نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دکترا، گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستم ها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
2 دانشیار، گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستمها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران.
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
Role of Vegetation in Conservation of Soil Biodiversity
(Case study: the Hyrcanian Forests)
Reihaneh Saberi-Pirooz1* | Faraham Ahmadzadeh2
|
Article Info |
ABSTRACT |
|
|
Article type Research Article
Article history Received: 14 April 2024 Revised: 29 April 2024 Accepted: 30 April 2024 Published: 11 May 2024
Keywords: Hyrcanian Forests MorphOTU MOTU Soil Insects Turnover
|
Objective: Insects play an important role in forest soil biodiversity and respond to vegetation changes. The purpose of this study is to investigate the biodiversity of soil insects in the Hyrcanian forests using DNA barcoding and to investigate the effect of vegetation in forestry areas on soil insects. Methods: In this research, soil insects were collected from the central area of the Hyrcanian forests using 48 transects and 72 quadrats. At first, the samples were classified into 105 MorphOTUs. Then DNA barcoding was done to identify OTUs (Operatinal Taxonomic Units). The difference in density and composition of soil insect communities between natural and planted forests was investigated using statistical analysis. Results: A total of 87 OTUs were identified, including 59 MOTUs and 18 MorphOTUs. Statistical analysis did not show any significant difference in density between natural and planted forests. There was a significant difference in the community compositions between the two areas, indicating a turnover event when examining β-diversity. Conclusion: Although changes in community composition were observed, the stability of soil insect communities between the two types of regions shows that the forests that were replaced by secondary trees had enough time to recover after 20 years. In addition, the findings of this research showed that diverse vegetation plays an important role in maintaining the diversity and abundance of insects. |
|
|
Cite this article: Saberi-Pirooz, R., & Ahmadzadeh, F. (2024). Role of Vegetation in Conservation of Soil Biodiversity (Case study: the Hyrcanian Forests). Ethnobiology and Conservation, 1(3), 65-80. https//doi.org/10.22091/ethc.2024.10617.1025
©The Author(s). Publisher: University of Qom DOI: https//doi.org/10.22091/ethc.2024. 10617.1025 |
||
ریحانه صابری پیروز 1*| فراهم احمدزاده 2
1 نویسنده مسئول، دکترا، گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستمها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. رایانامه: R_saberipirooz@sbu.ac.ir
2 دانشیار، گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستمها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران. رایانامه: F_ahmadzade@sbu.ac.ir
|
اطلاعات مقاله |
|
چکیده |
||
|
نوع مقاله پژوهشی |
|
هدف: حشرات نقش مهمی در تنوع زیستی خاک جنگلها دارند و به تغییرات پوشش گیاهی پاسخ می‌دهند. هدف از این مطالعه بررسی تنوع زیستی حشرات خاکزی در جنگلهای هیرکانی با استفاده از تکنیکهای بارکدینگ DNA و بررسی تأثیر پوشش گیاهی در مناطق جنگلی بر حشرات خاکزی است. مواد و روش‌ها: در این پژوهش حشرات خاکزی از ناحیه مرکزی جنگلهای هیرکانی با استفاده از 48 ترانسکت و 72 کوادرات جمعآوری شدند. در ابتدا نمونهها به 105 MorphOTU دسته‌بندی شدند. سپس برای شناسایی واحدهای عملکردی تاکسونومیک OTU)ها(، بارکدینگ DNA انجام شد. تفاوت تراکم و ترکیب جوامع حشرات خاکزی بین جنگلهای طبیعی و دست کاشت با استفاده از آنالیزهای آماری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج: در مجموع 87 OTU شناسایی شد که شامل 59 MOTU و 18 MorphOTU بود. آنالیزهای آماری، تفاوت معنیداری را در تراکم بین جنگلهای طبیعی و کاشته شده نشان نداد. اما تفاوت میان ترکیب جوامع آنها بین این دو ناحیه معنیدار بود. بررسی تنوع β بین این دو ناحیه، بیانگر رویدادTurnover است. نتیجه‌گیری: اگرچه تغییراتی در ترکیب جامعه مشاهده شد، اما پایداری جوامع حشرات خاکزی بین دو نوع زیستگاه نشان می‌دهد که جنگل‌هایی که با درختان ثانویه جایگزین شدند، پس از گذشت 20 سال، زمان کافی برای بازیابی داشته‌اند. علاوه بر این، یافتههای این پژوهش نشان داد که پوشش گیاهی متنوع نقش مهمی در حفظ تنوع و فراوانی بیشتری از حشرات دارد. |
||
|
تاریخچه دریافت: 26/01/1403 بازنگری 10/02/1403 پذیرش: 11/02/1403 انتشار: 22/02/1403
کلیدواژه‌ها جنگلهای هیرکانی حشرات خاکزی MOTU MorphOTU Turnover
|
||||
استناد: صابری پیروز، ریحانه، و احمدزاده، فراهم (1403). نقش پوشش گیاهی در حفاظت از تنوع زیستی خاک (مطالعه موردی جنگلهای هیرکانی). قوم زیست‌شناسی و حفاظت، 1(3)، 80-65. https//doi.org/10.22091/ethc.2024. 10617.1025
ناشر: دانشگاه قم © نویسندگان. |
||||
مقدمه
خاک یکی از متنوعترین زیستگاهها روی زمین است. تعیین فاکتورهایی که این تنوع را در مقیاسهای مختلف ایجاد میکنند، همواره جزء بزرگ‌ترین چالشها در مطالعات اکولوژی خاک به شمار میروند. در دهههای اخیر فعالیتهای انسانی توانایی خاک را در فراهم کردن عملکردهای متنوع با اختلال روبرو کرده است (Hargreaves et al., 2003). جنگلها یکی از مهمترین اکوسیستمها در سراسر جهان هستند که همواره از فرسایش خاک، رانش زمین و سیل جلوگیری میکنند و همچنین تأثیر مثبتی بر آب و هوای مناطق اطراف خود دارند. در دهههای اخیر مساحت شمار زیادی از مناطق جنگلی در سراسر جهان به طرز چشمگیری کاهش یافته است (Islam and Weil, 2000; Song et al., 2018; Liu et al., 2019). جنگلزدایی و به دنبال آن کاشت مجدد درختان عوامل متعددی را در ویژگیهای زیست‌شناسی و اکولوژی خاک تغییر داده و بر فعل و انفعالات موجودات زنده خاک چه آنها که در زیر زمین زندگی کرده و چه آنها که در روی خاک هستند، تأثیر میگذارد (Wolters, 2000). چنین تغییراتی باعث شده تا تعادل جوامع مهندسی خاک بر هم خورد (Lavelle et al., 1997) و تنوع زیستی از دست رود (Wilson et al., 1988; Laurance, 2007). به طورکلی، غنای بالای گونههای درختی تأثیر مستقیم بر کیفیت بستر و جوامع جانوری خاک دارد (Korboulewsky et al., 2016). جنگلها با گونههای متعدد میتواند ویژگیهای زیستگاه را تحت تأثیر قرار داده و بر موجودات زنده خاک تأثیرات مهمی داشته باشند (Bertheau et al., 2009; Sylvain and Buddle, 2010; Meyer et al., 2020). تاجیک و همکاران در سال 2019، به بررسی اثرات ترکیب گونههای درختی بر ویژگیهای خاک و بیمهرگان در یک جنگل برگ‌ریز هیرکانی پرداختند. نتایج این مطالعه نشان داد که ویژگیهای خاک و جوامع بیمهرگان خاک تحت تأثیر گونههای درختی غالب قرار گرفته‌اند و اثرات آن با تغییر نسبت گونههای مختلف درختی رابطه مستقیم دارد (Tajik et al., 2019). علاوه بر این، جنگلهای قدیمی به دلیل تنوع گونههای درختی، ردههای سنی متفاوت از درختان و ویژگیهای ساختاری منحصربه‌فرد طیف متنوعی از منابع زیستگاهی را برای موجودات جنگلی فراهم میکنند و نسبت به جنگلهای جوانتر تنوع زیستی غنیتری دارند (Ishii et al., 2004; Humphrey, 2005). از سوی دیگر، احیای جنگلها یا استقرار جنگلها در مناطقی که قبلاً جنگلی شده بودند، تأثیر قابل‌توجهی بر حفظ تنوع زیستی دارد (Lindenmayer and Hobbs, 2004; Nelson and Halpern, 2005). دلیل این امر این است که احیای جنگلها به‌طور اساسی ساختار و عملکرد اکوسیستم را تغییر داده و منجر به تغییر در سایه، تولید، چرخه مواد مغذی و تعادل آب میشود.
جنگلهای هیرکانی، بقایای جنگلهای قدیمی با درختان اکثراً پهن‌برگ برگ‌ریز منحصربه‌فرد در جهان است که به صورت یک کمربند طولانی و باریک در شیب شمالی رشته کوه البرز، در نزدیکی سواحل جنوبی دریای خزر امتداد یافته است (Hosseini, 2006; Naqinezhad et al., 2008; Siadati et al., 2010). این ناحیهی جنگلی از تالش در جنوب شرقی جمهوری آذربایجان تا گلستان در شمال شرق ایران امتداد یافته است و عمدتاً سه استان گیلان، مازندران و گلستان را در ایران در برمی‌گیرد. به طورکلی، این ناحیه حدود 800 کیلومتر طول، 110 کیلومتر عرض داشته و با 8/1 میلیون هکتار مساحت، 15 درصد از جنگلهای ایران را شامل میشوند (Salehi and Maleki, 2012; Talebi et al., 2013). این منطقه منبع عظیمی از تنوع زیستی، تنوع ژنتیکی و انواع مختلفی از خدمات محیط زیستی است (Haghdoost et al., 2011). همچنین این اکوسیستم باستانی پناهگاه بسیاری از گونهها در طی عصر یخبندان بوده که این امر سبب شده تا این جنگلها به عنوان مرکز مهمی برای تنوع گونههای بومزاد انحصاری[1] و پنهان[2] به شمار روند (Ahmadzadeh et al., 2013, 2020; Ahmadi et al., 2018; Amiri et al., 2021; Saberi-Pirooz et al., 2021). جنگلهای هیرکانی در فهرست میراث جهانی یونسکو به ثبت رسیده است و از مهمترین گونههای درختی این جنگلها میتوان به این گونهها اشاره کرد (Haghdoost et al., 2011; Tohidifar et al., 2016)؛ Fagus orientalis (Oriental Beech), Carpinus betulus (European Hornbeam), Acer velutinum (Velvet Maple), Quercus castaneifolia (Caucasian Oak), Acer cappadocicum (Cappadocian Maple), Alnus subcordata (Alder) and Tilia platyphyllos (Large-leaved Linden)
علیرغم اهمیت جنگلهای هیرکانی، آنها با تهدیدات متعددی از جمله چرای ناپایدار و بیرویه، پاک‌تراشی، برداشت غیرقانونی درختان و جمعآوری چوب خشک، تردد وسایل نقلیه در جادههای جنگلی، شکار غیرقانونی، گردشگری ناپایدار و تغییر کاربری اراضی مواجه هستند. این جنگلها برای حفظ سلامت خاک، چرخه مواد مغذی و عملکرد اکوسیستمها در منطقه بسیار مهم هستند. ویژگیهای منحصربه‌فرد این جنگلها، آنها را به اکوسیستمی ارزشمند تبدیل کرده و حفظ آنها برای مدیریت پایدار جنگلها و حفظ تنوع زیستی در منطقه ضروری است (Jafari et al., 2013).
در جنگلها، حشرات جزء اصلی تنوع زیستی خاک هستند (Coleman and Wall, 2015). ساختارهای جامعه آنها به طور گستردهای تحت تأثیر فعالیتهای انسانی بر محیط زیست قرار میگیرد. از اینرو، از آنها به عنوان شاخصهای زیستی برای ارزیابی کیفیت خاک استفاده میشود (McIntyre, 2000; Rousseau et al., 2010; Turbé et al., 2010; Vasconcellos et al., 2013). با توجه به اینکه روابط بین تنوع گونهای حشرات، ساختار جنگل و دستکاریهای انسانی در جنگلهای هیرکانی کمتر مورد توجه قرار گرفته است، از این رو هدف از این مطالعه شناسایی تنوع زیستی حشرات جنگلهای هیرکانی و تأثیر پوشش گیاهی در حفاظت از تنوع و جوامع این حشرات میباشد.
مواد و روش‌ها
منطقه مورد مطالعه
در این مطالعه برای انتخاب زیستگاه، مناطق جنگلی استان مازندران بررسی شدند، سپس سه منطقه انتخاب شدند. برای هر منطقه دو ناحیه شامل ناحیه کنترل (جنگل طبیعی) و ناحیه دستکاشت انتخاب شد. ناحیه کنترل منطقهای است که فعالیت انسانی به ندرت در آن صورت گرفته یا فاقد فعالیتهای انسانی است. همچنین، پوشش گیاهی آن از فلور طبیعی منطقه برخوردار بوده و شامل جنگل‌کاری دستکاشت نیست. در این مطالعه به سبب بررسی تأثیر پوشش گیاهی روی گروه حشرات، سه جنگل با پوشش گیاهی متفاوت انتخاب شدند (شکل 1). جنگل واتاشان (36.486667, 52.028333) که دارای جنگل طبیعی توسکا (Alnus) و جنگل کاشته شده با ترکیب افرا (Acer)و بلوط (Quercus)است. جنگل تیلاکنار (36.6947, 51.1955) با پوشش گیاهی از مجموعه درختان بومی مانند Acer، Quercus، Alnus، زبان گنجشک (Fraxinus) و غیره در ناحیه طبیعی و یک جنگل دست کاشت از درختان غیربومی سکویا (Sequoiadendron) است. در آخر جنگل پردهسر (36.82004, 50.880048) که دارای جنگلی طبیعی از مجموعهای از درختان بومی Acer، Quercus، Alnus، Fraxinus و غیره و یک جنگل کاشته شده با همان ترکیب پوشش گیاهی است.
شکل 1. منطقه مورد مطالعه در استان مازندران، جنگل 1 (واتاشان)، جنگل 2 (تیلاکنار) و جنگل 3 (پردهسر)
نمونهبرداری
در هر یک از این نواحی جنگلی برای جمعآوری دقیقتر حشرات از هر دو روش کوادرات و ترانسکت استفاده شد (Saberi-Pirooz et al., 2024). به منظور افزایش دقت مطالعه انجام شده در هر ناحیه دو سایت انتخاب شد. در هر سایت نمونهها از درون شش کوادرات 5/0 متر × 5/0 متر از میان لاشبرگ، سطح خاک و همچنین عمق خاک (0-10 سانتیمتر) جمعآوری شدند. علاوه بر این، به دلیل تخمین بهتر تنوع زیستی، جمعآوری حشرات از میان چهار ترانسکت (هرکدام به ابعاد 5/1 متر در 10 متر) در هر 12 سایت انجام شد. نمونههای جمعآوری شده در اتانول 96 درصد قرار گرفتند. به طور کلی، در مجموع در این مطالعه 72 کوادرات و 48 ترانسکت مورد بررسی قرار گرفتند.
بررسیهای ریختشناسی
نمونههای جمعآوری شده به آزمایشگاه اکولوژی مولکولی پژوهشکده علوم محیطی دانشگاه شهید بهشتی انتقال یافت. آنها ابتدا به گروههای اصلی (راسته) طبقهبندی شدند و سپس بر اساس کلیدهای شناسایی ریختی (Hojat, 1996; Lane and Crosskey, 2012) به واحدهای ریختی تاکسونومیک[3] MorphOTU طبقهبندی شدند. بهطورکلی، 105MorphOTU از میان نمونههای جمع‌آوری‌شده، شناسایی شد.
مطالعات بارکدینگ DNA
برای شناسایی دقیقتر تنوع زیستی، آنالیزهای مولکولی انجام شد. استخراج DNA با استفاده از روش استاندارد نمکی (Sambrook and Russell, 2001) و کیت استخراج DNA IRaizol (RNA Biotech، اصفهان، ایران) صورت گرفت. بدین منظور، قطعه‌ای از ژن میتوکندری سیتوکروم اکسیداز c زیر واحد 1 (COI) با استفاده از چندین جفت پرایمر تکثیر شد (جدول 1).
واکنش زنجیرهای پلیمراز (PCR)[4] برای حجم کل 25 میکرولیتر (شامل 5/12 میکرولیتر مسترمیکس امپلیکون دانمارک، یک میکرولیتر از هر پرایمر، یک میکرولیتر DNA و 5/9 میکرولیتر آب دو بار تقطیر دیونیزه شده، انجام شد. شرایط دمایی فرآیند PCR در جدول 1 اشاره شده است. برای آگاهی از کیفیت محصولات PCR، هر یک از آنها روی ژل آگارز 1% شارژ شد. سپس نمونههایی انتخابی و برخوردار از کیفیت مناسب، به روش سنجر توسط شرکت نیاژن نور (تهران، ایران) توالییابی شدند.
ابتدا توالیهای به دست آمده از این مطالعه با استفاده از نرم افزارv. 9) Genious pro (Biomatters, www.geneious.com ویرایش گردیدند. سپس به منظور شناسایی توالیهای ویرایش شده، هرکدام از توالیها در سایت [5] NCBI (https://blast.ncbi.nlm.nih.gov) با استفاده از ابزار استاندارد هم‌ترازی محلی بر پایه نوکلئوتیدی (BLASTn) (Altschul et al., 1990) و سیستم‌های داده بارکد زندگی[6] (Ratnasingham and Hebert, 2007; https://www.boldsystems.org/) جست و جو شدند.
برای مقایسه گروههای مختلف حشرات و ترسیم درخت تبارشناختی، توالیهای حاصل از این پژوهش، با استفاده از نرمافزار (Katoh et al., 2017) MAFFT v.6 (https://mafft.cbrc.jp/؛ الگوریتم[7]: خودکار؛ ماتریس امتیازدهی[8]: 200؛2 Pam/k =؛ پنالتی باز شکاف[9]: 53/1) همردیف شدند. تعیین بهترین مدل تکاملی با استفاده نرم افزار (Posada and Crandall, 1998)
v.2.3 Mrmodeltest و ترسیم درخت بیشینه احتمال با استفاده از نرمافزار IQ-Tree v.1.6.12 (Nguyen et al., 2015) با بوت استرپ[10] 1000 انجام شد.
روش آماری پرکاربرد (Zhang et al., 2013)bPTP برای تعیین حدود دودمانهای نامزد فرضی[11]، مورد استفاده قرار گرفت. در این مطالعه درخت تبارشناختی به‌دست‌آمده بهعنوان فایل ورودی تجزیه و تحلیل bPTP استفاده شد. این مطالعه از طریق وب سرور آنلاین (http://species.h-its.org/ptp/) با 5 10× 5 نسل MCMC و burn in 10 درصد اجرا شد.
فاصلهی ژنتیکی اصلاح نشده(p- distance) درون هرکدام از راستههای حشرات نیز با استفاده از نرم افزار (Kumar et al., 2018) Mega X محاسبه شد.
جدول 1. فهرست پرایمرهای مورد استفاده در این پژوهش به همراه شرایط دمایی برای انجام واکنش PCR
|
نام پرایمر |
توالی |
منبع |
چرخه PCR |
||
|
LCO1490 |
5‘-GGTCAACAAATCATAAAGATATTGG |
Folmer et al., 1994 |
95 °C for 10 min and 34 cycles of 94 °C for 45 sec, 48℃ for 45 sec, 72 °C for 60 sec; final extension 72 °C for 10 min |
|
|
|
HCO2198 |
5‘- TAAACTTCAGGGTGACCAAAAAATCA |
|
|||
|
LCO1490-JJ |
5‘-CHACWAAYCATAAAGATATYGG |
Astrin and Stüben, 2008
|
95 °C for 15 min; first cycle set (15 repeats): 94 °C for 35 sec, 55 °C (−1 °C/cycle) for 90 sec, and at 72 °C for 90 sec; Second cycle set (25 repeats): 94 °C for 35 sec, 40 °C for 90 sec, and 72 °C for 90 sec; final extension 72 °C for 10 min |
|
|
|
HCO2198-JJ |
5‘-AWACTTCVGGRTGVCCAAARAATCA |
|
|||
|
COIF-PR115 |
5‘-TCWACNAAYCAYAARGAYATTGG |
Darling et al., 2008 |
95 °C for 10 min and 34 cycles of 94 °C for 45 sec, 48℃ for 45 sec, 72 °C for 60 sec; final extension 72 °C for 10 min |
|
|
|
COIR-PR114 |
5‘-ACYTCNGGRTGNCCRAARARYCA |
|
|||
|
COI-7 |
5‘-ACNAAYCAYAARGAYATYGGNAC |
Shimizu and Ueshima, 2000 |
95 °C for 1 min and 30 cycles of 94 °C for 30 sec, 45℃ for 45 sec, 72 °C for 2 min; final extension 72 °C for 10 min |
|
|
|
COI-6R |
5‘-TCNGGRTARTCNSWRTANCGNCG |
|
|||
بررسیهای آماری
آنالیزهای آماری رویOTUها (MOTU [12] وMorphOTU ) در کوادراتها و ترانسکتها بهصورت جداگانه انجام شد. همچنین مقایسه تراکم حشرات (نمونههای شمارش شده در هر گروه طبقهبندی / مساحت کوادرات) میان راستهها انجام شد.
مقایسه تراکم حشرات بین نواحی طبیعی و دستکاشت در هر جنگل (مقیاس محلی) و برای سه جنگل با هم (منطقه مورد مطالعه-مقیاس وسیع)، با استفاده از تحلیل واریانس دو طرفه[13] و تابع aov در محیط R انجام شد. به دنبال آن تستهای دو طرفه Tukey HSD برای گروههای معنیدار در مقایسه انجام شد. مفروضات آنالیز تحلیل واریانسها شامل همگنی واریانسها و نرمال بودن باقیماندهها به ترتیب با آزمونهای Levene (p > 0.05) و Shapiro-Wilk (p > 0.05) با استفاده از بسته نرمافزاری car v. 1.2-7 (Fox et al., 2007) در محیط R مورد بررسی قرار گرفت.
برای بررسی تفاوتها بین جوامع حشرات نواحی طبیعی و دستکاشت در هر جنگل، از بسته آماری betapart (Baselga et al., 2018) در R استفاده شد. در این بررسی شاخص عدم تشابه جاکارد و دادههای حضور و عدم حضور OTUها به کار گرفته شد.
به منظور ارزیابی تفاوتها در ترکیب جوامع حشرات، از یک رویکرد چند متغیره به نام تحلیل واریانس چند متغیره جایگشتی (PERMANOVA) استفاده شد. این آنالیز با استفاده از ماتریس‌های عدم تشابه جاکارد از طریق بسته آماری Vegan با جایگشت باقیماندهها (9999=(n تحت مدل کاهش‌یافته، بهصورت دو طرفه انجام شد.
نتایج
مطالعات ریختشناسی و بارکدینگ
در این مطالعه، از مجموع نمونههای جمعآوری شده از کوادرات و ترانسکت با استفاده از صفات برجسته ریختشناسی، 105 MorphOTU شناسایی شد. از این میانOTU 87 بهصورت موفق توالی یابی شدند. مقایسه توالیهای به دست آمده از این پژوهش با مجموعه دادههای موجود برای ژن COI در NCBI و BOLD نشان داد که بیش از 90 درصد نمونهها تا سطح خانواده شناسایی شدند (جدول 2). بر اساس فواصل ژنتیکی بین افراد از بین توالیهای به دست آمده 59 MOTU شناسایی شد. معیار مورد استفاده برای تخصیص توالی به MOTU فاصله ژنتیکی بیش از 5/1 درصد بین توالیها بود. درخت تبارشناختی حاصل نیز نشان داد که شاخههای انتهایی تقریباً نتایجی مشابهی را با فاصلهی ژنتیکی از خود نشان دادند (شکل 2). آنالیز bPTP نیز 50 دودمان فرضی را از میان نمونهها نشان داد که اکثر دودمانها با پشتیبانی بالا حمایت شدند (> 80٪). در مجموع، بررسی نتایج حاصل از آنالیزهای ژنتیکی منجر به شناسایی 59 MOTU در این مطالعه شد. به طورکلی، با استفاده از هر دو روش بارکدینگ ژنتیکی و ریختشناسی، 77 واحد تاکسونومیک که شامل 18 MorphOTU و 59 MOTU میباشد از کل نمونههای مورد مطالعه در این پژوهش شناسایی شد (جدول 2).
نتایج تجزیه و تحلیلهای آماری
در این مطالعه جنگلهای واتاشان و پردهسر، بیشترین مجموع تعداد OTUها را به خود اختصاص دادند و در هر سه جنگل مورچهها از بیشترین تراکم برخوردار بودند (شکل 3). فراوانی کل در رویشگاههای طبیعی بیشتر از مناطق کاشته شده بود. نتایج ANOVA در این مطالعه نشان داد که تفاوت میان سه جنگل و بین نواحی دست کاشت و طبیعی در محدوده مورد مطالعه معنیدار است اما اثر متقابل بین جنگلهای طبیعی و کاشته شده تفاوت معنیداری را از خود نشان نداد (جدول 3).
تجزیه و تحلیل PERMANOVA نیز نشان داد که ترکیب جوامع OTUها بین جنگلها در دو بررسی با کوادرات و ترانسکت متفاوت بود اما برهمکنش متناظر آنها تنها در ترانسکت از خود تفاوت نشان داد (جدول 3).
بررسی پارتیشن‌بندی تنوع β نشان داد که Turnover عامل غالب در تفاوت جوامع حشرات بین نواحی دست کاشت و طبیعی در هر جنگل بود. الگوهای Turnover مشاهده شده در کوادراتها و ترانسکتها در جنگلهای مختلف مشابه بود (جدول 4). برای این مقایسه عدد صفر به این معنی است که به هیچ وجه Turnover روی نداده و عدد یک نشاندهنده حداکثر Turnover است.
شکل 2. درخت تبارشناختی ترسیم شده بر اساس سیتوکروم اکسیداز c زیر واحد یک (COI)، هر راسته از حشرات با یک رنگ نمایش داده شده است.
بحث
این پژوهش یک بررسی جامع روی تنوع حشرات خاکزی در جنگل هیرکانی با استفاده از ترکیبی از تجزیه و تحلیلهای ژنتیکی و ریختشناسی است. یافتههای این مطالعه به‌طور جامع نشان می‌دهد که جنگلزدایی و درختکاری پس از آن تأثیر قابل‌توجهی بر ترکیب جوامع حشرات خاکزی داشته است. این بررسی بر تأثیر نوع و تنوع پوشش گیاهی بر ساختار و ترکیب جوامع این جانوران تأکید دارد.
جدول 2. مجموعه دادههای ژنتیکی حشرات به دست آمده از مطالعات بارکدینگ به همراه کد شناسه، شماره MOTU/ MorphOTU، طبقهبندی تاکسونومیک و شماره دسترسی
|
Code ID |
Accession number |
MOTU/ MorphOTU |
Phylum |
Class |
Order |
Family |
Genus |
Species |
||||||||
|
کد شناسه |
شماره دسترسی |
|
شاخه |
رده |
راسته |
خانواده |
جنس |
گونه |
||||||||
|
ES3000 |
PP100530 |
124 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
_ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3002 |
PP100532 |
61 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3003 |
PP100533 |
100 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Formica |
_ |
||||||||
|
ES3004 |
PP100534 |
130 |
Arthropoda |
Insecta |
Blattodea |
Blattidae |
Phyllodromica |
_ |
||||||||
|
ES3006 |
PP100536 |
131 |
Arthropoda |
Insecta |
Archaeognatha |
Machilidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3007 |
PP100537 |
92 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Pentatomidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3008 |
PP100538 |
62 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Staphylinidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3011 |
PP100541 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3016 |
PP100545 |
130 |
Arthropoda |
Insecta |
Blattodea |
Blattidae |
Phyllodromica |
_ |
||||||||
|
ES3020 |
PP100548 |
117 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Erebidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3021 |
PP100549 |
102 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Tenthredinidae |
Ametastegia |
A. pallipes |
||||||||
|
ES3022 |
PP100550 |
87 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Fanniidae |
Fannia |
F. umbrosa |
||||||||
|
ES3023 |
PP100551 |
93 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Lygaeidae |
Lygaeidae |
_ |
||||||||
|
ES3026 |
PP100554 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
Clubiona |
C. frutetorum |
||||||||
|
ES3029 |
PP100556 |
118 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Bucculatricidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3030 |
PP100557 |
131 |
Arthropoda |
Insecta |
Archaeognatha |
Machilidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3032 |
PP100559 |
117 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Erebidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3034 |
PP100560 |
88 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Fanniidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3035 |
PP100561 |
126 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Trigonidiidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3041 |
63 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Staphylinidae |
_ |
_ |
|||||||||
|
ES3042 |
PP100566 |
64 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3044 |
PP100567 |
65 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Staphylinidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3049 |
PP100571 |
119 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Noctuidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3053 |
PP100575 |
103 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Hypoponera |
H. opacior |
||||||||
|
ES3057 |
PP100579 |
66 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
_ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3059 |
PP100581 |
67 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Coccinellidae |
Coccinellidae |
_ |
||||||||
|
ES3061 |
PP100583 |
104 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Aphaenogaster |
_ |
||||||||
|
ES3067 |
PP100587 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
Chorthippus |
_ |
||||||||
|
ES3070 |
PP100590 |
89 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Chyromyidae |
_ |
|||||||||
|
ES3071 |
PP100591 |
105 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Aphaenogaster |
_ |
||||||||
|
ES3072 |
PP100592 |
127 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
__ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3075 |
PP100593 |
131 |
Arthropoda |
Insecta |
Archaeognatha |
Machilidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3076 |
PP100594 |
68 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
__ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3077 |
PP100595 |
94 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Nabidae |
Himacerus |
H. mirmicoides |
||||||||
|
ES3078 |
PP100596 |
90 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Asilidae |
Neoitamus |
N. cyanurus |
||||||||
|
ES3079 |
PP100597 |
95 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
_ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3082 |
PP100600 |
69 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Curculionidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3083 |
PP100601 |
120 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Pyralidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3084 |
PP100602 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
L. alienus |
||||||||
|
ES3086 |
PP100604 |
103 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Hypoponera |
H. opacior |
||||||||
|
ES3098 |
104 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
__ |
__ |
|||||||||
|
ES3099 |
PP100612 |
118 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Bucculatricidae |
Bucculatrix |
B. cidarella |
||||||||
|
ES3113 |
PP100620 |
103 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Hypoponera |
H. opacior |
||||||||
|
ES3114 |
PP100621 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicoidea |
Lasius |
L. alienus |
||||||||
|
ES3115 |
PP100622 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicoidea |
Lasius |
L. alienus |
||||||||
|
ES3116 |
PP100623 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicoidea |
Lasius |
L. alienus |
||||||||
|
ES3119 |
PP100626 |
91 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Stratiomyidae |
__ |
__ |
||||||||
|
ES3120 |
PP100627 |
120 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Pyralidae |
Lamoria |
L. anella |
||||||||
|
ES3131 |
PP100633 |
70 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Chrysomelidae |
Altica |
A. tamaricis |
||||||||
|
ES3132 |
PP100634 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
Chorthippus |
C. cazurroi |
||||||||
|
ES3133 |
PP100635 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
Chorthippus |
__ |
||||||||
|
ES3134 |
PP100636 |
128 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Tettigoniidae |
Pholidoptera |
P. griseoaptera |
||||||||
|
ES3135 |
PP100637 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
___ |
___ |
||||||||
|
ES3136 |
PP100638 |
96 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Rhyparochromidae |
Scolopostethus |
S. thomsoni |
||||||||
|
ES3137 |
PP100639 |
97 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Rhyparochromidae |
__ |
__ |
||||||||
|
ES3138 |
PP100640 |
98 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Pentatomidae |
Aelia |
A. acuminata |
||||||||
|
|
|
|
|
|
ادامه جدول 2. |
|||||||||||
|
ES3139 |
PP100641 |
125 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
Acrididae |
__ |
__ |
||||||||
|
ES3142 |
PP100642 |
71 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Tenebrionidae |
Lagria |
L. hirta |
||||||||
|
ES3145 |
PP100644 |
131 |
Arthropoda |
Insecta |
Archaeognatha |
Machilidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3147 |
PP100646 |
132 |
Arthropoda |
Insecta |
Archaeognatha |
Machilidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3150 |
PP100648 |
121 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Noctuidae |
Spodoptera |
S. littoralis |
||||||||
|
ES3183 |
PP100669 |
106 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
_ |
||||||||
|
ES3184 |
PP100670 |
107 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Tetramorium |
T. caespitum |
||||||||
|
ES3187 |
PP100671 |
122 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Erebidae |
Arctia |
A. caja |
||||||||
|
ES3191 |
PP100674 |
105 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Aphaenogaster |
A. subterranea |
||||||||
|
ES3193 |
PP100675 |
72 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Tenebrionidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3195 |
PP100676 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
_ |
||||||||
|
ES3200 |
PP100677 |
123 |
Arthropoda |
Insecta |
Lepidoptera |
Erebidae |
Hyphantria |
H. cunea |
||||||||
|
ES3204 |
PP100680 |
93 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Lygaeidae |
_ |
|||||||||
|
ES3205 |
PP100681 |
73 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
Amara |
A. familiaris |
||||||||
|
ES3207 |
PP100683 |
108 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Ichneumonidae |
Colpotrochia |
_ |
||||||||
|
ES3208 |
PP100684 |
74 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Geotrupidae |
Trypocopris |
_ |
||||||||
|
ES3210 |
_ |
75 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Chrysomelidae |
Chrysolina |
_ |
||||||||
|
ES3214 |
PP100688 |
99 |
Arthropoda |
Insecta |
Hemiptera |
Rhyparochromidae |
Scolopostethus |
S. thomsoni |
||||||||
|
ES3217 |
PP100690 |
76 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
Brachinus |
B. crepitans |
||||||||
|
ES3218 |
PP100691 |
77 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
Bembidion |
B. genei |
||||||||
|
ES3223 |
PP100693 |
78 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
Harpalus |
H. rufipes |
||||||||
|
ES3224 |
PP100694 |
129 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
_ |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3227 |
PP100696 |
79 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Chrysomelidae |
Chrysolina |
C. coerulans |
||||||||
|
ES3230 |
PP100698 |
109 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Myrmica |
|||||||||
|
ES3234 |
PP100699 |
105 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Aphaenogaster |
A. subterranea |
||||||||
|
ES3235 |
PP100700 |
111 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
L. platythorax |
||||||||
|
ES3238 |
PP100702 |
111 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
||||||||
|
ES3240 |
PP100703 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
_ |
||||||||
|
ES3242 |
PP100705 |
105 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Aphaenogaster |
A. subterranea |
||||||||
|
ES3243 |
PP100706 |
104 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
|||||||||
|
ES3244 |
PP100707 |
101 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
Lasius |
_ |
||||||||
|
Morphotype 1 |
_ |
133 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Carabidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 2 |
_ |
134 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
_ |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 3 |
_ |
135 |
Arthropoda |
Insecta |
Orthoptera |
_ |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 4 |
_ |
136 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
Fanniidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 5 |
_ |
137 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
_ |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 6 |
_ |
138 |
Arthropoda |
Insecta |
Diptera |
_ |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 14 |
_ |
146 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 15 |
_ |
147 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 16 |
_ |
148 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 17 |
_ |
149 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 18 |
_ |
150 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 19 |
_ |
151 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 34 |
_ |
166 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 35 |
_ |
167 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 36 |
_ |
168 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 37 |
_ |
169 |
Arthropoda |
Insecta |
Hymenoptera |
Formicidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 38 |
_ |
170 |
Arthropoda |
Insecta |
Coleoptera |
Staphylinidae |
_ |
_ |
|
|||||||
|
Morphotype 39 |
_ |
171 |
Arthropoda |
Insecta |
_ |
_ |
_ |
_ |
|
|||||||
شکل3. نمودار (الف) مقایسه تعداد OTUها و نمودار (ب) فراوانی حشرات بر اساس راستههای شناسایی شده در نواحی طبیعی و دستکاشت، هر رنگ نماینده یک راسته میباشد.
جدول 3. نتایج آنالیز تک متغیره (ANOVA) برای تراکم کل حشرات و چند متغیره (PERMANOVA) برای ترکیب جوامع حشرات به
تفکیک کوادرات و ترانسکت
|
PERMANOVA (ترانسکت) |
PERMANOVA (کوادرات) |
ANOVA |
|
|
F = 231/5, p = 001/0 |
F = 431/2, p = 003/0 |
F =230/5 , p =007/0 |
همه مناطق (3 جنگل) |
|
F = 359/1, p = 121/0 |
F = 895/0, p = 55/0 |
F =108/17, p = 0001/0 |
ناحیه (طبیعی یا دست کاشت) |
|
F = 382/2, p = 010/0 |
F = 357/1, p = 164/0 |
F =629/2, p = 72/0 |
منطقه * ناحیه |
جدول 4. نتایج پارتیشن‌بندی تنوع زیستی بتا بین نواحی طبیعی و دستکاشت برای هر جنگل به تفکیک کوادرات و ترانسکت
|
جنگل |
|
Turnover |
Nestedness |
Total β-diversity |
|
جنگل واتاشان |
کوادرات |
940/0 |
038/0 |
985/0 |
|
ترانسکت |
942/0 |
043/0 |
985/0 |
|
|
جنگل تیلاکنار |
کوادرات |
956/0 |
042/0 |
993/0 |
|
ترانسکت |
890/0 |
001/0 |
990/0 |
|
|
جنگل پردهسر |
کوادرات |
963/0 |
023/0 |
987/0 |
|
ترانسکت |
938/0 |
047/0 |
985/0 |
برآورد تنوع زیستی حشرات
مطالعات اندکی در زمینهی بیمهرگان در ایران صورت گرفته است (Tohidifar et al., 2016). اکثر فون حشرات کشور نیز ناشناخته مانده است، تنها گزارشهای اندکی از حشرات وجود دارد (Paknia et al., 2008). در این پژوهش برای حصول اطمینان از جمعآوری کامل حشرات خاکزی و به حداقل رساندن خطاها در جمعآوری نمونه و افزایش دقت در نمونهبرداری از دو روش کوادرات و ترانسکت استفاده شد.
نتایج حاصل از این پژوهش، در مجموع منجر به شناسایی 105 MorphOTUاز محدودهی مورد بررسی شده است. از این میان 59 OTU بهصورت ژنتیکی MOTU)) و 18 OTU علیرغم تلاشهای متعدد و به‌کارگیری چندین پرایمرهای پرایمر تنها بهصورت ریختشناسی MorphOTU شناسایی شدند (جداول 1 و 2). تجزیه و تحلیلهای مبتنی بر OTU دارای مزیتهای گستردهای است. یکی از دلایل اهمیت استفاده از واحدهای تاکسونومیک برخلاف شناسایی ریختی تا سطح گونه و طبقهبندی مشخص است (Porter and Hajibabaei, 2020). نبود کلیدهای شناسایی دقیق برای بسیاری از گروهها در کنار تأکید بر تشخیص بسیاری از گونهها تنها در مراحل خاصی از زندگی و یا تأکید بر یک جنس (جنس نر) شناسایی بر اساس ویژگیهای ریختشناسی را دچار چالشهایی کرده است. علاوه بر این صرف وقت زیاد و عدم دسترسی به متخصصان تاکسونومیک برای هر گروه، فرآیند شناسایی را بدین روش پیچیده‌تر کرده است. این امر سبب شده تا برخی از گونهها، حتی قبل از جمعآوری و شناسایی ناپدید شده باشند (Lavelle and Lapied, 2003). مقایسه نتایج حاصل از شناسایی تنوع زیستی با استفاده از دادههای ریختشناسی و ژنتیکی بیانگر آن است که استراتژی بارکدینگ امکان شناسایی سریع و دقیق اکثر OTUها را فراهم می‌کند. اسمیت و همکاران (2005) دریافتند که رویکردهای مبتنی بر توالیهای ژنتیکی مقیاسی را برای بررسی تنوع ارائه می‌دهند که تنها با ریختشناسی غیرممکن است. در مجموع اینطور برداشت میشود که استفاده از ابزارهای ژنتیکی برای طبقهبندی و بررسی اکولوژی و علم حفاظت در نقاط داغ، به ویژه برای گونههای کوچک، بسیار متنوع یا کشف‌نشده، حیاتی هستند (Smith et al., 2005).
مقایسه ساختار جوامع حشرات
بر اساس یافتههای این پژوهش، نتایج حاصل از بررسیهای ترانسکت و کوادرات تقریباً همسو بوده است. نتایج حاصل از آنالیزهای تک متغیره ANOVA و چندمتغیرهPERMANOVA (جدول 3) و به همراه نتایج تنوع بتا (جدول 4)، بیانگر آن است که ترکیب اجتماعات حشرات تغییر کرده است اما جمعیت کل آنها بین دو ناحیه در هر جنگل ثابت مانده است. اینطور پیش‌بینی میشود که پس از قطع درختان و کاشت ثانویه برای بیش از 20 سال، جنگلهای کاشته شده احیا شدهاند، به عبارت دیگر جنگل زمان کافی برای احیای خود داشته است، اگرچه ترکیب جوامع تغییر کرده است (Saberi-Pirooz and Ahmadzadeh, 2024; Saberi-Pirooz et al., 2024). در مقایسه سه منطقه جنگلی، پردهسر دارای تنوع OTU و فراوانی کل بیشتر بود چه در ناحیه طبیعی و چه در ناحیه دست کاشت (شکل 3). این الگو را میتوان به کاشت چندین گونه درختی بومی (متعلق به جنس‌هایی مانند Acer، Quercus، Alnus، Fraxinus و غیره) پس از احیای جنگل در این منطقه نسبت داد، در حالیکه جنگلهای دیگر عمدتاً توسط یک یا دو گونه درختی احیا شده بودند (واتاشان: Acer و Quercus ؛ تیلا کنار: سکویا). کیفیت بستر گونههای درختی خاص نیز میتواند تأثیرات قابل‌توجهی بر جوامع جانوری خاک داشته باشد (Korboulewsky et al., 2016). علاوه بر این، Lavelle و همکاران (2022) در مطالعات خود، اهمیت پوشش گیاهی و سایر پارامترهای محیطی را در تعیین جوامع بیمهرگان برجسته کردند. آنها به این نکته اشاره کردند که افزایش غنای درختان به طور قابل‌توجهی بر ساختار جامعه ارگانیسمهای خاک تأثیر میگذارد (Lavelle et al., 2022).Bayranvand و همکاران (2021) گزارش دادند که ترکیب گونههای درختی بر ویژگیهای بستر جنگل تأثیر میگذارد (Bayranvand et al., 2021). و به دنبال آن، کیفیت بستر تولید شده توسط گونههای مختلف درخت به طور قابل‌توجهی بر نرخ تجزیه و پویایی کانی سازی مؤثر است (Lucas-Borja et al., 2019). بنابراین، اختلالاتی که منجر به تغییر در پوشش گیاهی میشود، اثرات قابل‌توجهی بر ساختار جامعه بیمهرگان و ویژگیهای بستر و لایههای خاک دارد (Perry and Herms, 2019). در مجموع تغییرات در ساختار پوشش گیاهی، منجر به تغییر در دسترس بودن منابع، ریز اقلیم یا سایر متغیرهای اکولوژیک میشود که تأثیر قوی بر فراوانی حشرات مانند مورچهها دارند (Watt et al., 2002; Heděnec et al., 2022).
به طور کلی، این مطالعه بر اهمیت حیاتی تلاشهای احیای جنگل با استفاده از طیف متنوعی از گونههای بومی برای حفظ تنوع زیستی جانوران خاکزی و کاهش اثرات جنگلزدایی تأکید می‌کند. از اینرو برای حفظ تنوع زیستی خاک در جنگلهای ثانویه، استفاده از درختان بومی و همچنین ترکیبی از گونههای گیاهی به شدت توصیه میشود. انتخاب گونههای درختی و شیوه‌های مدیریت جنگل تأثیر مستقیمی بر غنای گونهای و ایجاد ترکیب‌های مختلف جامعه دارد. از آنجایی که یک گروه عملکردی تحت تأثیر احیای جنگل قرار میگیرد، انتظار میرود که برخی از گونهها ناپدید شوند درحالی‌که برخی دیگر زیستگاه جدید را مستعمره کنند. همان‌طور که در مطالعات دیگر نیز مشاهده شد (Elmarsdottir et al., 2008; Moghimian et al., 2013)، ارزیابی گسترده گونهها در جنگلهای طبیعی و ثانویه نشان داد که نوع گیاهان مورد استفاده در مناطق جنگلی شده تأثیری بر جانوران خاک دارد. بنابراین، برنامه‌ریزی و مدیریت جنگل باید دربرگیرنده‌ی استراتژی‌هایی باشد تا به حفظ تنوع زیستی، به‌ویژه در مناطق با گونههای زیستگاهی منحصربه‌فرد یا گونههای کمیاب منجر شود (Elmarsdottir et al., 2008).
نتیجه‌گیری
در این پژوهش برای اولین بار شناسایی حشرات خاکزی جنگلهای هیرکانی با استفاده از روشهای ریختشناسی و مولکولی انجام شد. مقایسه جنگلهای طبیعی و کاشته شده نشان داد که علیرغم اینکه تراکم حشرات بین جنگلهای طبیعی و کاشته شده معنیدار نبود، اما ترکیب جوامع تفاوت معنیداری را بین این دو ناحیه در هر جنگل نشان داد.. این به این معنی است که تنوع در این جنگلها بی‌صدا و به طور گسترده تغییر کرده است. پیش‌بینی میشود که در جنگلهای ثانویه که بیش از 20 سال کاشته شدهاند، جنگل زمان کافی برای ترمیم جمعیت‌های خود را داشته است، علاوه بر این نتایج این پژوهش نشان داد که جنگلهای کاشته شده دارای تنوع زیستی و فراوانی کل کمتری هستند. در این پژوهش توجه به پوشش گیاهی به ویژه کاشت ترکیبی از گونههای بومی در نواحی دستکاشت بهعنوان یک ابزار مؤثر در تنوع و پراکنش حشرات خاکزی حائز اهمیت شناخته شد. بهطورکلی، از آنجایی که نرخ جنگلزدایی در کل جنگلهای هیرکانی همچنان در حال افزایش است، انجام بررسیهای تخصصی و جامع میتواند منجر به انجام اقدامات مؤثر برای حفاظت از جنگلها شود.
تشکر و قدردانی
از معاونت محترم سازمان جنگلها و مراتع کشور و جنگلبانان محترم به خاطر همکاری در اجرای پژوهش حاضر سپاسگزاری میشود. از آقای دکتر قاضیلو به خاطر بازبینی ارائه نظرهای ساختاری تشکر و قدردانی میشود.
)