری زمانی مطالعاتی بودند. طی 15 سال گذشته میزان یون های کلسیم و منیزیم و سدیم محلول در خاک سطحی و عمقی در منطقه مطالعاتی افزایش چشمگیری داشته است. فاکتورهای رسانایی الکتریکی، یون منیزیم و درصد رس خاک 3/84 درصد از تغییرات رس قابل پراکنش را توجیه می کنند و با استفاده از آن ها می توان پایداری خاکدانه های خاک در این منطقه را پیش بینی کرد. تغییرات بوجود آمده در وضعیت پوشش گیاهی و خاک منطقه، گواه آن است که روند بیابانزایی در این منطقه شدید است و بایستی قبل از اینکه ساختار و عملکرد این اکوسیستم از حد های آستانه بگذرد و به طور غیر قابل برگشتی تغییر یابد، اقداماتی عاجل در برگرداندن شرایط به وضعیت اولیه انجام شود. واژه های کلیدی: قم، دشت مسیله، حوض سلطان، پایش، پوشش گیاهی، ویژ گی های خاک، تنوع گیاهی، تجزیه و تحلیل های چند متغیره