بررسی تأثیر مدیریت چرای دام بر ترکیب و شاخص‎های مکانی تنوع گونه‌ای (مطالعه موردی: مراتع شهرستان بروجن، چهارمحال و بختیاری)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دکتری علوم مرتع، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 دانشیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

3 استادیار گروه زیست‌شناسی، دانشگاه پیام نور، تهران، ایران

چکیده

مدیریت چرای دام یکی از نمودهای اصلی مدیریت جامع حوزه‌های آبخیز بوده به‌طوری‌که بدون آگاهی از اثرات چرای دام بر تنوع زیستی، مدیریت پایدار حوزه‌های آبخیز میسر نمی‌باشد. به همین دلیل آگاهی از تغییرات تنوع و ترکیب گیاهی تحت آشفتگی‏های طبیعی از قبیل چرای دام برای مدیریت بهینه اکوسیستم از اهمیت بالایی برخوردار است. تحقیق حاضر با هدف بررسی تأثیر شدت‎های مختلف چرای دام (کم، متوسط و زیاد) بر مؤلفه‏های مکانی تنوع زیستی (آلفا، بتا و گاما)، اجزای تنوع بتا شامل روگشت و الگوی آشیانه‏ای و ترکیب گیاهی در مراتع بروجن در استان چهارمحال و بختیاری انجام گردید. نمونه‎برداری در قالب طرح تصادفی - سیستماتیک و با استفاده از 60 پلات 2×2 متری در سه منطقه معرف در سه شدت چرای دام (سبک، متوسط و سنگین) انجام گردید. تجزیه و تحلیل داده‎ها با استفاده از بسته آماری "vegan" و "betapart" در نرم‎افزار R انجام شد. نتایج نشان داد که افزایش شدت چرای دام موجب کاهش معنی‎دار مؤلفه‎های تنوع آلفا، بتا و گاما می‎شود (01/0P-value <) به‌طوری‌که بیشترین مقدار مؤلفه‏های تنوع آلفا، بتا و گاما، در شدت چرای کم به‌ترتیب 77/11، 22/7 و 19 و در چرای شدید به‌ترتیب برابر با 44/3، 55/3 و 7 بود. همچنین نتایج این تحقیق نشان داد افزایش شدت چرای دام موجب افزایش معنی‏دار روگشت گونه‏ای خواهد شد که نشان‌دهنده حذف و جایگزینی گونه‏های گیاهی است در حالی‌که افزایش چرای دام تأثیر معنی‏داری بر مؤلفه الگوی آشیانه‏ای تنوع بتا نداشت. نتایج آزمون NMDS نشان داد که چرای دام در شدت‏های مختلف باعث ایجاد اختلاف معنی‎داری در ترکیب جوامع مورد بررسی شده است. نتایج این تحقیق نشان دادند به‌کارگیری شدت چرای سبک می‌تواند به‌عنوان ابزار مدیریتی مناسبی در راستای حفظ و بهبود تنوع زیستی مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها


امیدی‏پور، رضا؛ عرفانزاده، رضا و فرامرزی، مرزبان. (1394). بررسی تأثیر چرای دام بر مؤلفه‎های تنوع گیاهی مراتع نیمه‌خشک کشور. مجله مرتع، 9(4)، 367-377.
امیدی‏پور، رضا؛ عرفانزاده، رضا و فرامرزی، مرزبان. (1396). بررسی تأثیر چرای دام بر مؤلفه‎های تنوع گیاهی مراتع نیمه‌خشک کشور. مجله مرتع و آبخیزداری، 70(3)، 723-734.
جعفریان، زینب؛ امیدی‎پور، رضا و زندی، لیلا. (1400). تأثیر ارتفاع از سطح دریا و خصوصیات خاک بر تنوع آلفا و بتای مراتع پلور مازندران. مجله بومشناسی کاربردی، 10(1)، 79-92.
زارعی، آذین؛ اسدی، اسمیاعیل؛ ابراهیمی، عطااله؛ جعفری، محمد و ملیکیان، آرش. (1397). بررسی تغییرات پارامترهای بارش و دما تحت سناریوهای اقلیمی در مراتع استان چهارمحال و بختیاری. مرتع، 12(4)، 426-432.
سازمان جنگل، مراتع و آبخیزداری کشور (1400). بخش معرفی منابع طبیعی ایران، https://frw.ir/02/Fa/default.aspx
طهماسبی، پژمان، ابراهیمی، عطالله و یارعلی، نبی‌الله. (1391). تعیین مناسب ترین شکل و اندازه پلات برای برآورد چند متغیر مرتعی در مراتع نیمه استپی. مجله مرتع و آبخیزداری، 65(2)، 203-216.
نداف، محبت (1396). بررسی ارتباط بین گروههای اکولوژیک و تنوعزیستی با عوامل محیطی در منطقه جوزک-چمنبید، استان خراسان شمالی. رساله دکتری در رشته زیست‎شناسی، دانشگاه فردوسی مشهد.
Baselga, A. (2010). Partitioning the turnover and nestedness components of beta diversity. Global Ecology and Biogeography, 19(1), 134-143. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2009.00490.x
Baselga, A. & Orme, C. D. L. (2012). Betapart: an R package for the study of beta diversity. Methods in Ecology and Evolution, 3(5), 808-812. http://www.respond2articles.com/MEE/
Bloor, J. M. & Pottier, J. (2014). Grazing and spatial heterogeneity: implications for grassland structure and function. Grassland Biodiversity and Conservation in a Changing World, 135-162.
Calderon-Patron, J. M., Moreno, C. E., Pineda-LOpez, R., Sanchez-Rojas, G. & Zuria, I. (2013). Vertebrate dissimilarity due to turnover and richness differences in a highly beta-diverse region: the role of spatial grain size, dispersal ability and distance. Plos One, 8(12), e82905. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0082905
Cingolani, A. M., Noy-Meir, I. & Diaz, S. (2005). Grazing effects on rangeland diversity: a synthesis of contemporary models. Ecological Applications, 15(2), 757-773. https://doi.org/10.1890/03-5272
Connell, J. H. (1978). Diversity in tropical rain forests and coral reefs. Science, 199, 1302-1310. https://doi.org/0.1126/science.199.4335.1302
Crist, T. O., Veech, J. A., Gering, J. C., & Summerville, K. S. (2003). Partitioning species diversity across landscapes and regions: a hierarchical analysis of α, β, and γ diversity. The American Naturalist, 162(6), 734-743. https://doi.org/10.1086/378901
Dapporto, L., Fattorini, S., VodA, R., Dinca, V. & Vila, R. (2014). Biogeography of western Mediterranean butterflies: combining turnover and nestedness components of faunal dissimilarity. Journal of Biogeography, 41(9), 1639-1650. https://doi.org/10.1111/jbi.12315
Dengler, J., Janisova, M., Torok, P. & Wellstein, C. (2014). Biodiversity of Palaearctic grasslands: a synthesis. Agriculture, Ecosystems & Environment, 182, 1-14. https://doi.org/10.1016/j.agee.2013.12.015
Dobrovolski, R., Melo, A. S., Cassemiro, F. A. & Diniz Filho, J. A. F. (2012). Climatic history and dispersal ability explain the relative importance of turnover and nestedness components of beta diversity. Global Ecology and Biogeography, 21(2), 191-197. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2011.00671.x
Erfanzadeh, R., Omidipour, R. & Faramarzi, M. (2015). Variation of plant diversity components in different scales in relation to grazing and climatic conditions. Plant Ecology & Diversity, 8(4), 537-545. https://doi.org/10.1080/17550874.2015.1033774
Gamoun, M. (2014). Grazing intensity effects on the vegetation in desert rangelands of Southern Tunisia. Journal of Arid Land, 6(3), 324-333. https://doi.org/10.1007/s40333-013-0202-y
Grime, J. P. (1973). Competitive exclusion in herbaceous vegetation. Nature, 242(5396), 344-347.
Gutierrez-Canovas, C., Millan, A., Velasco, J., Vaughan, I. P. & Ormerod, S. J. (2013). Contrasting effects of natural and anthropogenic stressors on beta diversity in river organisms. Global Ecology and Biogeography, 22(7), 796-805. https://doi.org/10.1111/geb.12060
Haregeweyn, N., Berhe, A., Tsunekawa, A., Tsubo, M. & Meshesha, D. T. (2012). Integrated watershed management as an effective approach to curb land degradation: a case study of the Enabered watershed in northern Ethiopia. Environmental Management, 50(6), 1219-1233. https://doi.org/10.1007/s00267-012-9952-0
Heathcote, I. W. (2009). Integrated watershed management: principles and practice. John Wiley & Sons.
Hendricks, H. H., Bond, W. J., Midgley, J. J. & Novellie, P. A. (2005). Plant species richness and composition a long livestock grazing intensity gradients in a Namaqualand (South Africa) protected area. Plant Ecology, 176(1), 19-33.
Holechek, J. L. (1991). Chihuahuan desert rangeland, livestock grazing, and sustainability. Rangelands Archives, 13(3), 115-120.
Jurasinski, G., Retzer, V. & Beierkuhnlein, C. (2009). Inventory, differentiation, and proportional diversity: a consistent terminology for quantifying species diversity. Oecologia, 159(1), 15-26.
Kinloch, J. E. & Friedel, M. H. (2005). Soil seed reserves in arid grazing lands of central Australia. Part 1: seed bank and vegetation dynamics. Journal of Arid Environments, 60(1), 133-161. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2004.03.005
Klimek, S., Marini, L., Hofmann, M. & Isselstein, J. (2008). Additive partitioning of plant diversity with respect to grassland management regime, fertilization and abiotic factors. Basic and Applied Ecology, 9(6), 626-634. https://doi.org/10.1007/s11284-015-1304-0
Kruskal, J. B. (1978). Multidimensional scaling (No. 11). Sage Publications, Beverly Hills.
Lafage, D., Maugenest, S., Bouzille, J. B. & Petillon, J. (2015). Disentangling the influence of local and landscape factors on alpha and beta diversities: opposite response of plants and ground-dwelling arthropods in wet meadows. Ecological Research, 30(6), 1025-1035.  https://doi.org/10.1007/s11284-015-1304-0
Lande, R. (1996). Statistics and partitioning of species diversity, and similarity among multiple communities. Oikos, 5-13.
Legendre, P. (2014). Interpreting the replacement and richness difference components of beta diversity. Global Ecology and Biogeography, 23(11), 1324-1334. https://doi.org/10.1111/geb.12207
Legendre, P. & Legendre, L. (2012). Numerical ecology. Elsevier. Amsterdam, 853 pp.
Leprieur, F., Albouy, C., De Bortoli, J., Cowman, P. F., Bellwood, D. R. & Mouillot, D. (2012). Quantifying phylogenetic beta diversity: distinguishing between ‘True’ Turnover of lineages and phylogenetic diversity gradients. PloS one, 7(10), 1-12. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0042760
MacArthur, R. H. & Wilson, E. O. (1967). The theory of island biogeography: Princeton Univ Pr. Press, Princeton.
Melo, A. S., Rangel, T. F. L. & Diniz Filho, J. A. F. (2009). Environmental drivers of beta‐diversity patterns in New‐World birds and mammals. Ecography, 32(2), 226-236. https://doi.org/10.1111/j.1600-0587.2008.05502.x
Meynard, C. N., Devictor, V., Mouillot, D., Thuiller, W., Jiguet, F. & Mouquet, N. (2011). Beyond taxonomic diversity patterns: how do α, β and γ components of bird functional and phylogenetic diversity respond to environmental gradients across France? Global Ecology and Biogeography, 20(6), 893-903. https://doi.org/10.1111/j.1466-8238.2010.00647.x
Milchunas, D. G., Sala, O. E. & Lauenroth, W. K. (1988). A generalized model of the effects of grazing by large herbivores on grassland community structure. The American Naturalist, 132(1), 87-106.
Navarro, T., Alados, C. L. & Cabezudo, B. (2006). Changes in plant functional types in response to goat and sheep grazing in two semi-arid shrublands of SE Spain. Journal of Arid Environments, 64(2), 298-322. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2005.05.005
Noy-Meir, I. (1990). The effect of grazing on the abundance of wild wheat, barley and oat in Israel. Biological Conservation, 51(4), 299-310. https://doi.org/10.1016/0006-3207(90)90115-6
Oksanen, J., Blanchet, F. G., Friendly, M., Kindt, R., Legendre, P., McGlinn, D., Minchin, P. R., O’Hara, R. B., Simpson, G. L., Solymos, P. & Stevens, M. H. H. (2018). Vegan: community ecology package. R package version, 2, 5-2.
Olden, A. & Halme, P. (2016). Grazers increase β-diversity of vascular plants and bryophytes in wood‐pastures. Journal of Vegetation Science, 27(6), 1084-1093. https://doi.org/10.1111/jvs.12436
Omidipour, R., Erfanzadeh, R. & Faramarzi, M. (2021). Climatic condition effects on the components of plant diversity in the western Iran grasslands using multiplicative partitioning methods. Caspian Journal of Environmental Sciences, 19(1), 1-10. https://doi.org/10.22124/cjes.2021.4302
Pordel, F., Ebrahimi, A. & Azizi, Z. (2018). Canopy cover or remotely sensed vegetation index, explanatory variables of above-ground biomass in an arid rangeland, Iran. Journal of Arid Land, 10(5), 767-780. https://doi.org/10.1007/s40333-018-0017-y
R Core Team. (2018). R: A Language and Environment for Statistical Computing. Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
Si, X., Baselga, A. & Ding, P. (2015). Revealing beta-diversity patterns of breeding bird and lizard communities on inundated land-bridge islands by separating the turnover and nestedness components. PLoS One, 10(5), e0127692. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0127692
Society of Range Management (SRM). (2003). Biodiversity of rangelands. Rangelands, 25, 60-65.
Talle, M., Deak, B., Poschlod, P., Valko, O., Westerberg, L., & Milberg, P. (2016). Grazing vs. mowing: A meta-analysis of biodiversity benefits for grassland management. Agriculture, Ecosystems & Environment, 222, 200-212. https://doi.org/10.1016/j.agee.2016.02.008
WallisDeVries, M. F., Vries, M. F. W., Bakker, J. P., Bakker, J. P., van Wieren, S. E. & Van Wieren, S. E. (Eds.). (1998). Grazing and conservation management (Vol. 11). Springer Science & Business Media.
Wang, Y., Shiyomi, M., Tsuiki, M., Tsutsumi, M., Yu, X. & Yi, R. (2002). Spatial heterogeneity of vegetation under different grazing intensities in the Northwest Heilongjiang Steppe of China. Agriculture, Ecosystems & Environment, 90(3), 217-229. https://doi.org/10.1016/s0167-8809(01)00217-1
Whittaker, R. H. (1960). Vegetation of the Siskiyou mountains, oregon and california. Ecological Monographs, 30(3), 279-338. https://doi.org/10.2307/1943563
Whittaker, R. H. (1972). Evolution and measurement of species diversity. Taxon, 21(2-3), 213-251. https://doi.org/10.2307/1218190
Zhang, Q., Hou, X., Li, F. Y., Niu, J., Zhou, Y., Ding, Y. & Kang, S. (2014). Alpha, beta and gamma diversity differ in response to precipitation in the Inner Mongolia grassland. PLoS One, 9(3), e93518. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0093518
Zhang, T. H., Zhao, H. L., Li, S. G. & Zhou, R. L. (2004). Grassland changes under grazing stress in Horqin sandy grassland in Inner Mongolia, China. New Zealand Journal of Agricultural Research, 47(3), 307-312. https://doi.org/10.1080/00288233.2004.9513599
Zhao, W. Y., Li, J. L. & Qi, J. G. (2007). Changes in vegetation diversity and structure in response to heavy grazing pressure in the northern Tianshan Mountains, China. Journal of Arid Environments, 68(3), 465-479. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2006.06.007
Zhou, Z., Sun, O. J., Luo, Z., Jin, H., Chen, Q. & Han, X. (2008). Variation in small-scale spatial heterogeneity of soil properties and vegetation with different land use in semiarid grassland ecosystem. Plant and Soil, 310(1), 103-112. https://doi.org/10.1007/s11104-008-9633-1