گروه های اکولوژیک گیاهی

یکی از موضوعات مهم در علوم گیاهی، طبقه بندی پوشش می باشد که واحد های گیاهی را از پوشش گیاهی طبیعی تفکیک می کند. روش های فراوانی برای توصیف پوشش با طبقه بندی واحد های پوشش وجود دارد. یکی از این روش ها، روش گروه گونه های اکولوژیک است که در مقایسه با روش های جامعه شناختی دارای مزیت های متعددی است. گروه گونه های اکولوژیک را دانشمندان زیادی مد نظر قرار داده اند.

مفهوم گروه گونه های اکولوژیک برای نخستین بار توسط Duvigneaud (1946) به کار برده شد (Kashian, 2003) و از آن پس روش های بسیاری توسعه یافته و به کار گرفته شده است. به کار گیری گروه گونه های اکولوژیک برای طبقه بندی اکوسیستم جنگل، نقشه کشی و برآورد کیفیت رویشگاه اولین بار در ایالت Baden-Wǘrttemberg جنوب آلمان صورت گرفت (Barnes,1998). گروه بندی بر اساس داده های پوشش منجر به تشکیل گروه گونه های اکولوژیک گیاهی می گردد که با به کار گیری این داد ه‌ها و داده‌های محیطی می‌توان واحد‌های اکوسیستمی منطقه را تفکیک نمود.

روش هایی که در آمار غیرکلاسیک بسیار مد نظر قرار گرفته است را می توان به دو دستة کلی تقسیم نمود: روش های طبقه بندی ((Classification و روش ها ی رج بندی (Ordination) پوشش گیاهی. روش طبقه بندی، بر مبنای نظریه جامعه شناختی توسعه یافته است و روش رج بندی بر مبنای تحلیل گرادیان (Gradient analysis) توسعه یافته اند (Whittaker,1967). تحلیل گرادیان خود بر دو نوع است: مستقیم و غیر مستقیم. در حالت مستقیم، تغـییرات پوشـش گـیاهی مسـتقیما” از طـریق بررسی عـوامل محـیطی مـطالعه می گردد و در حالت غیرمستقیم، تغییرات پوشش گیاهی به تنهایی و جدای از عوامل محیطی مطالعه می شود و عوامل محیطی فقط در مرحلة تفسیر داده ها وارد می شود (مصداقی،۱۳۷۸). روش های عمدة رسته بندی پوشش گیاهی شامل تحلیل مؤلفه های اصلی (Principal Component Analysis)، تحلیل تطبیقی قوس شکن (Detrended Correspondence Analysis)، و تحلیل تطبیقی متعارف (Canonical Correspondence Analysis) می باشد که موارد اول و دوم جزء روش های تحلیل گرادیان غیرمستقیم و مورد سوم از انواع تحلیل گرادیان مستقیم می باشد (بصیری، ۱۳۸۲). یکی از روش های طبقه بندی پوشش گیاهی تحلیل دو طرفة گونه های معرف ((Two Way Indicator Species Analysis است که در واقع یکی از روش های فنون مقسمی ((Divisive Techniques است.

گروه گونه های اکولوژیک (Ecological Species Groups)

خصوصیات رویشگاه به شکلی مناسب در پوشش گیاهی منعکس می شود و شاخص های کیفیت رویشگاه را می توان در پوشش گیاهی یافت (Barnes, 1998). گرچه می توان به وسیله تعداد اندکی از گیاهان شاخص ویـژگی های رویـشگاه را طبقه بـندی نـمود، اما حضـور یا عدم حضور این گونه ها بسته به تصـادف، پیشینه جنگل، یا شرایط رقابت است. حل این مشکل با استفاده از گروه گونه های اکولوژیک که دارای نیازهای محیطی مشابهی هستند، امکان پذیر است (Barnes, 1998). گیاهانی که به طور مکرر با همدیگر در نواحی با ترکیب های مشابهی از رطوبت، خـاک، مواد غـذایی، نـور و دیگر عوامل حضـور می یـابند، فرض می شود که دارای نیاز های اکولوژیک یا بردباری مشابهی می‌باشند و تحت گروهی دسته بندی می‌شوند. این گـروه را به نام “گـروه گـونه های اکـولوژیک” (Ecological Species Groups) می خـواننـد (Barnes, 1998). این گروه گونه ها جهت شناسایی انواع اکوسیستم ها در جنگل های کهن سال Michigan (Pregitzer & Barbes,1984)، در جنگل های بلوط جنوب Michigan (Archambault et al.,1990) و Winconsin (Hix, 1988) مورد استفاده قرار گرفت. روش های مورد استفاده جهت ارزیابی گروه ها برای اولین بار توسط Spies و Barnes (1985) ارایه گردید. گروه های اکولوژیک از طریق معیارهایی نظیر حضور و غیاب یا پوشش نسبی، در هر گروه، به شناسایی اکوسیستم ها و طبقه بندی آنها کمک می کند (بصیری، ۱۳۸۲). کاربرد گروه گونه های اکولوژیک در طبقه بندی اکولوژیک مطرح بوده و از طریق به کار گیری توأم عوامل محیطی با گروه گونه های اکولوژیک واحد هایی را تفکیک می کنند که نام آنها را Barnes و همکاران ((۱۹۸۲، “واحدهای اکوسیستمی” (Ecosystem Unites) قرار دادند.

تنوع زیستی (Biodiversity) دارای معنای بسیار گسترده ای بوده و از تنوع ژنتیکی تا تنوع اکوسیستم ها را شامل می گردد. تنوع گونه ای (Species diversity) بخش اعظمی از مبحث تنوع زیستی است که به تنوع در سطح محلی و یا منطقه ای محدود می گردد (Krebs, 1998 ).

تنوع به منظور توصیف رویشگاه ها و مقایسه مناطق به همراه سایر شاخص ها در نظر می گیرند که تنوع در ساده ترین شکل خود لیستی از گونه ها و یا شمارش آنهاست ( Barnes, 1998). تنوع گونه ای یکی از صفات مهم جوامع بیولوژیک است که به روش های مختلفی اندازه گیری می شود (Krebs, 1998 ).

در اغلب مطالعات تنوع زیستی، تنوع آلفا و تنوع بتا مورد توجه واقع گردیده اند (Pitkanen, 1998). تنوع آلفا به معنای غنای گونه ای در یک منطقه بوده (Whittaker, 1972) و تنوع بتا اشاره به میزان تغییرات گونه ها در طول شیب تغییرات محیطی دارد (Whittaker, 1972, Wilson and Shmida, 1984).

روش مطالعه تنوع زیستی:

برای مطالعه تنوع باید ابتدا اجزای آن را شناخت. تنوع خود ترکیب یکنواختی و غنای گونه ایست. غنای گونه ای را معمولا محققان به صورت شمارشی از تعداد گونه ها در نظر می گیرند و یا ان که از شاخص هایی که برای محاسبه غنا طراحی شده اند استفاده می کنند مانند: شاخص غنای مارگالف و یا شاخص غنای منهینیک.

یکنواختی نیز توزیع وفور گونه ایست. هر چه این توزیع یکسان تر باشد یکنواختی بیشتر است. تنوع را می توان بر اساس درصد پوشش یا وفور یا سایر فاکتورها محاسبه نمود.

برای مقایسه نیز به دو شیوه می توان عمل نمود:

۱- برای هر یک از نمونه ها مقادیر تنوع یکنواختی یا غنا را محاسبه و سپس با استفاده از تکنیک های آماری مقایسات را انجام داد.

۲- روش دوم که منطقی تر به نظر می رسد و در نرم افزارهای مرتبط در این زمینه ها مانند DIVER به این شکل عمل می شود. ابتدا جمع مقادیر یک گونه در تمام پلات ها را به دست آورده و بر اساس ستون به دست آمده برای هر جامعه تیپ یا طبقه مورد نظر مقدار خاصی از شاخص خواهیم داشت که این مقدار به وسیله آزمون های خاص مقایسه تنوع مانند T-تست شانون بررسی ها صورت می گیرد.

روش های رج بندی (Ordination methods):

یکی از بخش های اکولوژی آماری که در سال های اخیر بسیارتوسعه یافته است رج بندی جوامع می‌باشد. رج بندی به مفهوم “مرتب کردن” را اولین بار Goodal در ۱۸۴۵ به کار برد. روش های رج بندی در واقع قسمتی از تحلیل شیب تغییرات محیطی است که برای تبیین و تقلیل داده ها بکار می روند و منجر به ارایه فرض می گردند . رج بندی اصطلاحی است که برای توصیف مجموعه ای از فنون بکار می رود که این فنون واحد های نمونه را براساس ارتباط شان با یک یا چند محور مختصاتی، در موقعیت مختصاتی خاصی در دستگاه مختصات قرار می دهند که این گونه مرتب شدن، اطلاعات فراوانی را در باره تشابه های اکولوژیکی گونه ها مهیا می سازد . به بیان ساده تر در دستگاه مختصات، نقاط نزدیک به هم شباهت بیشتری در واکنش به شرایط محیطی دارند تا نقاط دور از هم.Orloci (1978) بیان می کند که اصلی ترین هدف رج بندی خلاصه سازی (Summarization) است که در واقع با فشرده و خلاصه کردن مجموعه انبوه داده ها شناخت روابط اکولوژیک مقدور می گردد . رج بندی در نهایت کوششی برای بررسی روابط بین توزیع گونه ها و توزیع عوامل محیطی و گرادیان های مربوطه می‌باشد .

روش های رج یندی را می توان به دو دسته مستقیم و غیر مستقیم تقسیم نمود. در روش های رج بندی مستقیم واحد های نمونه در امتداد شیب تغییرات محیطی ای که مبنای مطالعه است مرتب می گردند . اما در روش های رج بندی غیر مستقیم، شیب تغییرات محیطی براساس چگونگی قرارگیری گونه ها مشخص می گردد . در آینده توضیح مختصری در باره روش های رج بندی مشهور خواهد آمد.