مقایسۀ فراوانی و تنوع بی‌مهرگان خاکزی قطعۀ مدیریت‌شده با قطعۀ مدیریت‌نشده در جنگل‌های هفت‌خال مازندران

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی مازندران، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ساری، ایران.

2 استاد پژوهش، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.

3 دانشیار، دانشکدۀ علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

مقدمه: رابطۀ بین بی‌مهرگان خاکزی با شیوه‌های مختلف جنگل‌شناسی در سطح جنگل‌های مدیریت‌شدۀ راش شرقی (Fagus orientalis Lipsky) که نوعی درخت جنگلی با پوشش گسترده در منطقۀ هیرکانی است، به‌طور کامل درک نشده است. تنوع بی‌مهرگان خاکزی از مهم‌ترین متغیرها در ارزیابی اکولوژیکی جنگل‌های مدیریت‌شده است. از این‌رو، ارزیابی تأثیر شیوه‌های جنگل‌شناسی بر بی‌مهرگان خاکزی با توجه به مدیریت پایدار جنگل ضروری است. بی‌مهرگان خاکزی تحت بررسی شامل کرم‌های خاکی، حشرات بالدار، عنکبوت‌ها، شبه‌عقرب‌ها، کنه‌ها، پادمان، پروتوزوئرها، دیپلوراها، هزارپایان، صدپایان، سیمفیلاها، خرخاکی‌ها، پروپوداها و پادرازان بودند. این تحقیق با هدف مقایسۀ فراوانی و تنوع بی‌مهرگان خاکزی بین دو قطعۀ مدیریت‌شده (شماره 8) و مدیریت‌نشده (شماره 36) در جنگل‌های هفت‌خال شهرستان نکا، استان مازندران انجام شد.
مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری خاک در 131 هکتار از جنگل‌های تحت بررسی به روش منظم تصادفی با ابعاد شبکۀ 150 × 200 متر و با استفاده از دستگاه استوانه‌ای به سطح مقطع 81 سانتی‌متر مربع و عمق 10 سانتی‌متر انجام گرفت. در این عملیات 20 و 30 قطعه نمونۀ خاک به‌ترتیب از قطعات مدیریت‌شده (قطعۀ 8) و مدیریت‌نشده (قطعۀ 36) به‌دست آمد. میانگین‌های فراوانی و تعداد گروه‌های بی‌مهرگان خاکزی در هر متر مربع تعیین شد. میانگین‌های تنوع بی‌مهرگان خاکزی با استفاده از شاخص‌های شانون- وینر و سیمپسون و میانگین‌های غنا و یکنواختی به‌ترتیب با شاخص‌های مارگالف و شلدون محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که میانگین‌های فراوانی و تعداد گروه‌های بی‌مهرگان خاکزی در هر مترمربع از جنگل مدیریت‌شده (70/11728 و 31/7) نسبت به جنگل مدیریت‌نشده (77/12016 و 62/7) کاهش اندکی داشته است. همچنین میانگین‌های تنوع شانون- وینر، سیمپسون و غنای مارگالف بی‌مهرگان خاکزی در جنگل مدیریت‌شده (890/1، 834/0 و 770/1) نسبت به جنگل مدیریت‌نشده (928/1، 840/0 و 862/1) کاهش اندکی داشت. از سوی دیگر میانگین یکنواختی شلدون در جنگل مدیریت‌شده (935/0) نسبت به جنگل مدیریت‌نشده (924/0) افزایش اندکی را نشان داد. در مجموع عملیات جاده‌سازی و بهره‌برداری در طول دو دوره اجرای طرح جنگلداری، تغییرات پراکنده‌ای را در قطعۀ مدیریت‌شده به وجود آورد و از این‌رو کاهش اندک فراوانی، غنا و تنوع بی‌مهرگان خاکزی را موجب شد. البته مقادیر همۀ متغیرهای تحت بررسی بین دو جنگل مدیریت‌شده و مدیریت‌نشده به لحاظ آماری معنی‌دار نشد (سطح احتمال 05/0).
نتیجه‌گیری: این تحقیق نشان داد که مدیریت جنگل با روش جنگلداری ناهمسال آمیخته و به شیوۀ جنگل‌شناسی تک‌گزینی، کاهشی معنی‌دار در فراوانی و شاخص‌های تنوع بی‌مهرگان خاکزی جنگل مدیریت‌شده نسبت به جنگل مدیریت‌نشده فراهم نیاورده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Comparison of the abundance and diversity of soil invertebrates between managed and unmanaged compartments in the Haftkhal forests of Mazandaran

نویسندگان [English]

  • Sh Mohammadnezhad Kiasari 1
  • Kh Sagheb-Talebi 2
  • R Rahmani 3
1 Assistance Prof., Agriculture and Natural Resources Research and Education Center of Mazandaran, AREEO, Mazandaran, I.R. Iran
2 Prof., Research Institute of Forests and Rangelands (RIFR), Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
3 Associate Prof., Dept. of Silviculture and Forest Ecology, Faculty of Forest Sciences, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, I. R. Iran
چکیده [English]

Introduction: The relationship between soil invertebrates and silvicultural practices in the oriental beech forests (Fagus orientalis Lipsky), a widespread forest tree in the Hyrcanian region, is not fully understood. The diversity of soil invertebrates is a crucial variable in the ecological evaluation of managed forests. Therefore, this study aims to assess the impacts of silvicultural practices on soil invertebrates, which is essential for sustainable forest management. The soil invertebrates studied included Earthworms, Winged insects, Aranea, Pseudoscorpions, Collembola, Protura, Diplura, Diplopoda, Chilopoda, Symphyla, Pauropoda, and Isopoda. The objective was to compare the abundance and diversity of soil invertebrates between two managed (No. 8) and unmanaged (No. 36) compartments in the Haftkhal forests of Neka city, Mazandaran province.
Materials and Methods: Soil sampling was conducted in 131 ha of the studied forests using a regular random method with grid dimensions of 150 × 200 m. A cylindrical device with a cross-sectional area of 81 cm² and a depth of 10 cm was used. Twenty and thirty sampling plots were obtained in managed (No. 8) and unmanaged (No. 36) compartments, respectively. The average abundance and the average number of soil invertebrate groups per square meter were determined. Additionally, Shannon-Wiener and Simpson Indices were used to calculate soil invertebrates’ diversity, while Margalef and Sheldon indices were used to determine species richness and evenness, respectively.
Findings:The results showed that the averages of total abundance and the number of soil invertebrate groups per square meter in the managed forest (117278.70 and 7.31) had a slight decrease compared to the unmanaged forest (120167.77 and 7.62). Also, the diversity averages based on Shannon-Wiener and Simpson indices, along with the Margalef richness of soil invertebrates in the managed forest (1.890, 0.834, and 1.770), had a slight decrease compared to the unmanaged forest (1.928, 0.840, and 1.862). On the other hand, the average Sheldon evenness of soil invertebrates in the managed forest (0.935) had a slight increase compared to the unmanaged forest (0.924). Overall, road construction and exploitation operations during the two periods of the forestry plan implementation created scattered changes in the managed compartment, leading to a slight decrease in the abundance, richness, and diversity of soil invertebrates. However, the values of all the investigated variables between managed and unmanaged forests were not statistically significant (p=0.05).
Conclusion: This research demonstrated that forest management, utilizing the forestry method of uneven-aged mixed forest and the silviculture system of single-selection, has not significantly reduced the abundance and diversity indices of soil invertebrates in the managed forest compared to the unmanaged forest.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Diversity
  • Evenness
  • Natural forest
  • Richness
  • Single-selection
 
Askarpur, M.R., Sayad, E., & Taleshi, H. (2014). Relationship between Soil Macrofauna Tamarisk and Euphrates Poplar in Riparian Forest of Maroon River, Khuzestan Province,  Ecology of Iranian Forest, 2(4), 12-18. (In Persian)
Chen Ma, Ch., & Yin, X. (2019). Responses of soil invertebrates to different forest types in the Changbai Mountains of China. Forest Environment, 24(3), 153-161. https://doi.org/10.1080/13416979.2019.1592287.
Deljouei, A., Abdi, E., & Majnounian, B. (2018). Effect of forest roads on variability of soil fertility parameters (Case Study: Kheyroud Forest, Nowshahr). Iranian Journal of Forest, 9(4), 445-456. (In Persian)
Ding, J., Delgado-Baquerizo, M., Wang, J-T., & Eldridge, D.J. (2021). Ecosystem functions are related to tree diversity in forests but soil biodiversity in open woodlands and shrublands, Journal of Ecology, 109(12), 4158-4170. https://doi.org/10.1111/1365-2745.13788
Ezzati, S., Najafi, E., & Hosseini, V. (2014), Assessment of soil recovery and establishment of natural regeneration 20 years after stopping from ground-based skidding. Iranian Journal of Forest, 6(1), 99-112. (In Persian)
Grodsky, S.M., Moorman, C.E., Fritts, S.R., Campbell, J.W., Sorenson, C.E., Bertone, M.A., Castleberry, S.B., & Wigley, T.B. (2018). Invertebrate community response to coarse woody debris removal for bioenergy production from intensively managed forests. Ecological Applications, 28(1), 135-148. https://doi.org/10.1002/eap.1634
Habashi, H., & Mousavi, S.M. (2018). Single-tree selection system effects on forest soil macrofauna biodiversity in mixed oriental beech stands. Applied Soil Ecology, 123, 441-446. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2017.09.023
Hamzah, N.H., Maqtan, A., Omar, H., & Ibrahim, H. (2020). An abundance of soil invertebrates in young and mature palm oil plot in relations to soil physical properties: A preliminary study. Journal of Bioscience and Applied Research, 6(4), 251-262. https://doi.org/10.21608/jbaar.2020.127425
Hosseini, S.Y. (2003). Nonparametric statistic. Allame Tabatabaee University, Tehran, Iran. (In Persian)
Kooch, Y., & Haghverdi, K. (2018). Effect of forest canopy gap on soil enzyme activity, Dissolved organic matter and organic acids. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 25(4), 585- 597. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2017.113884. (In Persian)
Natural Resources and Watershed Management Organization (2011). Forestry plan of the series 4 of section 2 (Muzisa) of the Haft Khal Forest (second revision). General Department of Natural Resources and Watershed of Management, Sari, Iran. (In Persian)
Mirabbalou, M., & Miri, B. (2018). Abundance and biodiversity of soil mesofauna in different layers of conifers forest soils. Journal of Soil Biology, 9(1), 99-105. https://doi.org/ 10.22092/sbj.2020.342332.192. (In Persian)
Mirmoayedi, A. (2006). The principle of insect classification. Razi University Publication, Kermanshah, Iran. (In Persian)
Mohammadnezhad Kiasari, Sh., Sagheb-Talebi, Kh., & Amini, Sh. (2017). Ecological assessment of conifers and broad-leaved plantations in Neka, Eastern of Mazandaran (Case staudy: Ghormaraz Area). Wood & Forest Science and Technology, 24(4), 173-185. https://doi.org/ 10.22069/jwfst.2017.11089.1579. (In Persian)
Mohammadnezhad Kiasari, Sh., Sagheb-Talebi, Kh., Rahmani, R., & Dastangoo, D. (2018). Assessment of plant and soil invertebrate diversity at development stages of natural beech stand, Haftkhal Forest (Mazandaran). Forest and Wood Products, 71(3), 185-197. https://doi.org/10.22059/jfwp.2018.259904.933. (In Persian)
Mohammadnezhad Kiasari, Sh., Sagheb-Talebi, Kh., Espahbodi, K., Amini, Sh., & Alavi Enderajami, S.H. (2020). Assessment of quantitative and qualitative characteristics of components of dead trees in a forest compartment managed under single selection method with a control compartment (Case study: Haftkhal forests-Mazandaran). Protection and Exploitation of Hyrcanian Forests, 2(1), 75-84. (In Persian)
Mohammadnezhad Kiasari, Sh., Sagheb-Talebi, Kh., Rahmani, R., Espahbodi, Parinezhad, H., & Mosaferi, A. (2022). Evaluation and comparison of average frequency and weight of earthworms in Haftkhal forests (managed and control plots). The 6th National congress of new findings in agricultural and natural resources, environment and tourism, https://civilica.com/doc/1313995, 786-995.
Paillet, Y., Berges, L., Hjalten, J., Ódor, P., Avon, C., Bernhardt-Romermann, M., Bijlsma, R-J., Bruyn, L. d., Fuhr, M., Grandin, U., Kanka, R., Lundin, L., Luque, S., Magura, T., Matesanz, S., Meszaros, I., Serbastia, M.T., Schmidt, W., Standovar, T., Tothmeresz, B., Uotila, A., Valladares, F., Vellak, K., & Virtanen, R. (2010). Biodiversity Differences between Managed and Unmanaged Forests: Meta-Analysis of Species Richness in Europe. Conservation Biology, 24(1), 101-112. https://doi.org/10.1111/j.1523-1739.2009.01399.x
Rahmani, R., & Mayvan, H.Z. (2004). Diversity and Assemblage Structure of Soil Invertebrates in Beech, Hornbeam and Oak-Hornbeam Forest Types. Irnian Journal of Natural Resources, 56(4), 425-436. (In Persian)
Sohrabi, H., Jourgholami, M., & Jafari, M. (2021). Evaluation of changes in soil physical, chemical and biological properties 25 years after skidding operations in Kheyrud forest. Forest and Wood Products, 73(4), 403-415. https://doi.org/10.22059/jfwp.2020.294831.1054. (In Persian)
Tajik, S., Ayoubi, S., Shirani, H., & Zeraatpisheh, M. (2019). Digital mapping of soil invertebrates using environmental attributes in a deciduous forest ecosystem. Geoderma, 353, 252-263. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2019.07.005
Tavakoli Feizabadi, M., Kooch, Y., & Akbarinia, M. (2018). Frequency and diversity of worms in topsoil of degraded and reclaimed forest habitats of the Caspian region. Iranian Journal of Forest, 10(3), 293-306. (In Persian)
Zakeri Pashakolaei, M., Alvaninejad, S., & Esmailzade, O. (2014). Relationship between plant biodiversity and topographical factors in Forefts of West Mazandaran (Case study: Research forest of Tarbiat Modares University). Iranian Journal of Applied Ecology, 3(8), 1-16. (In Persian)
Zobairi, M. (2007). Forest biometry. Tehran University Publications, Tehran, Iran. (In Persian)