
إدارة الحفاظ على البيئة والترفيه
جدول المحتوياتيقدم هذا القسم مقدمة للإجراءات التي يستخدمها مركز بحوث الموارد الطبيعية - DNH في جمع البيانات الميدانية وتطوير تصنيفات المجتمعات البيئية.
جمع البيانات
ويلتزم علماء البيئة في مركز بحوث الغطاء النباتي - مديرية الموارد الطبيعية في دبي باتباع نهج كمي في أخذ عينات الغطاء النباتي وتحليلها وتصنيفها باستخدام بروتوكولات قياسية لأخذ العينات الميدانية والطرق الرقمية لتحليل البيانات. ويتسق هذا التركيز مع كل من التاريخ الطويل من التحقيقات في الغطاء النباتي في أمريكا الشمالية وأوروبا والمعايير الوطنية الأمريكية لتصنيف الغطاء النباتي(Jennings et al. 2009؛ Peet et al. 2012). تحدد البيانات الكمية بوضوح الاختلافات في الوفرة والكتلة الحيوية بين الأنواع النباتية المتعايشة. توفر البيانات التي تم جمعها من وحدات عينة ذات حجم قياسي معروف أساسًا متسقًا لمقارنة حوامل النباتات المتباينة وتسهيل مشاركة البيانات بين المستخدمين إلى حد لا يمكن تحقيقه مع مجرد قوائم الأنواع أو البيانات التي تم جمعها من منطقة غير محددة الحجم. وتعتمد الأنماط في تكوين وهيكل المجتمعات البيئية على مقياس الرصد، ويقلل بروتوكول أخذ العينات الذي يحدد مقياسًا معينًا من احتمال حجب الأنماط عبر مقاييس متعددة وتحيز العينات في تحديد ما إذا كان قد تم تسجيل أنواع معينة. وبالمثل، توفر الطرق العددية للتحليل وسائل موضوعية لتوليد وتقييم تصنيف الغطاء النباتي وتمكين اكتشاف الأنماط التي قد تظل غير واضحة لولا ذلك. لا ينبغي النظر إلى جمع البيانات الكمية وتحليلها لدعم التصنيف البيئي على أنها حلاً سحرياً أو غاية في حد ذاتها. بل إنها مهمة كأدوات لتعزيز الحفاظ على التنوع البيولوجي، ولكنها توفر سياقًا موضوعيًا وعلميًا مهمًا للقيام بذلك.
Data collection follows standard protocols developed and refined by DCR-DNH over the past 25 years. The fundamental components of these protocols are consistent with sampling techniques employed by other state Natural Heritage programs a wide range of other users (e.g., Peet et al. 1998). For inventory purposes and most contract projects, data are collected from plots 400 m2 in forests and woodlands and 100 m2 in shrubland and herbaceous vegetation. On natural area preserves and other managed areas that require permanently marked plots for long-term monitoring, modular plots up to 1000 m2 that contain nested subplots are sampled more intensively to provide information about vegetation structure, composition, and species richness at multiple spatial scales. In all cases, within each plot all vascular plants present are recorded and the total individual cover of each taxon (defined as the vertical projection of all above-ground biomass) is estimated and assigned to one of nine cover classes representing a range of percentage values. Vegetation structure is assessed by estimating the cover of each woody species at six vertical (height) strata, and stem diameters are measured for all woody stems => 2.5 cm at breast height (1.4 m). A standard set of environmental data is collected, including elevation, aspect, degree of slope, coverage of different types of surface substrate, soil characteristics, and qualitative measures of soil moisture and hydrology. A soil sample is routinely collected from each plot in order to document soil chemistry. All sampling locations are recorded using a global positioning system (GPS). The sampling protocol can include photographic documentation and cursory examination of tree increment cores to deduce stand age and history. Click here for a copy of the DCR-DNH standard plot data collection field form and Instructions (requires the free Adobe reader).
تحليل البيانات وتصنيفها
يتم استخدام الطرق العددية لتوليد التصنيفات، وقد تم التركيز على حصر الوحدات عبر نطاق توزيعها الكامل في فرجينيا وعلى المستوى الإقليمي. والتزاماً بالمبدأ القائل بأن التعرف على أنواع النباتات يجب أن يستند إلى التركيب الزهري الكلي، يستخدم علماء البيئة في مركز البحوث الحرجية والصناعية - مديرية التنوع البيولوجي في دنفرو-ديوكساو **تحليل المجموعات** لتوليد التصنيفات. التحليل العنقودي هو طريقة للتصنيف العددي تقوم بتقييم التشابه بين العينات الكمية، ومن خلال عملية إحصائية تفاعلية تدمج في مجموعات العينات الأكثر تشابهًا. استُخدمت أنواع مختلفة من التحليل العنقودي في بيئة الغطاء النباتي: يستخدم علماء البيئة DCR-DNH التحليل العنقودي التكتلي الهرمي التجميعي الذي يبدأ بكل عينة في مجموعتها الخاصة ويدمجها تدريجياً في مجموعات أكبر. تُعرض النتائج على شكل مخطط شجري، وهو رسم بياني يشبه الشجرة يصور دقة المجموعات المندمجة تدريجيًا. وكمثال على ذلك، يُظهر هذا المخطط الشجيري تجميع مجموعة بيانات 72-plot وتحديد أربع مجموعات رئيسية يحتمل أن تمثل أنواع الغطاء النباتي.
بعد ذلك، يتم إجراء عملية الترتيب لتقييم التصنيف وتحديد تلك التدرجات البيئية وظروف الموقع الأكثر ارتباطًا بالتنوع في تكوين الأنواع. الترتيب هو تقنية متعددة المتغيرات تقوم بترتيب عينات النباتات فيما يتعلق ببعضها البعض بناءً على التشابه التركيبي والوفرة النسبية للأنواع. تلخص إجراءات الترتيب البيانات متعددة الأبعاد في نظام إحداثيات مختزل، وتستخرج تلك المحاور التي تفسر معظم التباين في البيانات. ويستخدم علماء البيئة في مركز بحوث التنمية المتكاملة - DNH القياس غير المتري متعدد الأبعاد (NMDS)، والذي يعتمد على تحليل التدرج غير المباشر الذي يزيد، إلى أقصى حد ممكن، من الارتباط المرتب (أي غير البارامترية) بين التباين بين العينات والمسافة بين العينات في فضاء الترتيب. تُصوَّر نتائج تحليلات الترتيب من خلال الرسوم البيانية، حيث تمثل كل نقطة قطعة أرض، وتشير المسافة بين النقاط تقريبًا إلى درجة التشابه التركيبي. قد يتم رسم الارتباطات ذات الدلالة الإحصائية بين المتغيرات البيئية المقيسة وإحداثيات العينة على كل محور في صورة متجهات وتخطيطها على الرسم البياني. يشير اتجاه المتجه إلى اتجاه الارتباط الأقصى من خلال فضاء الترتيب، بينما تتحدد أطوال خطوط المتجهات حسب قوة الارتباط. يوضح هذا الرسم البياني ترتيباً ثنائي الأبعاد لنفس مجموعة البيانات المستخدمة لتوضيح التحليل العنقودي. تشير الرموز إلى المجموعات الأربع التي تم تحديدها في المخطط الشجري، كما تم رسم تدرجات بيئية هامة.
يتم تنفيذ كل من التحليل العنقودي والترتيب العنقودي في PC-ORD (الإصدار 6 ؛ ماكون وميفورد 1999-2011). وبمجرد تحديد أنواع النباتات المحتملة، يتم حساب العديد من الإحصاءات الموجزة لتقييم مدى اتساق وتميّز النوع والمساعدة في اختيار الأصناف الاسمية. تحدد القيم الخاصة بالأنواع الخاصة بالثبات (نسبة قطع الأراضي المخصصة لنوع نباتي ما والتي يتواجد فيها نوع ما)، والإخلاص (درجة اقتصار نوع ما على نوع معين)، ومتوسط الغطاء النباتي الذي يحدد أكثر الأنواع المميزة والمهيمنة لكل نوع.
التسميات المجتمعية
تتشابه تسمية أنواع المجتمعات المحلية مع المعايير المعتمدة في التصنيف الوطني الأمريكي للمحافظة على الحياة البرية الذي يستخدم الأسماء العلمية لما يصل إلى خمسة أنواع مميزة. على الرغم من أنها لا يمكن أن تكون بمثابة بدائل كاملة للأوصاف التفصيلية، إلا أن أسماء أنواع المجتمعات المحلية مبنية لتسهيل التمييز بين الأنواع والتعرف عليها بسهولة في الميدان. تستخدم أسماء ولايات فيرجينيا ما يصل إلى ستة أنواع مميزة. كقاعدة عامة، يتم إدراج الأنواع بترتيب تنازلي من حيث الأهمية والموقع الهيكلي (أي يتم إدراج الأنواع العلوية أولاً، تليها الأنواع السفلية، ثم الأعشاب والشجيرات المنخفضة). تتمتع الأنواع المستخدمة كمرشحات بثبات عالٍ (بشكل عام > 60% ، ولكن في بعض الأحيان > 50% إذا كان التشخيص خاصًا). يتم الفصل بين الأنواع الاسمية في نفس الطبقة بشرطة (-) بينما يتم الفصل بين الطبقات المختلفة بشرطة مائلة (/). الأنواع المدرجة بين قوسين أقل ثباتًا، ولكنها مهمة محليًا، في نوع ما. عندما يتم إدراج نوعين بين قوسين، فهذا يعني أن أحدهما أو كليهما قد يكون مهماً في موقف معين. يتم تضمين علم الفيزياء النموذجي (أي الغابات، والأراضي الحرجية، والأراضي الشجرية، إلخ)، وبالنسبة لمجتمعات الأراضي الرطبة المدية يتم تضمين النظام الهيدرولوجي في نهاية اسم نوع المجتمع الرسمي. لا يعد معادل الاسم الشائع ترجمة صارمة للأسماء اللاتينية للأنواع الاسمية، ولكنه يشير عادةً إلى اسم المجموعة البيئية ويحتوي على معدّل تركيبي أو جغرافي. كأمثلة,
زيزانيا أكواتيكا - بونتيديريا كورداتا - بيلتاندرا فيرجينيكا - بيرسيكاريا بونكتاتا نباتات عشبية المد والجزر
مستنقعات المياه العذبة ذات المد والجزر (أرز بري - نوع أعشاب مختلطة)Acer rubrum - Fraxinus americana - Fraxinus nigra - (Betula alleghaniensis) / Veratrum viride - Carex bromoides - Forest
مستنقع النضح الأساسي في وسط الآبالاش