SUPERVISOR
Mohammad Iravani
مجید ایروانی (استاد راهنما)
STUDENT
Sajjad Salehi ardali
سجاد صالحی اردلی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389
TITLE
Responses of meadow vegetation to experimental treatments of grazing and snow cover in Sabz Kouh Protected Area, Ardal, Iran
Plant species play a key role in shaping ecosystems through their interaction with the surrounding environment. Climatic changes can have potential effects on plant community composition and consequently on ecosystem structure and function. Nevertheless, plant communities are also affected by other factors such as grazing by herbivores which may modify effects of climatic changes on the vegetation. Previous studies have shown distinct responses of meadow vegetation to variation of co-occurring grazing and snow cover in high-elevation ecosystems. In recent years besides high grazing pressure, vegetation in the Central Zagros region, as one of the ecologically valuable ecosystems of the country, is also affected by climatic changes like changes in snow cover. However, there has been no study which assesses response of meadow vegetation to grazing and snow cover change in such ecosystems. In this study, interactive effects of grazing (with two levels: grazed and protected) and snow cover (with three levels: control, low and high) on meadow vegetation were assessed experimentally in the Central Zagros region. First, three meadow sites were selected in Sabz Kouh Protected Area, located in the mountainous area of Chaharmahal and Bakhtiari Province. In each site, three 16 m 2 exclosures (2×8m) and in each exclosure, three 1 m 2 plots were installed with the same distance from each other. The same number of plots was installed i grazed areas of16 m 2 (in total, 27 grazed and 27 protected plots). In the first year, vegetation in each plot was assessed using a 1 m 2 frame with 100 meshes of 10×10 cm. In the second year, the three snow treatments were randomly applied to the plots in both grazed and protected areas at the snowmelt time. The phenological stages of dominant plant species (7 and 6 stages for forb and grass and grasslike species, respectively) were recorded weekly (11 times) in each plot, starting at the snowmelt time and ending at the beginning of grazing season. Finally, the dry weight of produced above-ground biomass and the proportion of vegetative and regenerative organs for each species were measured by harvesting the vegetation in each plot. 37 plant species from 17 families were recorded in the vegetation of meadow sites. Exclosure increased vegetation cover, while litter cover and the proportion of bare soil increased in grazed areas. Protection from grazing resulted in higher frequencies of grasses, grasslikes and forbs, but in a lower frequency of legumes. Individual species, however, had different responses to grazing treatments. Snow cover treatments had no significant effects on biomass production of meadow species but exclosure increased the total produced biomass and the proportion of regenerative organs of the meadow vegetation community. However, various life forms and meadow species responded differently to grazing treatments in terms of biomass production and the proportion of regenerative orga protection from grazing increased biomass of dominant species Carex orbicularis , but it decreased the proportion of regenerative organs of this species. Reactions to the experimental treatments of grazing and snow cover varied among plant species; grazing mostly affected the phonological stages of late-flowering species, whereas early-flowering species mostly responded to snow cover treatments. Nevertheless, the phonological stages of the early-flowering Carex orbicularis and of the late-flowering Trifolium repens responded to grazing as well as to snow cover treatments. These findings suggest that in short-tem grazing as compared to snow cover has a stronger effect on vegetation of the meadow sites studied. Controlled grazing, therefore, may play an important role in the conservationof meadow plant species diversity under the decreasing trend of snow cover. The results of present study may be used for objective-oriented management of high-elevation and mountainous meadow ecosystems of the country. Keywords: Above-ground biomass, Central Zagros Region, early- and late-flowering species, life form, meadow plant communities, phenological stages, snow cover, short-term exclosure.
گونه های گیاهی نقش کلیدی در شکل گیری اکوسیستم ها از طریق کنش متقابل آن ها با محیط پیرامونی دارند. تغییرات اقلیمی می تواند اثرات بالقوه ای برترکیب جوامع گیاهی و در نتیجه ساختار و عملکرد اکوسیستم داشته باشند. با این حال جوامع گیاهی به طور همزمان تحت تأثیر عوامل دیگری از قبیل چرای علفخواران بوده که می تواند منجر به اثر متفاوت تغییر شرایط اقلیمی بر پوشش گیاهی گردد. مطالعات انجام شده حاکی از تغییرات قابل توجهی در پوشش گیاهی چمنزارهای مناطق مرتفع و کوهستانی در پاسخ به اثر توأم تغییرات پوشش برف و چرای علفخواران می باشد. منطقه زاگرس مرکزی از جمله اکوسیستم های با ارزش بوم شناختی بالا در کشور است که پوشش گیاهی آن در سال های اخیر علاوه بر چرای مفرط علفخواران اهلی، تحت تاثیر تغییرات اقلیمی از قبیل تغییر در میزان پوشش برف قرار گرفته است. این در حالی است که تاکنون مطالعه ای به بررسی پاسخ پوشش گیاهی چمنزار به تأثیر توام پوشش برف و چرای علفخواران، به عنوان دو عامل اصلی اغتشاش در این گونه اکوسیستم ها، نپرداخته است. در این مطالعه، اثرهمزمان تیمارهای آزمایشی چرا (با دو سطح چرای آزاد و قرق) و پوشش برف (سه سطح پوشش برف زیاد ، پوشش برف کم و شاهد) بر پوشش گیاهی چمنزارهای منطقه زاگرس مرکزی بررسی گردید. بدین منظور سه مکان چمنزار در منطقه حفاظت شده سبزکوه واقع در ارتفاعات استان چهارمحال و بختیاری انتخاب شد. در هر یک از مکان های چمنزار، سه قرق 16 متر مربعی(2×8 متر) و در داخل هر قرق ، سه پلات یک متر مربعی با فاصله یکسان مستقر گردید. بطور مشابه، سه پلات یک متر مربعی در داخل هر یک از قطعات چرا شده 16 متر مربعی مستقر شد (در مجموع 27 پلات قرق شده و 27 پلات چرا شده) . در سال اول نمونه برداری ، پوشش گیاهی هر یک از پلات ها با استفاده از یک قاب 100 خانه ای به ابعاد یک متر مربع (1 متر × 1 متر) مطالعه شد. در سال دوم ، در زمان شروع ذوب برف یکی از تیمار های پوشش برف طور تصادفی بر روی هر یک از پلات های سه گانه مستقر شده در داخل قرق یا منطقه چرا شده اعمال گردید. سپس مراحل فنولوژیک گونه های غالب (به ترتیب 7 و 6 مرحله جداگانه برای گونه های فورب و گراس و شبه گراس) در 11 زمان نمونه برداری هفتگی از زمان ذوب برف تا شروع فصل چرا در هر یک از پلات ها ثبت شد. در پایان، زیتوده بالای سطح خاک تمامی پلات ها قطع و وزن خشک اندام های رویشی و زایشی هر یک از گونه ها در هر پلات اندازه گیری گردید. 37 گونه گیاهی علفی متعلق به 17 خانواده گیاهی در پوشش گیاهی مکان های چمنزار ثبت شد. قرق کوتاه مدت باعث افزایش معنی دار پوشش گیاهی و چرا باعث افزایش پوشش لاشبرگ و خاک لخت گردید. پوشش فرم های رویشی شبه گراس، گراس و فورب در نتیجه قرق افزایش و پوشش لگوم hy;ها کاهش یافت. در هر صورت، گونه های گیاهی چمنزار عکس العمل متفاوتی به تیمارهای چرا نشان دادند. تیمارهای پوشش برف تاثیری در زیتوده تولیدی گیاهان نداشتند. اما، زیتوده کل و درصد زیتوده زایشی جامعه گیاهی چمنزار در نتیجه قرق کوتاه مدت به طور معنی داری افزایش یافت. همچنین تاثیر تیمارهای چرا بر روی زیتوده کل و درصد زیتوده زایشی هر یک از فرم های رویشی و حتی گونه های یک فرم رویشی خاص متفاوت بود. زیتوده گونه گیاهی غالب orbicularis Carex در نتیجه قرق افزایش یافت، در حالی که قرق باعث کاهش درصد زیتوده زایشی این گونه گردید. گونه های گیاهی از لحاظ فنولوژیک واکنش متفاوتی به تیمار چرا و پوشش برف نشان دادند، به طوری که در گونه های زودگل ده تیمار های پوشش برف و در گونه های دیرگل ده تیمارهای چرا باعث تغییر در مراحل فنولوژیک گونه ها گردیدند. در هر صورت ، مراحل فنولوژیک گونه زود گل ده orbicularis Carex و گونه دیرگلده repens Trifolium به هر دو تیمار پوشش برف و چرا واکنش نشان داد. نتایج بدست آمده پیشنهاد می کند که در کوتاه مدت چرای علفخواران در مقایسه با تغییر پوشش برف تاثیر آشکارتری بر روی پوشش گیاهی چمنزار های مورد مطالعه دارد. از این رو چرای بهینه می تواند نقش مهمی در حفظ پوشش گیاهی چمنزار تحت شرایط کاهش پوشش برف بازی کند. نتایج این مطالعه می تواند در مدیریت مناسب چمنزارهای مناطق کوهستانی و مرتفع کشور مورد استفاده قرار گیرد. کلمات کلیدی: زیتوده بالای سطح خاک ، منطقه زاگرس مرکزی ، گونه های زود گل ده و دیر گل ده، فرم رویشی ، جوامع گیاهی چمنزار ، مراحل فنولوژیک ، قرق کوتاه مدت. پوشش برف .