تحقیق مقاله مکانیزم های اساسی تهاجم گیاهان غیر بومی

با اینکه آثار ناشی از ورود گیاهان بیگانه بر ساختار جوامع و فرآیند های اکولوژی به خوبی شناخته شده اند، روشهاو مکانیزم هایی که متضمن این اثرات هستند به خوبی درک نشده اند، جستجو و تحقیقات کاملتری برای درک اینکه چرا گیاهان بیگانه فقط اکولوژی های معینی را تحت تاثیر قرار می دهند وچرا تنها برخی از گونه های مهاجم اثرات بزرگی بر جای می گذارد ضروریست. در این نوشتار ما به بررسی بیش از 150 کار مطالعاتی پرداخته ایم که مکانیزمهای اساسی ناشی از تهاجم گیاهان بیگانه را بر ساخت جوامع گیاهی و جانوری، چرخه ی عناصر غذایی، هیدرولوژی و رژیم های آتش سوزی مورد بررسی قرار داده اند.

ما دریافتیم در حالی که مطالعات متعددی به بررسی آثار گونه های مهاجم بر تنوع و ترکیب گیاهان اختصاص دارد کمتر از 5% مطالعات به این مسئله پرداخته اند که آیا این آثار ناشی از رقابت، دگر آزاری، توالی و تغییر شرایط اکولوژی و یا بر اثر عوامل دیگری رخ داده اند. با این حال غالبا فرض می شود که رقابت، عامل اصلی است و تقریبا همه ی مطالعات رقابت بین گیاهان بومی و بیگانه را عاملی قوی و مهم در تاثیر گونه های مهاجم می دانند. در مقابل مطالعاتی که بر تاثیر بر ساختار جمعیتی گیاهان سطوح غذایی بالاتر می پردازد. تحقیقات در مورد آثار واقع بر چرخه نیتروژن، هیدرولوژی و رژیم آتش سوزی که عموما بسیار پیچیده هستند، توسط ویژگی های خاص گونه های مهاجم تحت تاثیر قرار می گیرند. جهت مطالعات، آتی برقراری ارتباط میان تاثیرات بر ساختار جوامع و فرآیند های سوم شناختی و کنترل تهاجم پذیری و کنترل آثار تهاجم، پیشنهاد می شود.

کلید واژه ها: تهاجم زیستی، ساختار جمعیتی، فرآیند های سوم شناختی، گیاهان غیر بومی

مقدمه:

طی دو دهه گذشته پتانسیل گونه های غیر بومی در تغییر ساختار و کار کرد اکولوژی به طور وسیعی مورد شناسایی و مطالعه قرار گرفته است. vitovsek و همکاران 1997 تهاجم زیستی پس از تغییر کاربری اراضی، دومین عامل در معرض خطر قرار گرفتن گونه ها در ایالات متحده امریکاست wilcove و همکاران 1998; miller 1986) و بسیاری از مطالعات موردی انجام شده، جزئیات آثار گونه های معرفی شده بر جمعیت، جامعه و اکولوژی را گزارش نموده اند. (Parker 1999 و Daehler & strorg 1993 و simberff 1995)  در پی آن فرآیند های موثر بر اکولوژی طبیعی مورد توجه قرار گرفت. بسیاری از این کارها در مورد ویژگیهای مهاجمان موفق به مثابه عوامل تعیین کننده ی تنوع جوامع بوده است Rejmanek & Richar dosn) 1996 و Rejmaveh 1996) نتیجه ی مهمی که از این کار، با تکرار و تایید کافی، به دست می آید است که جوامع اندکی ممکن است از تهاجم در امان باشند بنابراین از نظر منطقی گام بعدی، آزمون صحت فاکتورهایی است که آثار و زیان های گونه های غیر بومی را کنترل می کننند. از آنجا که این آثار ناشی از گونه های مهاجم است که جوامع بومی را تهدید میکنند، جهت گیری به سمت درک بهتر کنترل این آثار زیانبار از دیدگاه حفاظت (گونه ها) با اهمیت خواهد بود.

در این مقاله به بررسی مکانیزمهای اساسی آثار گیاهان غیر بومی بر اکولوژیهای خاکی بررسی می گردد. ما از واژه  سازوکار برای رساندن مفهوم فرآیند هایی (مانند رقابت، آلوپاتی و تولید مواد قابل اشتعال که موجب بروز آثار زیانبار تهاجم مانند کاهش تنوع و افزایش فراوانی و تنوع آتش سوزی) می شوند، استفاده می کنیم. به هر روی، هدف ما بررسی کلی و مرور جامع آثار زیانبار نبوده بلکه ترجیحا بررسی فرآیند های موجود آثار گزارش شده گیاهان غیر بومی مهاجم مد نظر قرار گرفته است درک این فرآیند ها برای پاسخ دادن به سوال های اساسی در مطالعه ی تهاجم زیستی ضروری است چرا بخش کوچکی از گیاهان غیر بومی استقرار یافته آثار معنی داری به جای می گذارند؟ (millauson & Iitter 1996 و srmber loff 1981) و چرا گونه های مهاجم در برخی سیستمها آثار زیادی بر جای می گذارند وکدام جوامع می توانند آثار زیانبار حاصله را تحمل کنند. به طور مشابه از دیدگاه احیاء (زیست بوم)، نیازمند دانستن این مسئله هستیم که گونه های بومی برای استقرار مجدد در سیستم هایی که تخریب شده اند بر کدام فرآیند ها باید غلبه کنند. در نهایت داشتن درکی از مکانیزم های متضمن آثار زیانبار گونه های غیر بومی مهاجم برای پیش بینی اینکه آیا تغییرات جهانی آب و هوا، این آثار راتشریح می کنند ضروری است (Ducks….).

همانگونه که نشان داده خواهد شد. مطالعات فراوانی به بررسی ساختار جوامع بومی با حضور و بدون حضور گونه های مهاجم پرداخته اند. به هر روی بخش اندکی از این مطالعات به فرآیند ها و راههای وقوع این آثار اختصار یافته اند. به عنوان مثال مطالعات بسیاری، کاهش تنوع گونه های بومی را گزارش کرده اند اما مطالعات کمی به این مسئله پرداخته اند که این کاهش بر اثر رقابت بر سر منابع، آلوپاتی  بوده است و با تغییر فرآیند های زیست بوم، مانند چرخه ی نیتروژن این کم توجهی به مکانیزمها ممکن است منجر به کمبود جدی و بحرانی در مراجع مربوط به تنها حجم گردد.

در این نوشتار ما به بررسی بیش از 150 کار مطالعاتی پرداخته ایم تا شواهدی دال بر مکانیزمهای اساسی آثار زیانبار گونه های غیر بومی گیاهی بر ساختار جوامع گیاهی و جانوری، چرخه عناصر غذایی، بهره وری سیستم، هیدرولوژی و رژیم آتش سوزی بیابیم. منابع مورد مطالعه در وب سایت انتشارات انجمن سلطنتی در دسترس هستند مقالات از طریق جستجوی الکترونیکی توسط کلید واژه های مرتبط با آثار مورد نظر و از طریق مطالعه مقالاتی که این منابع را نقل کرده بودند انتخاب شد. مرور منابع به منظور پاسخ به سوالات ذیل انجام گرفت.

1-  کدام مکانیزم بیشترین تاثیر رابر تغییرات ساختار جوامع و فرآیند های زیست بوم دارد؟

2-آیا امکان پیش بینی تاثیر یک گونه ی خاص و یا تاثیر پذیری یک اکولوژی خاص وجود دارد

3- کدام فرآیند متضمن آثار زیانبار مهمتری است و توجه بیشتری می طلبد؟

2- مکانیزم تاثیر بر ساختار جوامع

a ) ساختار جوامع گیاهی

بیش از 30 مقاله به مطالعه ی آثار تهاجم گیاهی بر ترکیب و تنوع گیاهان بومی پرداخته (پیوست الکترونیک a) اغلب این مطالعات (بیش از 90%) مقایسه، بر مبنای مشاهده، ترکیب و تنوع جمعیت گیاهان بومی بین مناطق تحت تهاجم و مناطق محفوظ هستند به عنوان مثال  martin 1999 دریافت که تعداد جوانه ها و پاجوشها در مناطق مورد تهاجم افراد افرای نروژ کمتر از جنگلهای محفوظ مجاور بود.

در حالیکه pyseek , pyseck 1995 کاهش تنوع گونه ها را در نواحی مورد تهاجم Heracleum  mantegazzianum درمقایسه با نواحی محفوظ، درجمهوری چک، گزارش کردند. این مسئله شناسایی مکانیزم های مورد نظر را به واقع مشکل می نماید چرا که ثبت ساده ساختار جمعیتی در نواحی مورد تهاجم و نواحی محفوظ به مقدار اندکی مکانیزم های مرتبط با تغییرات ساختار را آشکار می نماید.

با این وجود، برخی مطالعات به آ‍مون مکانیزم های مرتبط با آثار زیانبار بر جوامع پرداخته اند، در یکی از مطالعات اولیه بر روی آثار گونه های مهاجم، 1997 vitosec & uller  نشان دادند که گیاه ICEPLA'nt، یک مهاجم یک ساله از آفریقای جنوبی، به مقدار قابل توجهی بر ترکیب و تراکم علفزارهای ساحل کالیفرنیا تاثیر گذاشته است طی ترکیبی از اندازه گیری منابع طبیعی و جلوگیری از ورود چرندگان، ایشان نشان دادند که رقابت برای منابع و تفاوت علاقه ی علفخواران به تغذیه از این گونه ها عامل این تغییرات نیست. اندازه گیری فشار اسمزی  در ice plant  و گیاهان بومی تحت سطوح مختلف شوری، روشن ساخت که آثار زیانبار مورد نظر احتمالا ناشی از تجمع کمتر نمک درگیاه بوده است. به علاوه این نظریه با مشاهده ی سخت باقی ماندن نواحی که حتی در آنها Ice plant حذف شده بود تایید شد. با آشکار شدن این سازگار 1991 Flghareeb توانست فرآیند مشابهی رادرمطالعات خود در مصر مورد تایید قرار دهد در مطالعه ی مکانیزم دیگری، 1999 punbar & saeeli، نشان دادند که orbeavaiegata گل مردار آفریقایی، کاهش تنوع گیاهان یکساله و کار کرد بوته های غالب chenopod در بوته زارهای استرالیا شده است. اندازه گیریهای فیزیولوژیک بوته ها در پلات هایی که در آنها به طور آزمایشی oRbea حذف شده بود و مقایسه با پلات های شاهد نشان داد که orbea و از طریق کاهش فراهمی آب بر بوته زارها تاثیر گذاشته است.