سامانه مدیریت نشریات علمی دانشگاه شهید بهشتی

محمدی, سیما, احمدزاده, فراهم. (1402). بررسی رابطه میان حلزون های خشکی زی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل های هیرکانی شمال ایران؛ رویکرد حفاظتی در تنوع زیستی. , 5(9), 201-214. doi: 10.48308/sdge.2024.234211.1178
سیما محمدی; فراهم احمدزاده. "بررسی رابطه میان حلزون های خشکی زی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل های هیرکانی شمال ایران؛ رویکرد حفاظتی در تنوع زیستی". , 5, 9, 1402, 201-214. doi: 10.48308/sdge.2024.234211.1178
محمدی, سیما, احمدزاده, فراهم. (1402). 'بررسی رابطه میان حلزون های خشکی زی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل های هیرکانی شمال ایران؛ رویکرد حفاظتی در تنوع زیستی', , 5(9), pp. 201-214. doi: 10.48308/sdge.2024.234211.1178
محمدی, سیما, احمدزاده, فراهم. بررسی رابطه میان حلزون های خشکی زی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل های هیرکانی شمال ایران؛ رویکرد حفاظتی در تنوع زیستی. , 1402; 5(9): 201-214. doi: 10.48308/sdge.2024.234211.1178

بررسی رابطه میان حلزون های خشکی زی و ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک در جنگل های هیرکانی شمال ایران؛ رویکرد حفاظتی در تنوع زیستی

فصلنامه علمی توسعه پایدار محیط جغرافیایی
مقاله 12، دوره 5، شماره 9، بهمن 1402، صفحه 201-214    اصل مقاله (997.16 K)
نوع مقاله: علمی - پژوهشی
شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/sdge.2024.234211.1178
نویسندگان
سیما محمدی؛ فراهم احمدزاده*
گروه تنوع زیستی و مدیریت اکوسیستم ها، پژوهشکده علوم محیطی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران
چکیده
پیشینه و هدف
 عوامل مختلفی تنوع زیستی یک اکوسیستم را تحت تاثیر قرار می­دهند و یکی از مهم­ترین این عوامل ویژگی­های فیزیکوشیمیایی خاک است. در اکوسیستم­های خشکی بویژه جنگل­ها، بستر خاک، زیستگاه گونه­ها­ی متنوعی از بی­مهرگان است. حلزون­های زمینی بعنوان یکی از مهم­ترین گروه­های بی­مهرگان خشکی­زی در اکوسیستم­های جنگلی بشمار می­روند. یکی از عوامل مهم و تاثیرگذار بر توزیع زیستی حلزون­ها، ویژگی­های فیزیکوشیمیایی خاک است. در این مطالعه ارتباط میان حضور حلزون­ها و شش پارامتر خاک شامل اسیدیته (pH‌)، کلسیم کل (Ca)، منیزیم کل (Mg)، کلسیم تبادلی (Ca++)، منیزیم تبادلی++) ‌(Mg و درصد رطوبت اشباع؛ بعنوان عوامل مهم تاثیر گذار در پراکنش حلزون­های خشک­زی مورد بررسی قرار گرفت.
روش شناسی
 محدوده جغرافیایی مورد مطالعه این پژوهش، واقع در جنگل­های هیرکانی ایران است. ایستگاه‌های نمونه‌برداری پس از بررسی­های میدانی انجام شده در سه ناحیه جنگلی مختلف در شهرهای کردکوی، آمل و تنکابن انتخاب شدند. جهت اطمینان از یک ارزیابی جامع، نمونه­برداری در هر جنگل در سه سایت مختلف صورت پذیرفت. برای انجام این مطالعه در مجموع 27 پلات نمونه­برداری با ابعداد 3 متر × 3 متر در نه سایت مشخص شده بکار برده شد. شناسایی حلزون­ها و تخمین تنوع زیستی با استفاده روش بارکدینگ DNA صورت پذیرفت. به منظور توصیف آماری جوامع مورد بررسی، مقادیر مربوط به فراوانی افراد (تعداد کل حلزون­ها) و همچنین تنوع گونه­ای آن‌ها به تفکیک جنگل­ها برای هر سایت مشخص شد. آنالیز­های مربوط به اندازه­گیری فاکتورهای خاک با استفاده از روش­های استاندارد آزمایشگاهی صورت پذیرفت. بمنظور کاهش ابعاد داده­ها و تعیین متغیرهای اصلی از آنالیز تعیین مولفه اصلی (PCA)‌ استفاده شد و جهت تعیین رابطه میان فاکتورهای فیزیکوشیمیایی خاک و حضور حلزون­ها آنالیز همبستگی کانونی (CCA) مورد استفاده قرار گرفت. این آنالیز با مشخص نمودن میزان همبستگی بین پارامترها نشان می‌دهد که چگونه متغیرهای محیطی با توزیع گونه‌ها در مکان‌های مختلف مرتبط هستند. این آنالیزها با استفاده از نرم­افزارR V.4.0.3  و بکارگیری بسته factoextra در این نرم­افزار صورت پذیرفت.
یافته‌ها و بحث
در مجموع تعداد 679 عدد حلزون در ایستگاه­های نمونه­برداری جمع­آوری شد. نتایج درخت تبارشناختی و تعیین حدود گونه­ای نشان داد که 37 سکانس بدست آمده متعلق به 10 OTU می­باشند. نتایج آنالیز ANOVA‌ تفاوت در فراوانی کل حلزون­ها میان جنگل­ها را معنی­دار ارزیابی نموده است. فاکتورهای اصلی برای آنالیز CCA توسط PCA انتخاب شدند. CCA با استفاده از کلسیم کل، منیزیم کل و درصد رطوبت اشباع انجام شد و نتایج نشان داد آن‌ها رابطه مثبتی را با اکثر OTU ها و همچنین فراوانی حلزون­ها داشتند. این فاکتورها نقش مهمی را در توزیع حلزون­های خشکی­زی ایفا می­کنند. نیاز آن‌ها به کلسیم و منیزیم جهت بازسازی پوسته نیازی اساسی است. همچنین مناطق با خاک مرطوب‌تر زیستگاه‌های مطلوب‌تری را برای حلزون‌ها فراهم می‌کنند.
نتیجه‌گیری
 در این پژوهش با در نظر گرفتن چند فاکتور کلیدی رابطه میان ویژگی­های خاک و جامعه حلزون­ها در بخش­هایی از جنگل­های هیرکانی مورد بررسی قرار گرفت و به ارائه یک ارزیابی کلی در مورد این ارتباط منتج شد. چنین مطالعاتی اطلاعاتی پایه­ای را تولید می کنند که به توسعه یک شاخص زیستی بومی ­سازی شده بر پایه حلزون­های خشکی­زی ناحیه هیرکانی کمک می کند. استفاده از یک شاخص بومی در توسعه استراتژی‌های مدیریتی برای حفظ فون حلزون‌ها کاربردی است.
کلیدواژه‌ها
آنالیز همبستگی کانونی (CCA)؛ تنوع زیستی؛ درصد رطوبت اشباع؛ کلسیم؛ منیزیم
عنوان مقاله [English]
Relationship Between Land Snails and Soil Physicochemical Properties in the Hyrcanian Forests in Northern Iran; A Conservational Approach in Biodiversity
نویسندگان [English]
Sima Mohammadi؛ Faraham Ahmadzadeh
Department of Biodiversity and Ecosystem Management, Research Institute of Environmental Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
چکیده [English]
Background and purpose
Biodiversity within ecosystems is intricately linked to a various factor, with soil physicochemical characteristics standing out as pivotal contributors. The soil, particularly in forests, functions as a dynamic habitat supporting a diverse array of organisms, including land snails, which play a significant role in forest ecosystems. This study focuses on unraveling the intricate correlation between the presence of land snails and six key soil parameters: pH, total calcium (Ca), total magnesium (Mg), exchangeable calcium (Ca++), exchangeable magnesium (Mg++), and soil Saturation Moisture percent. These factors are investigated as crucial elements influencing the distribution patterns of land snails.
Methodology
The research was conducted in the Hyrcanian forests of Iran, specifically targeting three distinct forest regions situated in Kordkoy, Amol, and Tonekabon. These areas were designated as sampling sites during field surveys. To ensure a comprehensive and representative approach, sampling was conducted at three distinct locations within each forest, resulting in a total of 27 sample plots, each measuring 3 m × 3 m for detailed ecological assessment. The identification of snails and the evaluation of biodiversity were enhanced by employing DNA barcoding techniques. Snail abundance and species diversity were measured at each forest site, offering valuable insights into the ecological dynamics of these ecosystems. This quantification process provided a comprehensive understanding of the population density of snails and the variety of species present in each forest location. The analysis of soil factors involved laboratory methods, and Principal Component Analysis (PCA) was utilized to simplify the multidimensional data. It identified important variables for subsequent Canonical Correspondence Analysis (CCA), a sophisticated statistical technique. This comprehensive approach played a pivotal role in unraveling intricate relationships between soil physicochemical factors and the presence of snails. The analysis not only clarified the correlations between environmental variables and species distribution within the forests but also offered profound insights into the nuanced interplay shaping the ecological dynamics of these ecosystems.
Findings and discussion
A total of 679 snails were collected from the sampling stations, and phylogenetic tree analysis along with species delimitation revealed 37 sequences belonging to 10 Operational Taxonomic Units (OTUs). ANOVA results indicated significant variations in snail abundance among the forests. Following PCA, key factors for CCA were identified, and CCA, utilizing total calcium, total magnesium, and soil saturation moisture percentage as factors, demonstrated a positive correlation with most OTUs and snail abundance. These factors are vital in shaping the distribution and biodiversity of land snails. Land snails need Ca and Mg to restore the shell. Also, areas with moist soil are more favorable habitats for Snails provide.
Conclusion
In conclusion, this research establishes a foundational understanding of the intricate relationship between soil properties and snail communities in sections of the Hyrcanian forests. The insights gained from such studies contribute fundamental information essential for developing a native biodiversity index based on land snails. This index, in turn, holds promise for informing the formulation of effective management strategies aimed at conserving the diverse fauna of land snails within these ecologically vital forest ecosystems.
کلیدواژه‌ها [English]
Canonical correlation analysis (CCA), Biodiversity, Saturation Moisture Content, Calcium, Magnesium
مراجع

تاجیک، س.، ایوبی، ش.، درویشی، م. و خادمی، ح.، 1396 . ارتباط بین فراوانی حلزونهای خاکزی با ویژگیهای خاک و توپوگرافی
در خاکهای جنگلی، پانزدهمین کنگره علوم خاک ایران، دانشگاه صنعتی اصفهان، 729937https://

Astrin, J.J. and Stuben, P.E., 2008. Phylogeny in cryptic weevils: molecules, morphology and new genera of western Palaearctic Cryptorhynchinae (Coleoptera: Curculionidae), Invertebrate systematics: 22(5), 503-522, DOI: 10.1071/IS07057 Cejka, T. and Hamerlik, L., 2009. Land snails as indicators of soil humidity in Danubian woodland (SW Slovakia). Polish Journal of Ecology: 57(4),741-747, Online ISSN: 2450-1395.
Corsmann, M., 1990. Die Schneckengemeinschaft (Gastropoda) eines Laubwaldes: Populations dynamik, Verteilungsmusterm und Nahrungsbiologie. Berichte des Forschungszentrums Waldokosysteme Press, Reihe A, 208 p. Dempsey, Z.W., Goater, C.P. and Burg, T.M., 2020. Living on the edge: comparative phylogeography and phylogenetics of Oreohelix land snails at their range edge in Western Canada. BMC evolutionary biology: 20(1), 1-13, https://doi.org/10.1186/s12862-019-1566-1.
Dourson, D. and Dourson, J., 2006. Land snails of the Great Smoky Mountains (Eastern Region). Appalachian Highlands Science Learning Center, Purchase Knob, Great Smokey Mountains National Park. Goatslug Publications, 344 p. Dufresnes, C., Litvinchuk, S.N., Leuenberger, J., Ghali, K., Zinenko, O., Stock, M. and Perrin, N., 2016. Evolutionary melting pots: a biodiversity hotspot shaped by ring diversifications around the Black Sea in the Eastern tree frog (Hyla orientalis), Molecular Ecology: 25(17), 4285-4300, https://doi.org/10.1111/mec.13706. Eliazian, M., Tamiji, Y., Akbarzadeh, M. and Hagh-Nazari, J., 1979. Snails from the northern parts of Iran (Caspian Area), Archives of Razi Institute: 31(1), 29-36. Folmer, O., Black, M., Hoeh, W., Lutz, R. and Vrijenkoek, R., 1994. Molecular Marine Biology and Biotechnology. DNA primers for amplification of mitochondrial cytochrome c oxidase subunit I from diverse metazoan invertebrates: 3, 294-299.
Gomot, A., Gomot, L., Boukraa, S. and Bruckert, S., 1989. Influence of soil on the growth of the land snail Helix aspersa. An experimental study of the absorption route for the stimulating factors, Journal of Molluscan Studies: 55(1), 1-7, https://doi.org/10.1093/mollus/55.1.1. Harms, K.E., Condit, R., Hubbell, S.P. and Foster, R.B., 2001. Habitat associations of trees and shrubs in a 50‐ha neotropical forest plot. Journal of Ecology: 89(6), 947-959, https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2001.00615.x. Horsak, M., 2006. Mollusk community patterns and species response curves along a mineral richness gradient: a case study in fens, Journal of Biogeography: 33(1), 98-107, https://doi.org/10.1111/j.1365-2699.2005.01359.x. Hotopp, K.P., 2002. Land snails and soil calcium in central Appalachian Mountain forest, Southeastern Naturalist: 1(1), 27-44. https://doi.org/10.1656/1528-7092(2002)001[0027:LSASCI]2.0.CO;2.
Jafari, M., Chahouki, M.Z., Tavili, A., Azarnivand, H. and Amiri, G.Z., 2004. Effective environmental factors in the distribution of vegetation types in Poshtkouh rangelands of Yazd Province (Iran), Journal of Arid Environments: 56(4), 627-641, https://doi.org/10.1016/S0140-1963(03)00077-6.
Jafarian Jeloudar, Z., Jafari, M., Arzani, H., Kavian, A., Zahedi, G. and Azarivand, H., 2010. Vegetation community in relation to the soil characteristics of Rineh rangeland, Iran, Caspian journal of environmental sciences: 8(2), 141-150. Katoh, K., Misawa, K., Kuma, K.I. and Miyata, T., 2002. MAFFT: a novel method for rapid multiple sequence alignment based on fast Fourier transform. Nucleic acids research: 30(14), 3059-3066. Kessler, M., 2000. Elevational gradients in species richness and endemism of selected plant groups in the central Bolivian Andes, Plant ecology: 149(2), 181-193., https://doi.org/10.1023/A:1026500710274. Mand, R., Tilgar, V. and Leivits, A., 2000. Calcium, snails, and birds: a case study, Web Ecology, 1(1), 63-69. https://doi.org/10.5194/we-1-63-2000.
Martin, K. and Sommer, M., 2004. Relationships between land snail assemblage patterns and soil properties in temperate‐humid forest ecosystems, Journal of Biogeography: 31(4), 531-545, https://doi.org/10.1046/j.1365-2699.2003.01005.x. Millar, A.J. and Waite, S., 2002. The relationship between snails, soil factors and calcitic earthworm granules in a coppice woodland in Sussex, Journal of Conchology: 37(5), 483-504.
Nekola, J.C. and Smith, T.M., 2000. Terrestrial gastropod richness patterns in Wisconsin carbonate cliff communities, MALACOLOGIA-PHILADELPHIA: 41(1), 253-270.
Nunes, G.K.M. and Santos, S.D., 2012. Environmental factors affecting the distribution of land snails in the Atlantic Rain Forest of Ilha Grande, Angra dos Reis, RJ, Brazil. Brazilian Journal of Biology: 72,

Ondina, P., Mato, S., Hermida, J. and Outeiro, A., 1998. Importance of soil exchangeable cations and aluminium content on land snail distribution. Applied Soil Ecology: 9(1-3), 229-232, https://doi.org/10.1016/S0929-1393(98)00080-8.
Potts, M.D., Ashton, P.S., Kaufman, L.S. and Plotkin, J.B., 2002. Habitat patterns in tropical rain forests: a comparison of 105 plots in northwest Borneo, Ecology: 83(10), 2782-2797. https://doi.org/10.1890/0012-9658(2002)083[2782:HPITRF]2.0.CO;2.
Ramsay, S.L. and Houston, D.C., 1999. Do acid rain and calcium supply limit eggshell formation for blue tits (Parus caeruleus) in the UK, Journal of Zoology: 247(1), 121-125, https://doi.org/10.1111/j.1469-7998.1999.tb00199.x.
Rull, V., Vegas-Vilarrubia, T., Huber, O. and Senaris, C., 2019. Biodiversity of Pantepui: The Pristine" Lost World" of the Neotropical Guiana Highlands, Academic Press.
Sagheb Talebi, K., Sajedi, T. and Pourhashemi, M., 2014. Forests of Iran: A Treasure from the Past, a Hope for the Future, Springer Netherlands Press, https://doi.org/10.1007/978-94-007-7371-4 Sambrook, J., Fritsch, E.F. and Maniatis, T., 1989. Molecular cloning: a laboratory manual (No. Ed. 2). Cold Spring Harbor Laboratory press: 2100 p. Tamura, K., Stecher, G. and Kumar, S., 2021. MEGA11: molecular evolutionary genetics analysis version 11, Molecular biology and evolution: 38(7), 3022-3027.
Tarkhnishvili, D., Gavashelishvili, A. and Mumladze, L., 2012. Palaeoclimatic models help to understand current distribution of Caucasian forest species. Biological Journal of the Linnean Society: 105(1), 231-248, https://doi.org/10.1111/j.1095-8312.2011.01788.x.
Tavili, A. and Jafari, M., 2009. Interrelations between plants and environmental variables, Int. J. Environ. Res: 3(2), 239-246, 10.22059/IJER.2009.51.
Toledo, M., Pena Claros, M., Bongers, F., Alarcon, A., Balcazar, J., Chuvina, J. and Poorter, L., 2012. Distribution patterns of tropical woody species in response to climatic and edaphic gradients, Journal of Ecology: 100(1), 253-263., https://doi.org/10.1111/j.1365-2745.2011.01890.x

آمار
تعداد مشاهده مقاله: 627
تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 368