جامعه شناسی گیاهی و آنالیزCCAو DCA

در میان بوم شناسان مدرن، جامعه شناسی گیاهی بیشترین روش شناسایی فراگیر و سازگار برای طبقه بندی پوشش گیاهی را بیان کرده است.در بسیاری موارد رلووه ها توافق نامه استاندارد شده برای نمونه گیری گونه های گیاهی هستند. فراوانی داده های گونه های گیاهی انفرادی، رلوووه ها و انواع پوشش گیاهی سازمان یافته در بانک داده جامعه شناسی گیاهی وسیع یک منبع عظیمی از اطلاعات تنوع زیستی در یک مقیاس خوب هستند که اگر به بدنه سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS ) بپیوندد، راه های جدیدی برای کشف الگوهای بوم شناسی بزرگ مقیاس باز می شود و اطلاعات مکانی صریحی که برای مدیریت محیط زیست ضروری هستند تامین می شود(دنگلر2008).

داده های جامعه شناسی گیاهی:

دنگلر در سال 2008 بیان می کند که در جامعه شناسی گیاهی ، داده ها از یک پلات منفرد به نام رلووه که شامل داده های گونه هاست جمع آوری می شود، این داده ها می تواند داده های متریک ،ترتیبی یا داده های مطلق از موقعیت جغرافیایی، شرایط محیطی و ساختار پوشش گیاهی کلی باشد که بعضی از آنها ضروری هستند و بقیه آنها به هدف و منابع پروژه بستگی دارد. داده های گونه ها به صورت یک لیست از مشخصات آنها طبقه بندی می شود.در یک لیست کامل رلووه تمامی گونه های گیاهی واقع شده در پلات ، گونه های رشد یافته برروی خاک شاملBryophyte ها،گلسنگ ها و خزه هاست. ثبت اضافه گونه هایی که رشد کرده اند بر زیر لایه خاک مثل گیاهان زنده (اپی فیت ها) ،گیاهان صخره زی ویا چوب مرده(گیاهان چوب زی) مطلوب است، اما در جامعه شناسی گیاهی معمول نیست.

همه مشاهدات گونه ای به اشکوب عمودی اختصاص داده شده است( به طور مثال لایه درخت، درختچه، علفی و سرخس ها). گونه های چوبی موجود در لایه های مختلف ، به طور مجزا برای هر لایه ثبت می شوند. برای هر مشاهده گونه ای در هر لایه، مقادیر ارزشمند مهم تخمین زده می شود و معمولابر اساس پوشش و یا فراوانی بیان شده است.مخلوط مقیاس پوشش- فراوانی مشکلاتی را در آنالیز داده ها ایجاد می کند، بنابراین مقیاس پوشش خالص ترجیح داده می شود موقعیکه تخمین های کمی دقیق مورد نیاز است، برای مثال، در مطالعه تغییرات پوششش گیاهی در پلات های ثابت.

بعضی اوقات، ویژگی های اضافی گونه ها به عنوان مثال گروه سنی ، اجتماعی بودن، سرزندگی(قدرت حیات)، باروری، مراحل فنولوژی ثبت می شوند اما اینها برای آنالیزهای استاندارد کم اهمیت هستند.

انتخاب پلات و اندازه پلات :

محل پلات بر روی زمین در سایت های پوشش گیاهی که به طور نسبی در ساختار ترکیب گونه ای و محیط زیست همگن هستند ، واقع شده است. بنابر این گوناگونی( تغییرات) داخل پلات ها حداقل است و بین پلات ها ماکزیمم است. راهکار سنتی نمونه گیری در جامعه شناسی گیاهی ، نمونه گیری امتیازی، که محقق سایت ها را انتخاب می کند چندین معایب دارد:

1- قابل تکرار نبودن به وسیله دیگر محققان

2- گرایش داشتن به اهمال بعضی انواع پوشش گیاهی و دیگر نمونه ها

3- تولید یک نمونه غیر معرف از تنوع پوشش در منطقه مورد مطالعه.

علی رغم این معایب ، راهکار های نمونه گیری احتمالی مثل نمونه گیری تصادفی و سیستماتیک هرگز مقبولیت نا محدودی در جامعه شناسی گیاهی دریافت نکرده است. GIS و تکنولوژی سیستم موقعیت یابی جهانیGPS نمونه گیری تصادفی- طبقه بندی ایجاد کرده است که به طور چشمگیری در جامعه شناسی گیاهی معروف شده است. براساس هم پوشانی نقشه های دیجیتالی در GIS ، مطالعه منطقه می تواند به لکه هایی با ترکیب مشخص انواع پوشش ها و ارزشهای محیطی که تصور شده با توزیع گیاهان همبستگی دارند، طبقه بندی شود. در خلال هریک از این لایه ها ، پلات ها به طور تصادفی واقع می شوند و سپس در زمین با دستگاه GPS پیدا می شوند. یک راهکار نمونه گیری استفاده از ترانسکت گرادیان جهت دار است که محل های پلات در میان برش های عرضی چشم انداز مستقر می شود که به طور موازی در یک شیب محیطی مهم اجرا می شود.پلات های جامعه شناسی گیاهی معمولا به صورت مربع یا مستطیل هستند که به طور کلی در پوشش گیاهی که ارتفاع بلند دارند، بزرگ هستند.( به طور مثال 200 متر مربع برای یک جنگل که 20 متر ارتفاع دارد) . علی رغم این قانون وپیشنهادات دیگر در کتاب ها، اندازه واقعی پلات های استفاده شده ممکن است بیش از یک مرتبه از قدر مطلق در داخل انواع پوشش گیاهی مشابه باشد.

برای تامین داده های سازگار با هم، اندازه استاندارد پلات ها فرض شده برای تشکیلات ساختاری خاصی، به عنوان مثال200 متر مربع برای پوشش جنگلی،50 متر مربع برای پوشش درختان یا بوته های کوتاه، 16 متر مربع برای علفزارها و دیگر پوشش های علفی و 4 متر مربع برای پوشش گیاهان علفی آبزی و گیاهان با رشد کم(دنگلر2008).

طبقه بندی پوشش گیاهی:

طبقه بندی پوشش گیاهی با سه هدف اصلی انجام شده است:

1- تعیین حدود و نامگذاری بخشهای پوشش گیاهی و پیوستگی بین آنها برای فراهم کردن ارتباطات بین آنها

2- پیشگویی یک جمعیت کثیری از ویژگی های اکوسیستم( مثل ترکیب گونه ای، شرایط محل و پروسه های اکولوژیکی)

3- ساختن الگوهای جند گونه ای( گونه هایی که با هم ظاهر می شوند) قابل عرضه بوسیله توصیف شفاهی، جداول ، نمودارها و نقشه ها.

به دست آوردن این اهداف به روشهای طبقه بندی احتیاج دارد:

1- به هم پیوستگی واحدهایی با ملاحضه به ویژگی های اکوسیستم اصلی

2- توانایی تشخیص ساده و واضح واحدها

3- تمامیت(کمال) سیستم( یعنی میدان دید همه انواع پوشش منطقه)

4- نیرومندی( یعنی تغییرات جزئی داده ها نباید بطور قابل ملاحضه ای طبقه بندی را تغییر دهد)

5- تحمل و بردباری در برابر متنوع بودن کیفیت داده ها

6- عملی بودن(کاربردپذیری) مافوق ناحیه ای

7- عملی بودن برای یک طیف هدف های متفاوت

8- ساختار های مرتبه ای اجازه دهند برای درجه های متفاوت عمومیت دادن

9- تساوی واحد های با سطح مرتبه ای یکسان

10- موثر بودن تعداد واحد ها با ملاحضه به استفاده عملی.

طبقه بندی می تواند به طور ایده آل به همه این معیارها در یک زمان بپردازد و اهمیت روابط آنها به اهداف، رقابت طبقه بندی با موضوع مشابه و داده مشابه بستگی دارد.بنابراین ، داده های محلی با سنجش(مقیاس گذاری) از محلی به منطقه ای و زمینه فوق منطقه ای تغییر خواهد کرد.به هر حال ، همچنین یک نیاز عملی برای داشتن طبقه بندی فوق ناحیه ای برای قادر ساختن ارتباطات میان علم ها، مدیرها و اولیای امور بین ناحیه ها وجود دارد(دنگلر2008).

آنالیز CCA :

آناليز تطبيقي متعارفي كه CCA (canonical correspondence analysis) خوانده مي شود توسط اكولوژيست هلندي به نام تربراك توسعه يافته است. كاربرد اين فن به كمك برنامه كامپيوتري CANOCO به آساني امكان پذير است. بررسي تغييرات تدريجي ناشي از كنترل هاي محيطي و پارامترهاي آن بر پوشش، موضوع آنالیزCCA است که اساس روش آن تعيين موقعيت واحدهاي نمونه برداري شده و يا تركيب گونه اي آنها بر روي چند محور مختصات و نسبت به يك ديگر است که مي توان حداكثر اطلاعات را در باره شباهتهاي اكولوژيكي بين آنها و همچنين عواملي كه باعث چنين الگويي ميگردند شناسايي و تعيين نمود.در این روش پلاتها يا توده هاي گياهي(يا واحدهاي نمونه برداري) بر مبناي تشابه صفات (يا تركيب گونه اي) و عوامل كنترل كننده محيطي در ارتباط با يكديگر، در دو يا سه بعدي محورهاي مختصات مرتب ميشوند به طوري كه شباهتهاي بوم شناختي آنها پديدار مي گردد. این روشها اساساً روشهاي توصيفي هستند و پژوهشگر را قادر ميسازد تا در باره ساختار جامعه گياهي و به دنبال آن در باره روابط احتمالی بين تغييرات محيط و پوشش گياهي اظهار نظر نمايد. آناليز گراديان و روش CCA در زمينه هاي پژوهشي بسیاری در مبحث اكولوژي گياهي كمك مي كنند.مثلا برای خلاصه سازي داده هاي جامعه گياهي و پديدار سازي ماهيت واقعي تغييرات موجود در پوشش منطقه مورد مطالعه و بررسي و مقايسه توزيع تك تك گونه ها در جوامع مختلف و نیز تامين خلاصه اي از تغييرات موجود در مجموعه نمونه ها (يا توده هاي گياهي) به منظور بر قراري ارتباط با عوامل كنترل كننده محيطي و تعريف گراديان محيطي.به طور کلی این روشها بخشي از آناليز گراديان است كه معمولاً به دو صورت آناليز گراديان مستقيم و غير مستقيم بكار مي روند.روش CCA روش متفاوتي از فنون غير كلاسيك غير مستقيم است، زيرا در آن از همبستگي و رگرسيون داده هاي فلورستيكي و عوامل محيطي در داخل آناليز رگرسيون استفاده شده است. بنا براين داده هاي وارده در CCA نه فقط داده هاي مربوط به ماتريس گونه در قاب(پلات) بلكه همراه آن داده هاي ماتريس عوامل محيطي در قاب نيز بكار رفته است. بنابراین می توان گفت CCA در صورتي به طور مؤثر اجرا مي شود كه همراه با نمونه ها يا قاب هاي (پلاتها) داده هاي گونه ها، مجموعه خوبي از داده هاي محيطي نيز جمع آوري شده باشد.

خروجي روش CCA را به راحتي مي توان بر روي دياگرام ها به صورت دو پلاتي (گونه و پلات يا گونه و عوامل محيطي) و يا سه پلاتي (گونه، پلات و عوامل محيطي) مشاهده كرد و روابط موجود را مورد تفسير قرار داد. بر روي اين دياگرام ها گونه، پلات(يا مكان مرتعي) و عوامل محيطي به ترتيب با نقاط، دواير تو خالي و فلش نمايش داده مي شوند. جهت فلش حداكثر تغيير عوامل محيطي را در سرتاسر دياگرام به دست مي دهد. آن دسته از عوامل محيطي كه داراي فلشهاي بزرگ هستند، در مقايسه با فلشهاي كوتاه همبستگي بيشتري دارند و تاثير بيشتري بر روي تغييرات جامعه مي گذارند.هر نقطه هم كه مربوط به گونه است مي تواند با هر يك از فلشها كه معرف يك عامل محيطي است مرتبط و تفسير گردد. اين ارتباط از طريق رسم خط عمودي از نقطه به فلش حاصل مي شود.ترتيب قرار گيري نقاط بر روي فلش از نوك پيكان به طرف مبدا مختصات، مكان گونه ها را در ارتباط با عامل محيطي نشان مي دهد. گونه هايي با تصاوير عمودي نزديك و يا در وراي نوك پيكان به طور قوي همبستگي مثبتي با عامل محيطي دارند و آنهائي كه در جهت عكس و در انتهاي مخالف پيكان باشند، كمتر تحت تاثير قرار گرفته اند. معمولاً از برنامه کامپيوتري، نرم افزار CANOCO براي آناليز (Ordination) استفاده می شود. CANOCO نرم افزار خاصی است كه توسط تربراك در گروه رياضيات كشاورزي دانشگاه واگنينگن هلند طراحي شد. با استفاده از يك نرم افزار جانبي به نام CEDITE دو ماتريس اطلاعاتي تهيه مي شود. ماتريس اول شامل n سطر (تعداد محلهاي مطالعاتي) و m ستون (تعداد عوامل محيطي) بوده و ماتريس دوم نيز شامل n سطر (تعداد محلهاي مطالعاتي) و m ستون (تعداد گونه هاي مورد مطالعه) مي باشد كه در آنها تعداد n يا محلهاي مطالعاتي با يكديگر بايد برابر می باشد .

از هم بستگي هاي دروني CCAs به منظور سنجيدن اهميت عوامل محيطي مختلف استفاده شد . تغييرات در CCA دو نمونه اي بوسيله پيکاني در مسير حد اکثر تغييرات با طولي متناسب با سرعت تغييرات مي باشد.هر پيکان يک محور را مشخص مي کند که نقاط مربوط به هر گونه مي تواند برروي آن تصوير شود.وقتي که نقاط پلات به طور عمودي برروي پيکان تصوير شدند در اين حالت تقريباً رتبه بندي ميانگين هاي وزني را نسبت به فاکتور هايي که شامل مي شوند نشان مي دهند.

آنالیز DCA:

Deternded correspondence analysis (DCA) يک تکنيک آناليز متحرک غير مستقيم است که سايت ها را در مقابل محور ها بر اساس ترکيب و فراواني گونه هاي آنها رسم مي کند. سايت هايي که داراي ساختار پوشش مشابه هم باشند (از نظر ترکيب و فراواني) در دياگرام در کنار هم قرار مي گيرند .

آنالیزهای کمی روابط اکولوژیکی بین پوشش و عوامل محیطی یک وسیله ضروری در تحقیقات اکولوژی پوشش گیاهی مدرن شده است(منگبن وهمکاران2006)و برای بیش از یک قرن، اکولوژیست ها برای تعیین فاکتورهایی که توزیع گونه های گیاهی و تغییرات در ترکیب پوشش گیاهی را کنترل کند، در تلاش بوده اند. تغییرات آب و هوایی مختلف برای شرح توزیع گیاهان در اوایل قرن 19 شناسایی شدو همچنین اقلیم در ترکیب با دیگر فاکتورهای محیطی برای توضیح الگوهای پراکنش پوشش گیاهی در سرتاسر جهان استفاده شده بود

نظرات شما عزیزان:

نام :

آدرس ایمیل:

وب سایت/بلاگ :

متن پیام:

نظر خصوصی

 کد را وارد نمایید:

 

 

 

عکس شما

آپلود عکس دلخواه: