اثر گونه‌های درختی پهن‌برگ بر فراوانی و تنوع کرم‌های خاکی در اکوسیستم جنگلی جلگه‌ای

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گرایش جنگل شناسی و اکولوژی جنگل دانشگاه تربیت مدرس

2 استادیار دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

کرم­های خاکی مهمترین خرده­ریز خوار در خاک جنگل­های مناطق معتدله محسوب می­شوند. در جنگل­های جلگه­ای، کرم­های خاکی نقش بسیار مهمی بر مشخصات فیزیکی و شیمیایی خاک دارند. با هدف بررسی تأثیر گونه­های درختی پهن­برگ بر وفور و تنوع کرم­های خاکی و برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک، این تحقیق در جنگل جلگه­ای واقع در شهرستان نور انجام شد. در اردیبهشت­ ماه، نمونه­برداری از خاک (ابعاد 50 × 50 سانتی­متر) تحت پوشش شش گونه درختی پهن­برگ (بلوط بلندمازو، ممرز، اوجا، سفیدپلت، توسکا قشلاقی و لرگ) از عمق 0 تا20 سانتی­متری خاک صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که کرم­های خاکی شناسایی شده متعلق به یک خانواده (Lumbricidae)، شش جنس (Dendrobaena، Bimasto، Lumbricus، Eisenia، Aporrectodea و Octolasion) و 3 گروه اکولوژیک (Epigeic، Anecic و Endogeic) بودند. کرم­­های خاکی Dendrodrilus rubidus و Dendrobaena octaedra از گروه اکولوژیک Epigeic دارای بیشترین فراوانی بودند. گونه­های درختی توسکا، بلوط بلندمازو و ممرز به ترتیب دارای بیشترین وفور کرم خاکی Dendrodrilus rubidus و گونه­های لرگ و اوجا دارای بیشترین فراوانی کرم­خاکی Dendrobaena octaedra بودند. میانگین وفور گروه­های اکولوژیک کرم­خاکی و شاخص­های تنوع زیستی آنها در ارتباط با گونه­های درختی اختلاف معنی­داری را نشان نداد. بافت و pH خاک تأثیر معنی­داری بر گونه­های مختلف درختی داشتند، در حالی که درصد رطوبت خاک تأثیر معنی­داری نداشت. نتایج این پژوهش حاکی از آن بود که کرم­های خاکی می­توانند به عنوان یک شاخص زیستی در ارزیابی اکوسیستم­های جنگلی مورد استفاده قرار گیرند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Effect of Broad-leaved Tree Species on Abundance and Diversity of Earthworms in the Flat Forest Ecosystem

نویسندگان [English]

  • M. Bayranvand 1
  • Y. Kooch 2
چکیده [English]

Earthworms are the most important soil detritivores in temperate forests. In the flat forests, earthworms have very important role on soil physical and chemical properties. This research was considered for studying the effect of broad-leaved tree species on abundance and diversity of earthworms in a flat forest located in Noor city, Mazandaran province, northern Iran. Soil samplings (50×50cm area) were carried out under closed canopy of broad-leaved tree species (oak, hornbeam, elm, Persian poplar, alder and walnut tree) at the 0-20cm soil depth. The results showed that the earthworms were belonged to Lumbricidae family, six genus (Dendrobaena, Bimasto, Lumbericus, Eisenia, Aporrectodea and Octotasion) and three ecological groups (Epigeic, Anecic and Endogeic). Dendrodrilus rubidus and Dendrobaena octaedra were the most frequent earthworm and fitted to Epigeic ecological group. Maximum population of Dendrodrilus rubidus was found understory of alder, oak and hornbeam. While the most abundance of Dendrobaena octaedra was found under walnut tree and elm. Tree species had no statistically effect on the mean abundance of earthworm ecological groups and biodiversity indices. Soil texture and pH were affected by tree species while soil water content didn’t show significant changes. Our finding indicated that earthworm can be used as bio-indicator of forest ecosystems assessment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Broad-leaved forest
  • earthworm
  • soil texture
  • Biodiversity
  • Lumbricidae
  1. جعفری­حقیقی، م.1382. روش­های تجزیه خاک (نمونه­برداری و تجزیه­های مهم فیزیکی و شیمیایی)، انتشارات ندای ضحی، 236 صفحه.
  2. صیاد، ا.، حسینی، س. م.، حسینی، س. م.، جلالی، س. غ. و صالحه­شوشتری، م. ح. 1388. تأثیر جنگل­کاری Acacia salicina، Eucalyptus camldulenssis و Dalbergia sissoo بر ماکروفون خاک. فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 17: 567-560 .
  3. غلامی، ش.، حسینی، س. م.، محمدی، ج. و سلمان­ماهینی، ع. 1389. تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی ماکروفون خاک در جنگل­های حاشیه رودخانه کرخه. نشریه آب و خاک، 24: 1172 - 1164.
  4. غلامی، ش.، حسینی، س. م.، محمدی، ج. و سلمان­ماهینی، ع. 1390. تغییرات مکانی بایومس ماکروفون و ویژگی­های خاک در جنگل­های حاشیه رودخانه کرخه. نشریه آب و خاک، 25: 257 - 248.
  5. محمدنژاد کیاسری، ش.، ثاقب طالبی، خ.، رحمانی، ر. و عموزاد، م. 1390. مقایسه تنوع بی­مهرگان خاکزی در عرصه­های جنگل طبیعی و جنگل­کاری­های منطقه ساری. فصلنامه علوم و فنون منابع طبیعی، سال 6: 125-118.
  6. مقیمیان، ن. و کوچ، ی. 1392. تاثیر برخی عوامل فیزیوگرافی و فیزیکو شیمیایی خاک رویشگاه جنگلی ممرز بر زیتوده کرم خاکی. نشریه پژوهش های علوم و فناوری چوب و جنگل، 20: 1-22.
  7. Apuan, D. A., M.  Anthony, J. Torres and C. G. Demayo. 2010. Describing variations and taxonomic status of earthworms collected from selected areas in Misamis Oriental, Philippines using principal component and parsimony analysis. Egyptian Journal of Biological Sciences 2: 27-36. 
  8. Bohlen, P. J., Pelletier, D. M., Groffman, P. M., Fahey, T. J. and Fisk, M. C. 2004. Influence of earthworm invasion on redistribution and retention of soil carbon and nitrogen in northern temperate forests. Ecosystems 7: 13–27.
  9. Button, M., Watts, M. J., Cave, M. R., Harrington, C. F. and Jenkin, G. T. 2009. Earthworms and in vitro physiologically-based extraction tests: complementary tools for a holistic approach towards understanding risk at arsenic-contaminated sites. Environmental Geochemistry and Health 31: 273-282.
  10. Changa, C. H., R. Rougerieb and H. H. Chenc. 2009. Identifying earthworms through DNA barcodes: Pitfalls and promise. Pedobiologia 52: 171-180.
  11. Csuzdi, C. 2012. Earthworm species, a searchable database. Opuscula Zoologica Budapest 43: 97-99.
  12. Edwards, C. A. 2004. Earthworm ecology. CRC Press.
  13. Edwards, C. A. and Bohlen, P. J. 1996. Biology and ecology of earthworms, Springer Press.
  14. Frouz, J., Livečková, M., Albrechtová, J., Chroňáková, A., Cajthaml, T., Pižl, V. and Cepáková, Š. 2013. Is the effect of trees on soil properties mediated by soil fauna? A case study from post-mining sites. Forest Ecology and Management 309: 87-95.
  15. Hobbie, S. E., Reich, P. B., Oleksyn, J., Ogdahl, M., Zytkowiak, R., Hale, C. and Karolewski, P. 2006. Tree species effects on decomposition and forest floor dynamics in a common garden. Ecology 87: 2288–2297.
  16. Huerta, E., Brunet, D., Velazquez, E. and Lavelle, P. 2013. Identifying earthworms organic matter signatures by near infrared spectroscopy in different land-use systems in Tabasco, Mexico. Applied Soil Ecology 69: 49-55.
  17. Iglesias Briones, M. J., Morán, P. and Posada, D. 2009. Are the sexual, somatic and genetic characters enough to solve nomenclatural problems in Lumbricidae taxonomy? Soil Biology and Biochemistry 41: 2257-2271.
  18. Kooch, Y. and Haghverdi, K. 2014. Earthworms, good indicators for forest disturbance? Journal of Bioscience and Biotechnology 3:155 - 162. 
  19. Kooch, Y., Hosseini, S. M., Mohammadi, J. and Hojjati, S. M. 2013. Effects of pit and mound landscape on soil ecosystem engineers at local scales - a case study in Hyrcanian forest. Molecular Soil Biology 4: 7 - 15.
  20. Kung, J. S., Steenhuis, T. S., Kladivko, E. J., Gish, T. J., Bubenzer, G. and Helling, C. S. 2000. Impact of preferential flow on the transport of adsorbing and non-adsorbing tracers. Soil Science and Society American 22: 123 – 134.
  21. Lamande´, M., Hallaire, V., Curmi, P., Peres, G. and Cluzeau, D. 2003. Changes of pore morphology, infiltration and earthworm community in a loamy soil under different agricultural managements. Forest Ecology and Management, 34: 235 – 241.
  22. Loss, S. R., Hueffmeier, R. M., Hale, C. M., Host, G. E., Sjerven, G. and Frelich, L. E. 2013. Earthworm invasions in northern hardwood forests: a rapid assessment method. Natural Areas Journal 33: 21-30.
  23. Pérez-Losada, M., Bloch, R., Breinholt, J. W., Pfenninger, M. and Domínguez, J. 2012. Taxonomic assessment of Lumbricidae (Oligochaeta) earthworm genera using DNA barcodes. European Journal of Soil Biology 48: 41-47.
  24. Pérez-Losada, M., R. Bloch, J. W. Breinholtc, M. Pfenninger and J. Domínguez. 2012. Taxonomic assessment of Lumbricidae (Oligochaeta) earthworm genera using DNA barcodes. European Journal of Soil Biology 48: 41-47.
  25. Ponder, J., Li, F., Jordan, D. and Berry, E. C. 2000. Assessing the impact of Diplocardia ornata on physical and chemical properties of compacted forest soil in microcosms. Biology and fertility of soils 32:166-172.
  26. Reich, P. B., Oleksyn, J., Modrzynski, J., Mrozinski, P., Hobbie, S. E., Eissenstat, D. M. and Tjoelker, M. G. 2005. Linking litter calcium, earthworms and soil properties: a common garden test with 14 tree species. Ecology Letters 8: 811-818.
  27. Römbke, J., Jänsch, S. and Didden, W. 2005. The use of earthworms in ecological soil classification and assessment concepts. Ecotoxicology and Environmental Safety 62: 249-265.
  28. Scharenbroch, B. C. and Johnston, D. P. 2011. A microcosm study of the common night crawler earthworm (Lumbricus terrestris) and physical, chemical and biological properties of a designed urban soil. Urban ecosystems 14: 119-134.
  29. Shuster, W. D., Subler, S. and McCoy, E. L. 2001. Deep-burrowing earthworm additions changed the distribution of soil organic carbon in a chisel-tilled soil. Soil Biology and Biochemistry 33:983 –996.
  30. Smith, R. G., McSwiney, C. P., Grandy, A. S., Suwanwaree, P., Snider, R. M. and Robertson, G. P. 2008. Diversity and abundance of earthworms across an agricultural land-use intensity gradient. Soil and Tillage Research, 100: 83-88.
  31. Snyder, B. A., Boots, B. and Hendrix, P. F. 2009. Competition between invasive earthworms (Amynthas corticis, Megascolecidae) and native North American millipedes (Pseudopolydesmus erasus, Polydesmidae): effects on carbon cycling and soil structure. Soil Biology and Biochemistry 41:1442–1449.
  32. Tiunov, A. V., Hale, C. M., Holdsworth, A. R. and Vsevolodova-Perel, T. S. 2006. Invasion patterns of Lumbricidae into the previously earthworm-free areas of northeastern Europe and the western Great Lakes region of North America. Biological Invasions, 8: 1223-1234.
  33. Wilcox, C. S., Dominguez, J., Parmelee, R. W. and McCartney, D. A. 2002. Soil carbon and nitrogen dynamics in Lumbricus terrestris L. middens in four arable, a pasture, and a forest ecosystems. Forest Ecology and Management 212: 358 – 464.
  34. Worm Watch Canada: Key to reproductively mature earthworms. 2008. Retrieved on 22 February 2008 from http://www.naturewatch.ca/english/wormwatch/resources/ key/taxonomic.html.
  35. Zwickl, D. J. and Hillis, D. M. 2002. Increased taxon sampling greatly reduces phylogenetic error. Systematic Biology 51: 588-598.