عامل‌های محرک و زمینه‌های کلیدی گسترش و چیرگی گیاهان چوبی در بوم‌نظام‌های مرتعی

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 استادیارگروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

2 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی مرتع، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

3 استادیار مهندسی طبیعت دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد. شهرکرد.ایران

10.22047/srjasnr.2023.181001

چکیده

پدیده گسترش و چیرگی (غالبیت) گیاهان چوبی به عنوان نمونه جهانی از گذر و تغییر ترکیب پوشش گیاهی به رسمیت شناخته شده است که در علفزارها و بوم‌نظام‌های مرتعی سراسر جهان روی می‌‌دهد. با توجه به دامنه وقوع این پدیده و تأثیر آن بر خدمت‌های بوم‌نظامی و معیشت میلیون‌ها نفر از مردم محلی، ضروری است عامل‌ها و زمینه‌های ظهور این پدیده مورد بررسی قرارگیرند. این مقاله با مروری بر بررسی‌های مرتبط، به بررسی و شناخت عامل‌ها و زمینه‌های موثر این پدیده در بوم‌نظام‌های طبیعی می‌پردازد. جمع‌بندی پژوهش‌ها نشان داد عامل‌های بلندمدت (اقلیم، خاک و مدیریت انسانی) و کوتاه‌مدت (نوسان اقلیمی و فعالیت‌های انسانی) بر چیرگی گیاهان چوبی، پویایی پوشش گیاهان چوبی و ترکیب گونه‌ای هر منطقه تأثیر می­گذارند. افزون براین، در سطح محلی، تغییر در میزان و نوع بارش، گیاه‌خواری، انواع آتش‌سوزی و ویژگی‌های خاک بر احتمال فراوانی پوشش گیاهان چوبی و دامنه گسترش آن‌ها تاثیرگذار است. این مقاله پیشنهاد می‌کند پژوهش‌های آینده ترکیبی از ویژگی‌های گیاهان چوبی برای عبور از همه مانع‌ها و مرحله‌های گسترش آن‌ها را مورد بررسی قرار دهند. این موضوع، به چیرگی گیاهان چوبی در گذشته و پیش‌بینی آن در آینده کمک می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Driving Factors and Key Contexts for Emergence of Woody Plant Encroachment in Rangeland Ecosystem

نویسندگان [English]

  • Elham Ghehsareh Ardestani 1
  • shahram mansoori 2
  • Hojatollah Khedrigharibvand 3
1 Assistant Professor, Natural Engineering Department, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University
2 Ph.D. student of Rangeland Science and Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University
3 Assistant Professor, Natural Engineering Department, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University
چکیده [English]

The phenomenon of woody plant encroachment (WPE) has been recognized as a global example of the transition and change in vegetation composition, which occurs in grasslands and rangeland ecosystems around the world. Considering the scope of this phenomenon and its impacts on the ecological services and the livelihood of millions of local people, it is necessary to investigate the factors and contexts of the phenomenon emergence. By reviewing related studies of the phenomenon in natural ecosystems, this paper examines and recognizes the factors and effective areas and contexts of its emergence. In general, the summary of the research showed that long-term factors such as climate, soil and human management and short-term factors including climate fluctuations and human activities affect WPE, the dynamics of woody plants and the species composition of each region. In addition, at the local level, changes in the amount and type of precipitation, herbivory, types of fires, and soil characteristics affect the probability of the abundance of woody plants and the WPE phenomenon. This research suggests that future research should examine and identify a combination of traits of woody plants needed to cross all obstacles and stages of WPE, this will help to explain the WPE phenomenon in the past and its prediction in the future.
Materials and methods: This study, by reviewing the findings related to this phenomenon in natural ecosystems, investigates and recognizes the effective factors and contexts of emergence, has dealt with this phenomenon.
Results and discussions: The causes and factors of the WPE are still something like a puzzle, and several stimuli may interact and intensify the occurrence of this phenomenon. Therefore, understanding the phenomenon of WPE requires considering multiple interactions between stimulating and limiting factors and their changes over time in a specific location. There is uncertainty in quantifying the importance of these stimuli and understanding their interaction with each other. In general, the WPE is affected by long-term (such as climate and carbon dioxide concentration) and short-term (such as fire and herbivory) driving factors that affect the dynamics of woody plant cover and the

کلیدواژه‌ها [English]

  • Characteristics of woody plants
  • Grasslands
  • Long-term and short-term factors
  • Rangeland ecosystems
  • Woody plant encroachment

مراجع

خون‌سیاوشان، سیران؛ شاکری، زاهد؛ محمدی سمانی، کیومرث؛ معروفی، حسین. (1400). تأثیر نوع دام و شدت چرا بر ترکیب و تنوع پوشش گیاهی در جنگل‌های آرمرده شهرستان بانه. فصلنامه علمی پژوهش و توسعه جنگل، 7 (2)، 234-213
رضائی، روح‌اله؛ احمدی، عباس؛ عبدی، نوراله؛ ترنج‌زر، حمید. (1401). تاثیر آتش سوزی بر ترکیب، تراکم و تنوع پوشش گیاهیر و بانک بذر خاک (مطالعه موردی: مراتع کنگاور) مرتع، 16(4)، 744-729.
Acharya, B., Kharel, G., Zou, C., Wilcox, B., &  Halihan, T. (2018). Woody plant encroachment impacts on groundwater recharge: A review. Water, 10, 1466. https ://doi.org/10.3390/w1010 1466
Archer SR, Anderson EM, Predick KI, Schwinning S, Steidl RJ, Woods SR (2017). Woody plant encroachment: causes and consequences. In Rangeland Systems: Processes, Management, Challenges. Edited by Briske DD. Springer;25-84.
Bailey, R.G. (2014). Ecoregions: The ecosystem geography of the oceans and continents. New York: Springer.
Barger NN, S. Archer, J. Campbell, C. Huang, J. Morton, &  A.K. Knapp. (2011). Woody plant proliferation in North American drylands: A synthesis of impacts on ecosystem carbon balance. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 116:G00K07. doi: 10.1029/2010JG001506.
Batista, W.B., A.G. Rolhauser, F. Biganzoli, S.E. Burkart, L. Goveto, A. Maranta, A.G. Pignataro, N.S. Morandeira, &  M. Rabadلn. (2014). Savanna plant community types at El Palmar National Park (Argentina). Darwiniana, Nueva Serie 2: 5–38.
Bettenfeld P., Fontaine F., Trouvelot S., Fernandez O. & Courty P.E. (2019). Woody Plant Declines. What’s Wrong with the Microbiome?. Trends in Plant Science. TRPLSC 1916 No. of Pages 14
Bond, W.J., & G.F. Midgley. (2000). A proposed CO2-controlled mechanism of woody plant invasion in grasslands and savannas. Global Change Biology 6: 865–869.
Canadell, J., R.B. Jackson, J.R. Ehleringer, H.A. Mooney, O.E. Sala, &  E.D. Schulze. (1996). Maximum rooting depth of vegetation types at the global scale. Oecologia 108: 583–595.
D’Odorico, P., G.S. Okin, &  B.T. Bestelmeyer. (2012). A synthetic review of feedbacks and drivers of shrub encroachment in arid grasslands. Ecohydrology 5: 520–530.
Devine. A. P, Robbie A. McDonald T. Q. Ilya M. D. Maclean. (2017). Determinants of woody encroachment and cover in African savannas. Oecologia 183:939–951
Eldridge, D.J. &  Soliveres, S. (2015). Are shrubs really a sign of declining ecosystem function? Disentangling the myths and truths of woody encroachment in Australia. Australian Journal of Botany 62: 594–608.
Eldridge, D.J., M.A. Bowker, F.T. Maestre, E. Roger, J.F. Reynolds, &  W.G. Whitford. (2011). Impacts of shrub encroachment on ecosystem structure and functioning: Towards a global synthesis. Ecology Letters 14: 709–722.
Knoop, W.T., &  B.H. Walker. (1985). Interactions of woody and herbaceous vegetation in southern African savanna. Journal of Ecology 73: 235–253.
Luvuno, L., R. Biggs, N. Stevens, &  K. Esler. (2018). Woody encroachment as a social-ecological regime shift. Sustainability 10(7):2221. https://doi.org/10.3390/su10072221
Maestre Fernando T, David J. Eldridge & Santiago Soliveres. (2016). A multifaceted view on the impacts of shrub encroachment. Applied Vegetation Science 19: 369–370
Peters, D.P.C., B.T. Bestelmeyer, J.E. Herrick, E.L. Fredrickson, H.C. Monger, &  K.M. Havstad. (2006). Disentangling complex landscapes: New insights into arid and semiarid system dynamics. Bioscience 56: 491–501.
Priyadarshini, K., H.H. Prins, S. de Bie, I.M. Heitkِnig, S. Woodborne, G. Gort, K. Kirkman, F. Ludwig, T.E. Dawson, &  H. de Kroon. (2015). Seasonality of hydraulic redistribution by trees to grasses and changes in their water-source use that change tree–grass interactions. Ecohydrology. doi:10.1002/eco.1624.
Rango, A., Huenneke, L., Buonopane, M., Herrick, J.E. & Havstad, K.M. (2005). Using historic data to assess effectiveness of shrub removal in southern NewMexico. Journal of Arid Environments 62: 75–91.
Sankaran, M., N.P. Hanan, R.J. Scholes, J. Ratnam, D.J. Augustine, B.S. Cade, J. Gignoux, S.I. Higgins, X. Le Roux, F. Ludwig, &  J. Ardo. (2005). Determinants of woody cover in African savannas. Nature 438: 846–849.
Schenk, H.J., &  R.B. Jackson. (2002). Rooting depths, lateral root spreads and below-ground/ above-ground allometries of plants in water-limited ecosystems. Journal of Ecology 90: 480–494.
Soliveres, S., Maestre, F.T., Eldridge, D.J., Delgado-Baquerizo, M., Quero, J.L., Bowker, M.A. & Gallardo, A. (2014). Plant diversity and ecosystem multifunctionality peak at intermediate levels of woody cover in global drylands. Global Ecology and Biogeography 23: 1408–1416.
Stevens, N., C.E.R. Lehmann, B.P. Murphy, &  G. Durigan. (2017). Savanna woody encroachment is widespread across three continents. Global Change Biology. doi:10.1111/gcb.13409.
Wilcox Bradford P, Andrew Birt, Samuel D Fuhlendorf &  Steven R Archer. (2018). Emerging frameworks for understanding and mitigating woody plant encroachment in grassy biomes. Current Opinion in Environmental Sustainability 2018, 32:46–52
Wilcox, B.P., M.K. Owens, R.W. Knight, &  R.K. Lyons. (2005). Do woody plants affect streamflow on semiarid karst rangelands? Ecological Applications 151: 127–136.
مجله پژوهش های راهبردی در علوم کشاورزی و منابع طبیعی
دوره 8، شماره 2
آبان 1402
صفحه 157-170

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار