مطالعاتی برروی نهالهای راش درخصوص ذخیرگاه بیولوژیکی پوشش گیاهی.

بسمه تعالی

 

                                        احمد برفی کارشناس ارشد منابع طبیعی-مدرس دانشگاه 

خلاصه:

مطالعات در روی نهاله های 5 ساله راش در ارتباط با یک جنگل مسن راش (france ، Fontainebleau forest) انجام گرفته است . تهیه متغیرهای انواع هوموس توده و شرایط خاک و متعاقب آن صدماتی که بر روی کرم های خاکی  و حشرات نظیر هزار پا caterpillar  انجام گرفته است بخش های هوایی و زیرزمینی هر یک از نهال ها توسط 34 پارامتر با شرایط محیطی آن میکورسایت (میکروکلیما) توصیف گردید . در آنجا هر یک از نهالها از خاک بیرون  آورده شده  و 23 پارامتر آن مورد بررسی قرار گرفت .

رشد و نمو نهالهای راش  شدیداً به شرایط میکروکلیما تأثیر می گیرد . افزایش اندازه و تیره گی افق A، نوع افق ها با میزان فقرمواد معدنی یا مواد آلی وابسته است . شرایط نوری اهمیت بیشتری در روی سیستم های  ریشه دوانی نسبت به بخش های هوایی دارد .

عمق ریشه دوانی سطحی می باشد و میزان فعالیت و توسعه میکروریزها نیز توسط قارچ سیاه بنام Cenococcum geophilum  درمیکرو کلیماهای که در شرایط نوری در طول مدت صبح قرار دارند میزان کمتری نسبت به میکروکلیماهایی که در شرایط نوری بالاتر قرارداشته برخور دارند .

نتایج این تحقیق بحث و بررسی در بیان زنده مانی نهالهای جوان راش با تغییرات شرایط محیطی می باشد ، وقتی در رقابت با دیگر پوشش گیاهی و شرایط محیطی متنوع قرار می گیرند .

واژگان : راش ، سیستم ریشه روانی، مواد آلی خاک  

مقدمه :

ذخیره گاه بیولوژیکی La Tiallaie(fontaine bleau fouest 50km Parise) بوسیله تعداد زیادی از دانشمندانی که بر روی پوشش گیاهی کاری کردند مورد مطالعه قرار گرفته است .

(Pontaller  1979 .faille 1980.koop and Hilgen 1987 ) اثرات مطلوب فضاهای تاج پوشش در توسعه و گسترش نونهال و نهالهای راش (fagus sylvatica ) توسط (  pontailler) منتشر گردید و نتایج آن برای تشخیص تجدید حیات و احیاء جنگلهای راش مورد استفاده قرار گرفت و مشاهدات آن توسط ( watt 1963 ) در جنگلهای راش انگلتان مورد انگلستان مورد تأیید قرار گرفت.

بهرحال و اخیراً مطالعات در این  رویشگاه نشان می دهند که نو نهال ها(2 ساله ) در شرایط نوری از طریق های متفاوتی نسبت به نهال های (5 ساله )راش نشان می دهند (pettier et.al 1997) مشاهدات و بررسی های در رویشگاه های مشابه در دست نوشته های ( harley 1944) اثرات مشخص بر روی اسید تیه خاک و انواع هوموس ها در روی رویش و زنده مانی نونهالهای  راش مشخص گردیده است . تفاوت هایی در توسعه نهال ها مطابق با شریط رویشگاه ممکن است مشکلات در نوع و یا  شیوه استقرار تجدید حیات بوجود آورده. (   wissen et. al 1986)  .

دراین خصوص توسعه بهتر  سیستم ریشه دوانی در بعضی  از رویشگاه ه نسبت به رویشگاه های دیگر ممکن است منجر به افزایش توانایی درختان جوان در توده های جنگلی در برابر دوره های خشکی یا صدماتی که توسط گیاه خواران در بخش های هوایی می گردد . هدف از این تحقیق بررسی دوباره تأثیرات هوموس خاک و شرایط نوری  در روی میزان رویش و توسعه یا گسترش نونهال ها و نهال ها در توده های جنگلی می باشند این تحقیق فرصتی را فراهم می نمایند که همه عوامل ترکیبی از فاکتورهای محیطی مورد بررسی و محاسبه قرار گیرد.

منطقه مورد مطالعه :

ذخیره گاه بیولوژیکی la tillai واقع شده در جنگل های fontainebbea که گونه راش گونه غالب جنگل بوده و در طول 400 سال اخیر بدون هیچ نوع مدیریتی جایگزین گونه بلوط  Quercus petraeaگردیده است ، تک پایه های قطر بلوط (  Quercus petraea ) در مکانی های  که شرایط رویشی راش مناسب  نبوده و خاک      limestone نبوده  در خاک های از نوع ساب سوئیل حضور دارند از این جنگل مسن  توسط تغییرات زیاد در شرایط خاکی و نوری مشخص می گردد که گردیده تا  نامنظمی زیادی در الگوهای موزائیکی  و دینامیک  حفره ها می گردد.

در اغلب  از مناطق  سطح  سنگ مادر توده های جنگلی fantain bleau مناسب و شامل  درصد کمی رس (کمتر از 5درصد) و خاک limeston زیاد می باشد . ظرفیت یا مقدار clay بطور  ناگهانی در عمق در تماس  با خاک    limestonافزایش می یابد بجز در مناطق  یا زونی که بلوط  هندی حضور دارد .

یک درخت رسیده و بالغ بیش از 40 متر ارتفاع  و 95 سانتی متر قطر برابر سینه می باشد . هوموس خاک ممکن است  تغییر نموده و بصورتoligomull باشد . اطلاعات  دیگری در خصوص اجتماعات  پوشش  گیاهی و سیکل مواد غذایی را در مطالعات  (lemee 1978) می توان پیدا نمود . در طول  دو سال گذشته  در کل جنگلهای              fantainebkeau برگهای نونهال و نهال های راش  توسط  حشرات و هزار پایان از بین رفته است .

مواد و روش ها :

در این تحقیق تعداد 41 پایه  راش  چهار ساله در کل سطح مورد مطالعه ( 33 هکتار) با یک شرایط متغیری از  نور و شرایط خاکی جمع آوری  گردید  .همه نو نهال های قابل رویت در طول بررسی نمونه برداری گردیده اند . سن  یک  نهال 5 سال انتخاب گردید به لحاظ اینکه  در سال 1989 سال بذر دهی انبوه راش بوده است .

نمونه ها در طول دوره  دو هفته ای درAugust سال  1994 جمع آوری  گردیدند  . نهال ها از خاک  بیرون آورده شده  و بخش های هوایی و زیر زمینی آنها از هم جدا ( تفکیک نموده ) و به سرعت به همراه جعبه های  پلاستیکی  به آزمایشگاه انتقال داده شد و در همان  روز مورد بررسی قرار گرفت (جدول شماره 1) بعد از اندازه گیری  ها از نمونه ها با شرایط تازه  بخش های از گیاه با دما cْ 40 به مدت دو روز خشک  گردید و سپس وزن گردید . در این شرایط محیطی در عرصه  برابر هر یک از نونهال استفاده شده با روش نمونه برداری ثبت گردید ( جدول 2) . بجز PH که در آزمایشگاه در یک خاک  با آب به نسبت 1:2 مورد اندازه گیری قرار گرفت .

بعداً برگ های سالم ( OL ) ، برگ های تک تک  شده ( OF ) مواد آلی  ریز شده (OH )  افق ها  مورد اندازه گیری قرار گرفت . و بعد از آن با یک چاقو تیز در مکان هایی که  نهال ها از زمین کنده شده  بودند خاک هایtopsoil کنده شده اند .

دیاگرام خاک ها رنگیMunsell برای توصیف افق A در عمق های  متفاوت  استفاده گردید .(عمق 3،6و9 سانتی متر ) استفاده از این دیاگرام اجازه داده تا درسه ویژگی یا مشخصه مجزا از هم دیگر تعریف گردد . در نمونه های  مطالعه شده شاخص رنگ از 7.5 YRبه 10YR تغییرات  دارد . در دامنه رنگ  زرد تا قرمز مشخص گردیده است .  رنگ قرمر اغلب به بلحاظ لکه ای می باشد شاخص  ارزش آن بین 6-3 در نمونه ها مطالعه شده می باشد وقتی افق A روشن  تر می گردند اغلب بخاطر کاهش محتوی  مواد آلی هوموس می باشد .شاخص از 8-0 متغیر می باشد و زمانی که رنگ روشن ترمی گردد افزایش می یابد . بنابراین رنگ افقA توسط  سه مشخص مستقل مشخص گردد . تغییرات  در ویژگی های مورفولوژیکی مطابق با عمق توسط پارامترهای مورد اندازه گیری Munsell در سه عمق متفاوت تعیین گردید .در این روش اطلاعات معتبر زیادی در خصوص شرایط  هوموس ها نسبت به  شکل یا فرم هوموس که تغییراتی  از مول ( Mull) تا مودر ( Moder) در نمونه ها مطالعه شده اندازه گیریگردید . زمانی  ضروری است که منابعی برای بحث و بررسی اشکال  هوموس ها تعریف گرددکه توسط Brethrs  et-al 1985تعریف گردید .

هوموسMULL توسط یک افق  A(افق موادآلی ومعدنی باپوششی ازلایه های  نازک مشخص می گردد) تعریف می گردد.

فضولات کرم های خاکی ( با  ابنوهی بسیار زیاد ) که با مواد آلی بصورت سرتا سری  با مواد معدنی (کمپلکس از هوموس clay) ترکیب شده است . شکل  هوموس  مول  ممکن است در تعداد  وضخامت در افق های اولیه تغییر کند.

Eumull یا عدم  حضور افق ofمشخص می گردد  وoligomull افق کمی از of (  of + ol) دارد .dysmull  دارای افق ضخیم از of (of+ol ) وجود دارد و amphimullافق   OHوجود دارد . و هوموس مودر توسط افق A که از افق مواد معدنی ( که معمولاتشکیل شده از سیلت ) که با مواد آلی کنار هم قرار گرفته بدون ترکیبات قابل مشاهده کرم خاکی تعریف می گردد . در این اشکال  هوموس مول ممکن است در ضخامت متغییرگردد .

 Amphimull با عدم حضور افقOH ( که شامل of+ol ) و eumaderبا وجود لایه  نازک افق OHوdysmoder با لایه  ضخیم از افقOH  مشخص می گردد  .

اطلاعات توسط آنالیزهای ارتباطی مورد بررسی قرار گرفت روش چند متغیری منظم واستفاده از فاصلهsquar-chi انجام گرفت . اطلاعات نهال ها براسا س پارامترهای مرفولوژیکی و محیطی از فضای  چند بعدی ریاضی تنظیم گردید .

بعد از محاسبه مقادیر ویژه با squar-chi موقعیت اطلاعات در فاصله  مورد اندازه گیری با اطلاعات ویژه بیشتری ( محور فاکتور یکی اولیه ) مورد ارزیابی  قرار گرفتند . با آنالیزcorres pondence همزمان  ستون و  ردیف ها از اطلاعات  در محور فاکتوریل  نوع تصویر ما را  از طرح نشان  خواهد داد .

پارامترهای مورفولوژیکی  (جدول 1) بعنوان متغیرهای فعال استفاده  خواهد شد وپارامترهای محیطی که بطور غیرفعال در نظرگرفته می شوند ( پروژه اگر چه دو قسمتی شده اما بدون تأثیر محور فاکتوریل روی آنها ) ، متغیرها (فعال و غیرفعال)که بصورت اولیه تغیر شکل یافته اند بوسیله اندازه گیری مجدد و فوکوس ( با میانگین  10و انحراف معیار 1) ، اثرات خارجی مقیاس های اندازه گیری شده تغییر داده شده است  . یک متغیر هم ریشه بامتغیر فعال وابسته بوده است  و این متغیرهای وابسته نزدیک به میانگین و انحراف معیار بود  اما در جهت مخالف تغیر داشت (بطور کامل تا 20) . این  آزمایشات تا زمانیکه اندازه،اثرات مشکوک پذیرفته شده مفید بود . همچنین از 68=2× 34 متغیر فعال  در آنالیز استفاده شده است .

در آزمایش دیگر برای امکان پذیری اثرات فاکتورهای محیطی نمایش داده شده بوسیله آنالیز ارتباطیCorrespondenee Analysis  با روش  تجزیه واریانس  ( ANOVA )  ، اطلاعات  مورفولوژیکی  نهالها  بطور عملی  بررسی شد .

نتیجه ها

همه متغیرهای مرفولوژیکی و پارامترهای محیطی با همدیگر با خصوصیات منحصر بفرد نهالها توسط نقاطی و در دو محور با آنالیز ارتباطی ترمیم شده ،که به ترتیب  26و8 درصد کل واریانس از آن استخراج گردیده است        (شکل ،1).

اکثرتفاوت مهم بین نهالها به اندازه شان  نسبت داده می شود ، این  اثرات روی محور 1 منعکس شده  است. روی این محور جنبه های منفی نهالهای بزرگ جانمایی شده است  ( ،+1،+21،+7 ) برگهای  بزرگ با شماره (17+) و ریشه  عمیق (+22) جانمایی شده ، این نهالها با نهالهای کوچک با ویژگی های متفاوت مقابله می کنند .

گاهی متغیرهای محیطی ( متغیرهای غیرفعال ) منابع زیادی  را در مسیر طولانی  شده در محور 1 بدست  می آورند . بدین گونه نهالهای بزرگ ( جانمایی  شده  در قسمت  چپ نمودار) در مکانهایی با افق تاریک  A بافت  شده اند و در افق B+ که تحت  شرایط  ویژه این رویشگاه بوسیله  هوموس همی مودر یا به شکل هوموس مودر مشخص گردیده در مقابله با اولیگومول که افق A به رنگ روشن بوده و افق of که نازک بوده تولید بیشتری دارند.

 در قضاوت نتایج آنالیز ارتباطی ، دو گروه از نهالها بطور بنیادی در MunseIIcR به عمق 6 سانتیمتر توسط تجزیه مورد مقایسه قرار گرفته اند (جدول 3 ) صفات مورفولوژیکی بطور پیوسته با محور1 در آنالیز ارتباطی عکس العمل خیلی خوبی نشان داده شده است ، مگر برای نمودار شاخه و برگ از سال اول (7) و سال پنجم (11) و افزایش رشد سالیانه در سال سوم (4) و سال چهارم (5) که تفاوت مهمی این دو گروه معلوم و مشخص نیست .

دیگر تفاوت مهم در مورد فولوژی نهال در محور 2 از تجزیه ارتباطی منعکس شده است (شکل 1)

نهالها مثبت روی  محور 2 شاخه دهی ضعیفی دارند(- 20 ) ، با یک نرخ ریشه زایی کم (-34 )  برگهای نازک (-18 )  اما ریشه عمیقی دارند (+30 تا +24و +22)  با یک میزان بالایی از توسعه قارچ میکوریزا(+32 و+31 ) و تغییر شکل ازنوک ریشه (-33) . اینها نشانه های یک توسعه قوی از بخش های زیر زمینی در مقایسه با بخش های هوایی است . ویژگی های منفی نهالها روی بخش پائین محور 2 جانمایی شده اند . از این رو گروههای تشکیل دهنده که بطور ثابت استقرار یافته اند مناسب ترازآنها یی که دیرتر مستقر شده اند به نظر می روند (سیستم ریشه بهتر توسعه یافته است ).

 تغییرات محیطی با توان مثبت بالا روی محور 2 در طی زمان طلوع صبح رخ داده است بعنوان مثال از غروب آفتاب تا ساعت 30/10 دقیقه صبح (R, s)  رستنی های  زمین (w)  ، ضخامت افق  oL( A) و افق        ( A)تیره با عمق 9 سانتیمتر ( f) . این ویژگی ها به نظر نمی رسد نقطه مشترکی با میزان روزنه ها داشته باشد (u,v) وابستگی بین نوردهی از جنوب غربی رخ میدهد (30/7 الی 30/10 صبح ) و مرفولوژی  نهالها با کمک تجزیه واریانس آزمایش می شود (جدول 45 ) این با کاهش اساسی در عمق ریشه و اندازه عمق ریشه های جانبی نشان داده می شود.

 میزان توسعه قارچ میکوریز بوسیله cenococcum geophilum  و یک افزایش در تغییر شکل نوک ریشه وقتی نور از سمت جنوب غربی می تابد رخ می دهد ، اما تغییرات مهمی در بخش های فوقانی با میزان ریشه زایی پیدا نشده است . امکان تاثیرپذیری فاکتورهای تاج پوشش و نور روی اندازه نهال در مطالعه ما نمی آید ، اما اغلب ذکر این نکته در نوشتجات از فاکتورهای مهم است ، که بوسیله میانگین  ANOVA  آزمایش شده بود که هیچ تاثیراتی روی اندازه نهالها در نوک با قسمت های تحتانی پیدا نشد .

بحث و بررسی :

در مطالعه مان بیشتر اثرات موثر روی توسعه نهال راش ، شرایط محیطی در ارتباط با شرایط هوموس و اندازه نهال (قسمت هوایی و بخش های زیر زمینی بطور توام ) بوده است . نهالهای راش با 5 یال سن فقط در افق هایOF,A با مواد ارکانیک غنی رشد کرده اند . اما هنوز بطور آشکارا در ارتباط بین شرایط ( شرایط نوری در مدت صبح ) و توسعه سیستم ریشه مشخص  نشده است . ریشه سطحی با میزان پائین قارچ میکوریزا  cenococcum philum و با رویداد شرایط نوری در صبح همبستگی نشان می دهد ، صرفنظر از شرایط نوری در زمان استراحت گیاه در روز .

 در یک مطالعه در 20 سال اخیر در همان رویشگاه  POntaiIIer(1979)  نهالهای 5 ساله بزرگ در حفره هایی در شرایط سایه یافت شده اند  در نمونه گیری مان ارتباط بین حفره تاج پوشش وکل نور مفید و اندازه نهال مهم نبود.

تنها نوری که در ساعات صبح (تا 30/10 دقیقه صبح ) می تابد ، به نظر می رسد ارتباطی با سیستم ریشه در عمق بخصوص از ریشه دارد . از سوی دیگر اندازه نهال ارتباط قوی و محکمی با شرایط هوموس دارد . دلایلی برای این تفاوت آشکار  که OntaiIIer(1979) مقایسه کرد دو قطعه  نمونه همجوار و نهالهای نمونه دیگری شده در یک محدوده ای از شرایط محیطی گسترده وجود ندارد.

 تفاوت بین نتایج آنالیز ارتباطی و تجزیه واریانس  نسبت به افزایش رشد بخش های هوایی در چهار سال اول زندگی نهال ، ممکن است ناشی از تغییرات انفرادی در رابطه با آسیب رسانی تراکتورهای چرخ زنجیری باشد .

این پارامترها اهمیت تأثیرات توسط شرایط هوموس را ثابت نمی کند ، اگر چه آنها مشارکت زیادی با بیوماس بخش های هوایی دارند . و از آنالیز ارتباطی در امتداد محور پیروی می کنند (شکل 1 ) . این امر که کل بیوماس بخش های هوایی توسط شرایط هوموس تحت تأثیرات مهمی قرارداشت ، با هم با رشدسابقه در 5  سالگی ، نشان داده شده که رشد دوباره در زمان 5 سالگی یکنواخت شده و تفاوتهای انفرادی موجب رویداد این اتفاق شده است .

  مطالعات گذشته برروی رویش نهال و نونهالهایی در شرایط آزمایشگاهی عموماً اهمیت فاکتورهای محیطی و اجتماع مواد غدایی را نشان میدهد . نور و مواد غذایی کافی موجب افزایش وزن خشک بخش های هوایی و زیرزمینی می گردد . بطور تصادفی ما نهالهای بزرگتر در رویشگاه با فعالیت بیولوژیکی در افقA پیدا کردیم (بتدریج در مواد عالی هوموس ناپدید می شوند) ، ‌ما تأکید داریم که هیچ نهالی در رویشگاههای با خاک افق oH توسعه یافته پیدا نمی شود (شکل هوموس dysmoder)  بعنوان مثال کمترین سطح فعالیت بیولوژیکی در رویشگاه مورد مطالعه وجود دارد . نمونه های مان تنها از رویش نونها لها در ررویشگاههایی شامل می شود که راش معمولاً زاد آوری کرده است .

زمانی که در بخش های زیرین از مواد معدنی رسی خیلی فقیر است در مطاله 1970 Robin  علت آن اینطور بیان شده است که مواد آلی در افق A احتمالاً در رویشگاهها برای مواد غذایی و تغییرات رطوبت را امکان پذیر می کند که حداقل در بالای 15سانتیمتری از پروفیل خاک را در بر می گیرد . مواد آلی خاک ممکن است تاثیرات مطلوبی بر روی رویش نهالها بگذارد و سبب بهبودی سموم خاک و ترکیبات مواد سنگین با جذب مواد سمی شوند.

 بر خلاف ویژگی های گذشته ، سیستم ریشه ای ممکن است در زیر خاک رس افق B نفوذ کند مواد غدایی و آب مورد نیاز نونهال می تواند در افق A  راضی کننده باشد . هوموسdrsmoder حضور یک افق oHضخیم،‌ اغلب علت های مطرح شده عدم موفقیت تجدید حیات راش را توصیف می کند . نتایج هوموس همی مودر و ائو مودر نشان دهنده افق ضخیم oF و افق کدر A  با توسعه ضعیف افق oH ، که ممکن است برای گسترش نهالهای جوان راش رضایت بخش باشد . در مطالعه رویشگاه این هموموس ها  در مکانهایی  بالایه های شنی ضخیم و با سنگ ها دری آهکی یافت می شوند.( 1987koopomd HiLgen(  دو تا از قطعات نمونه در رویشگاه یکسان در منطقه  IoTilliae که در پلات 1 هوموس آن اولسگومول و پلات 2 هوموس مودر یا همی مودر بود را با همدیگر مقایسه گردد .

این محقق نهالهای جوان راش را مطالعه نکرد، بلکه مشاهده نمود که نهالها در مرحله تیرک ( نهالهایی با قطر برابر بینه بالای 5/12 سانتیمتر) تراکم بیشتری در پلات یک نسبت به پلات 2 دارند ، که آنها نشان دهنده یک رقابت شدید با نوعی سرخس ، در زمانی که در داخل پلات حفره بازبوده می باشد . نتایج بررسی مان نشان دهنده دلیلی برای پاسخ به اهمیت نور برای رشد و توسعه نهال راش می باشد . در یک نظر اجمالی نتایج بررسی مان ممکن است متناقض با نتایج مطالعات قبلی بنظر آید ،‌ حتی در همان رویشگاه ، که نشان دهنده یک اثر مطلوب نوری در توسعه اندازه نهال و نونهالها می باشد . مسلما حساسیت راش به هوای خشک و تغییرات روزنه برگها در روزهای تابستان بخوبی شناخته شده که در حالت نرمال فتوسنتز ممکن است بخوبی در ساعات صبح اتفاق بیافتد ، ولی این توضیح نمی دهد که چرا رشد نهالهای راش تحت شرایط نوری مطلوب منجر به ایجاد سیستم ریشه ای سطحی می شود. یک میزان کمی از قارچ میکوریزا  و مقاومت در مقابل بیماری  (دفرمه شدن نوک ریشه ) منجر به رشد کم در شرایط  مطلوب می شود . معمولاً یک سیستم ریشه ای عمیق و مقاومت زیاد عموماً بطور مشترک با فتوسنتز مفید و میکوریز در ارتباط است . (  1955. Harleydandwaiel) اگرچه قارچ میکوریز سیاه اسکومیست برخلاف شرایطی از قبیل سایه ، تاثیرات شیمیایی ، خشکی یا سیل مقاومتراز دیگر قارچهاست . توسعه زیاد این قارچها روی سیستم ریشه نهالها بسته به نوری که در مدت صبح نمی تابد ، می تواند بوسیله خشکی فیزیولوژیکی توجیه  شود ( رویدا تابش نور در ساعت گرمتر با رقابت درختان برای کسب آب ) سرایت بیماریها  (دفرمه شدن نوک ریشه ها)  روی رشد نهالها تحت شرایط نوری مطلوب (ساعات صبح ) می تواند به طور مشترک با فقدان با توسعه ضعیف قارچ  cenococcum geophilum و نقش محافظتی در برابر نور که بوسیله چند محقق بررسی شده است .