ارزیابی تغییرات مکانی جانداران خاکزی و تاج پوشش درختان با استفاده از نظریه فرکتال (مطالعه موردی: جنگل‌های حاشیه رودخانه مارون)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار ‌‌جنگلداری، ‌‌دانشگاه ‌‌رازی، ‌‌کرمانشاه، ‌‌ایران

2 دانشیار ‌‌جنگلداری، ‌‌دانشگاه ‌‌رازی، ‌‌کرمانشاه، ‌‌ایران

3 مربّی ‌‌جنگلداری، ‌‌دانشگاه ‌‌صنعتی ‌‌خاتم ‌‌الانبیاء ‌‌ بهبهان، ‌‌بهبهان، ‌‌ایران

چکیده

از ‌‌آنجا ‌‌که ‌‌پایداری ‌‌پوشش ‌‌گیاهی ‌‌در ‌‌جنگل‌‌های ‌‌حاشیة ‌‌رودخانه،‌‌ ‌‌نقش ‌‌حیاتی ‌‌در ‌‌حفظ ‌‌اکوسیستم ‌‌‌‌دارد، ‌‌احیا ‌‌و ‌‌مدیریت ‌‌آن ‌‌برای ‌‌پایداری ‌‌عملکرد ‌‌بوم‌‌سازگان ‌‌ضروری ‌‌است. ‌‌در ‌‌این ‌‌جنگل‌ها، ‌‌توزیع ‌‌مکانی ‌‌جانداران ‌‌خاکزی ‌‌و ‌‌پوشش ‌‌گیاهی ‌‌به ‌‌عنوان ‌‌شاخص‌‌های ‌‌مهمّ ‌‌پایداری، ‌‌تحت ‌‌تأثیر ‌‌عوامل ‌‌متعدّدی ‌‌قرار ‌‌داشته ‌‌و ‌‌الگوی ‌‌آنها ‌‌دارای ‌‌نوسانات ‌‌بسیار ‌‌است. ‌‌در ‌‌بررسی ‌‌حاضر ‌‌از ‌‌نظریّة ‌‌فرکتال ‌‌به ‌‌منظور ‌‌توصیف ‌‌تغییرات ‌‌مکانی ‌‌‌تاج‌پوشش ‌‌درختان ‌‌و ‌‌‌تنوّع ‌‌زیستی ‌‌ماکروفون ‌‌خاک ‌‌در ‌‌جنگل‌‌های ‌‌حاشیة رودخانة ‌‌مارون ‌‌در ‌‌استان ‌‌خوزستان ‌‌استفاده ‌‌شده ‌‌است. ‌‌قطعه‌نمونه­ها ‌‌بر ‌‌روی ‌‌ترانسکت‌‌هایی ‌‌با ‌‌فاصلة ‌‌100 ‌‌متر ‌‌از ‌‌یکدیگر ‌‌و ‌‌عمود ‌‌بر ‌‌رودخانه ‌‌برای ‌‌جمع‌‌آوری ‌‌ماکروفون ‌‌خاک ‌‌واقع ‌‌شدند. ‌‌فاصلة ‌‌قطعه‌نمونه‌‌های ‌‌ماکروفون ‌‌از ‌‌یکدیگر ‌‌50 ‌‌متر ‌‌انتخاب ‌‌گردید. ‌‌سپس ‌‌ماکروفون ‌‌خاک ‌‌در ‌‌قطعه‌نمونه‌‌هایی ‌‌با ‌‌ابعاد ‌‌50 ‌‌سانتی‌‌متر ‌‌× ‌‌50 ‌‌سانتی‌‌متر، ‌‌در ‌‌عمق ‌‌10-‌‌0 ‌‌سانتی‌‌متری ‌‌خاک ‌‌و ‌‌به ‌‌روش ‌‌دستی ‌‌جمع‌‌آوری ‌‌شدند. ‌‌شاخص‌‌های ‌‌‌تنوّع ‌‌جانداران ‌‌خاکزی ‌‌شامل ‌‌یکنواختی ‌‌(شلدون)،‌‌‌تنوّع ‌‌(شانون) ‌‌و ‌‌غنا ‌‌(منهنیک) ‌‌محاسبه ‌‌شدند. ‌‌همچنین ‌‌درصد ‌‌‌تاج‌پوشش ‌‌کل، ‌‌‌تاج‌پوشش ‌‌پده، ‌‌گز ‌‌و ‌‌سریم، ‌‌در ‌‌قطعه‌نمونه‌‌هایی ‌‌به ‌‌ابعاد ‌‌5 ‌‌متر ‌‌× ‌‌5 ‌‌متر ‌‌مورد ‌‌اندازه‌‌گیری ‌‌قرار ‌‌گرفتند. ‌‌نتایج ‌‌نشان ‌‌دادند ‌‌که ‌‌میزان ‌‌ضریب ‌‌تغییرات ‌‌شاخص‌‌های ‌‌‌تنوّع ‌زیستی ‌‌جانداران ‌‌خاکزی ‌‌و ‌‌‌تاج‌پوشش ‌‌پده، ‌‌گز ‌‌و ‌‌سریم، ‌‌زیاد ‌‌است. ‌‌همچنین ‌‌هیچ‌کدام ‌‌از ‌‌متغیّرها، ‌‌خودهمبستگی ‌‌ندارند ‌‌که ‌‌در ‌‌واقع ‌‌تأیید‌‌کنندة ‌‌عدم ‌‌وجود ‌‌ساختار ‌‌مکانی ‌‌مشخّص ‌‌آنهاست. ‌‌بررسی ‌‌نحوة ‌‌پراکنش ‌‌متغیّرها ‌‌نشان ‌‌می‌‌دهد ‌‌که ‌‌نوسانات ‌‌شدیدی ‌‌در ‌‌منطقه ‌‌وجود ‌‌دارد ‌‌و ‌‌تغییرات ‌‌مکانی ‌‌دارای ‌‌ساختار ‌‌و ‌‌نظام‌‌مندی ‌‌مشخّصی ‌‌نیست ‌‌و ‌‌مقدار ‌‌بُعد ‌‌فرکتالی ‌‌متغیّرها ‌‌نیز ‌‌بالاست. ‌‌در ‌‌واقع ‌‌با ‌‌افزایش ‌‌سطح ‌‌مطالعاتی، ‌‌تغییرات ‌‌مکانی ‌‌متغیّرها ‌‌با ‌‌جزئیات ‌‌بیشتری ‌‌آشکار ‌‌می‌‌شود.
 

کلیدواژه‌ها

مراجع

غلامی، ‌‌شایسته؛ ‌‌حسینی، ‌‌سید ‌‌محسن؛ ‌‌محمدی، ‌‌جهانگرد؛ ‌‌سلمان ‌‌ماهینی،‌‌ ‌‌عبدالرسول ‌‌(1389) ‌‌تجزیه ‌‌و ‌‌تحلیل ‌‌تغییرات ‌‌مکانی ‌‌ماکروفون ‌‌خاک ‌‌در ‌‌جنگل‌های ‌‌حاشیة رودخانة ‌‌کرخه، ‌‌آب‌وخاک، ‌‌4 ‌‌(6)، ‌‌صص. ‌‌1172-1164.
محمدی، ‌‌جهانگرد ‌‌(1385) ‌‌پدومتری - ‌‌جلد ‌‌اول: ‌‌آمار ‌‌کلاسیک ‌‌(تک‌‌متغیّره ‌‌و ‌‌چندمتغیّره)، ‌‌چاپ ‌‌اوّل، ‌‌انتشارات ‌‌پلک، ‌‌تهران.
محمدی، ‌‌جهانگرد ‌‌(1386) ‌‌پدومتری: ‌‌آمار ‌‌زمانی، ‌‌چاپ ‌‌اوّل، ‌‌انتشارات ‌‌پلک، ‌‌تهران.
محمدی، ‌‌جهانگرد؛ ‌‌رئیسی ‌‌گهرویی، ‌‌فائز ‌‌(1382) ‌‌توصیف ‌‌فرکتالی ‌‌اثرات ‌‌قرق ‌‌درازمدّت ‌‌و ‌‌چرای ‌‌مفرط ‌‌بر ‌‌الگوی ‌‌تغییرات ‌‌مکانی ‌‌شماری ‌‌از ‌‌ویژگی‌‌های ‌‌شیمیایی ‌‌خاک، ‌‌علوم ‌‌و ‌‌فنون ‌‌کشاورزی ‌‌و ‌‌منابع ‌‌طبیعی، ‌‌4، ‌‌صص. ‌‌36-25.
مصداقی، ‌‌منصور ‌‌(1380) ‌‌بوم‌شناسی ‌‌گیاهی، ‌‌چاپ ‌‌اول، ‌‌انتشارات ‌‌جهاد ‌‌دانشگاهی، ‌‌مشهد.
Agaard, K., Hartvigsen, G. (2014) Assessing Spatial Patterns of Plant Communities at Varying Stages of Succession, Applied Mathematics, 5, pp. 1842-1851.
Barrios, E. (2007) Soil Biota, Ecosystem Services and Land Productivity, Ecological Economics, 24 (2), pp. 269-285.
Burrough, P. A. (1981) Fractal Dimensions of Landscapes and Other Environmental Data, Nature, 294, pp. 240-242.
Burrough, P. A. (1983) Multiscale Sources of Spatial Variation in Soil 1. The Application of Fractal Concepts to Nested Levels of Soil Variation, Journal of Soil Science, 34, pp. 577-597.
Coleman, D. C., Crossley, D. A., Hendrix, P. F. (2004) Fundamentals of Soil Ecology, Elsevier Academic Press, NewYork.
Dormann, C. F., McPherson, J. M., Arau, M. B., Bivand, R., Bolliger, J., Carl, G., Davies, R. G., Hirzel, A., Jetz, W., Kissling, D. W., Kuhn, L., Ohlemuller, R., Peres-Neto, P. R., Reineking, B., Schroder, B., Schurr, F. M., ‌‌Wilson, ‌‌R. ‌‌(2007) ‌‌Methods ‌‌to ‌‌Account ‌‌for ‌‌Spatial ‌‌Autocorrelation ‌‌in ‌‌the ‌‌Analysis ‌‌of ‌‌Species ‌‌Distributional ‌‌Data: ‌‌A ‌‌Review, ‌‌Ecography, ‌‌30, ‌‌pp. ‌‌609-628.
Enquist, B. J., West, G. B., Charnov, E. L., Brown, J. H. (1999) Allometric Scaling of Production ‌‌and ‌‌Life-History Variation ‌‌in ‌‌Vascular ‌‌Plants. ‌‌Nature, 401, pp. 907-911.
Giese, ‌‌L. A., ‌‌Aust, ‌‌W. M., Trettin, ‌‌C. C., ‌‌Kolka, ‌‌R. K. ‌‌(2000) ‌‌Spatial ‌‌and ‌‌Temporal Patterns of Carbon ‌‌Storage ‌‌and ‌‌Species Richness ‌‌in ‌‌Three ‌‌South ‌‌Carolina ‌‌Coastal ‌‌Plain ‌‌Riparian ‌‌Forests, ‌‌Ecological ‌‌Engineering, 15, pp. 157-17.
Godin, ‌‌C., ‌‌Puech, ‌‌O., ‌‌Boudon, ‌‌F., ‌‌Sinoquet, ‌‌H. ‌‌(2004) ‌‌Space ‌‌Occupation ‌‌by ‌‌Tree ‌‌Crowns ‌‌Obeys ‌‌Fractals ‌‌Laws: ‌‌Evidence ‌‌from ‌‌3D ‌‌Digitized ‌‌Plants, ‌‌Proceedings ‌‌of ‌‌the ‌‌4th ‌‌International ‌‌Workshop on Functional-Structural Plant Models. France, 7-11 pp. 79-83.
Gonglanski, K. B., Gorshkova, I. A., Karpov, A. I., Pokarzhevskii, A. D. (2008) Do Boundaries of Soil Animal and Plant Communities Coincide? A Case Study of a Mediterranean Forest in Russia, European journal of Soil Biology, 44, pp. 355–363.
Holling, C. S. (1992) Cross-Scale Morphology, Geometry, and Dynamics of Ecosystems, Ecological Monographs, 62 (4), pp. 447–502.
Leibhold, A. M., Gurevitch, J. (2002) Integrating the Statistical Analysis of Spatial Data in Ecology, Ecography, 25, pp. 553-557.
Li, B. L. (2000) Fractal Geometry Applications in Description of Patch Patterns and Patch Dynamics, Ecological Modeling, 132, pp. 33-50.
Long, C. Y., Zhao, Y., Jafari, H. (2014) Mathematical Models Arising in the Fractal Forest Gap via Local Fractional Calculus, Abstract and Applied Analysis, Article ID 782393, 6 pages. http://dx.doi.org/10.1155/2014/782393. Site visited on 08.12.14.
Panwar, P., Pal, S., Bhatt, V. K., Prasad, R., Kaushal, R., Alam, N. M. (2014) Fractal Branching Model for Non-Destructive Biomass Estimation in Terminalia Chebula and Emblica Officinalis Agroforestry Plantations, International Journal of Bio-resource and Stress Management, 5, (3), pp. 326-332.
Parker, G. G., Russ, M. E. (2004) The Canopy Surface and Stand Development: Assessing Forest Canopy Structure and Complexity with Near-Surface Altimetry, Forest Ecology and Management, 189, pp. 307–315.
Peterson, G., Allen, G.R., Holling, C.S. (1998) Ecological Resilience, Biodiversity, and Scale, Ecosystems, 1, pp. 6–18.
Song, B., Chen, J., Williams, T. M. (2014) Spatial Relationships between Canopy Structure and Understory Vegetation of an Old-Growth Douglas-Fir Forest, Forest Research, 3 (2), pp. 168-177.
Verry, E. S., Hornbeck, J. W., Dolloff, C. A. (2000) Riparian Managementin Forests of the Continental Eastern United States, Lewis Publisher, London.
Willem, W. S. (1994) A Fractal Model of Vegetation Complexity in Alaska, Landscape Ecology, 9 (4), pp. 271-278.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار