کشاورزیویژه

جنگل ها را چقدر می شناسیم ؟

ما انسان ها به عنوان يك گونه زيستي، اين كره خاكي را با چندين ميليون گونه زيستي ديگر شريك هستيم. هر جا شراكتي وجود دارد قوانيني نيز وجود دارد كه طرفين شراكت را موظف به رعايت حقوق يكديگر مي نمايد. اما متأسفانه در اين شراكت جهاني، حقوق شركاي ما به شدت مورد تضييع قرار گرفته است. انسان طي قرن هاي متمادي، حقوق شركاي خود را ضايع كرده است و معضلات عمده جهاني همگي ناشي از همين امر مي باشد. اكنون وقت آن رسيده است كه انسان خردمند واقعاً به خرد خود رجوع كند و از اين بي عدالتي، كه در نهايت به ضرر خودش و به نابودي مأوايش منجر مي شود دست بردارد. براي آشنايي با وظايف خود در زمينه حفظ اين منزل مشترك بايد هر چه بيشتر با آن آشنا شويم. شناخت انواع زيستگاه هاي كره زمين در اين زمينه، ضروري است. مطلب ذيل به بررسي جنگل ها و اهميت آنها پرداخته است.
جنگل ها زيستگاه هاي مهم جهان هستند كه حدود يك سوم سطح خشكي هاي زمين را اشغال مي كنند.

در حدود ۴۲۰ ميليون سال پيش در طي دوران سيلورين، گياهان كهن و بندپايان باستاني شروع به انتشار در كره زمين كردند و طي ميليون ها سال با زيستگاه هاي گوناگون جهان سازگاري يافتند. در اولين جنگل ها، دم اسبيان عظيم الجثه، خزه هاي غول پيكر و سرخس هايي با ارتفاع بيش از ۴۰ پا غلبه يافته بودند. حيات روي كره زمين به تكامل خود ادامه داد و در اواخر پالئوزوئيك، بازدانگان پديد آمدند. تا دوره ترياسيك (۲۰۸-۲۴۵ ميليون سال پيش) بازدانگان قسمت اعظم جنگل هاي زمين را اشغال كردند. در دوره كرتاسه (۶۵-۱۴۴ ميليون سال پيش) اولين نهاندانگان (گياهان گلدار) ظاهر شدند. آنها با حشرات، پرندگان و پستانداران، تكامل توأم يافتند و به سرعت انتشار يافتند، به طوري كه تا پايان دوره كرتاسه بيشتر چشم اندازهاي زمين را پوشاندند. چشم انداز زمين طي عصرهاي يخبندان پلسيئتوسن مجدداً تغيير يافت، سطح كره زمين طي ميليون ها سال عمدتاً توسط جنگل هاي گرمسيري پوشيده شده بود تغيير كرد و جنگل هاي معتدله در نيمكره شمالي گسترش يافتند.

جنگل هاي جهان طي ميليونها سال سازگاري و تداوم، حيات يافته اند.

جنگل ها در آيين ها و رسوم سنتي، تكريم و تقديس مي شدند و در اديان باستاني مورد پرستش قرار مي گرفتند، ولي متأسفانه امروزه عمده ترين قربانيان تمدن بشري و صنعتي شدن، آن هستند و همانطور كه جمعيت انسان طي چند هزار سال گذشته افزايش يافته است جنگل زدايي و آلودگي جنگل ها با روندي سريع پيش رفته است.

انواع جنگل ها
به طور كلي جنگل به بيوم هايي گفته مي شود كه درختان و ساير گياهان چوبي در آنها غالب هستند. جنگل ها بر اساس خصوصيات گوناگوني دسته بندي شده اند. بر حسب عرض جغرافيايي، جنگل ها را به سه نوع يا تيپ عمده دسته بندي مي كنند كه هر يك از اين انواع، خود به گروه هاي كوچكتري تقسيم مي گردند. اين سه نوع جنگل بر اساس طبقه بندي بر حسب عرض جغرافيايي عبارتند از: جنگل هاي حاره اي يا گرمسيري، جنگل هاي معتدله، جنگل هاي شمالي يا تايگا.

جنگل هاي گرمسيري
مشخصه اصلي جنگل هاي گرمسيري يا حاره اي اين است كه بيشترين تنوع گونه هاي زيستي جهان را دارند. اين جنگل ها با تنوع زيستي غني و خارق العاده خود، حداقل دو پنجم كل گونه هاي گياهي و جانوري زمين را در خود جاي داده اند. جنگل هاي گرمسيري، در نزديكي استوا در ناحيه محدود شده به عرض هاي جغرافيايي ۵/۲۳ درجه شمالي و ۵/۲۳ درجه جنوبي واقع شده اند. يكي از ويژگي هاي اين جنگل ها وجود فصل هاي مشخص و محدود در آنهاست. زمستان در اين جنگل ها وجود ندارد و فقط دو فصل (باراني و خشك) در آنها ديده مي شود.
در جنگل هاي گرمسيري، طول روز ۱۲ ساعت است و تغييرات اندكي در طول سال دارد. ميانگين دماي آنها ۲۵-۲۰ درجه سانتيگراد است و در طول سال، تغييرات اندكي را نشان مي دهد. دماي ميانگين گرمترين ماه ها و سردترين ماه هاي سال در اين جنگل ها بيش از ۵ درجه سانتيگراد تفاوت ندارند.

بارندگي در طول سال پراكنده شده است و ميزان بارندگي ساليانه بيش از۲۰۰۰ ميلي متر مي باشد. خاك اين جنگل ها از نظر مواد غذايي نسبتاً فقير و اسيدي است. تجزيه و فساد بقاياي گياهي و اجساد جانوري در خاك ها زياد و سريع است و اين خاك ها در معرض شستشوي سنگين توسط بارندگي ها قرار دارند.
سايه بان يا چتر گياهان در اين جنگل ها چند لايه و پيوسته است و به همين دليل نور كمي مي تواند به اعماق آن و سطح زمين نفوذ پيدا كند.
پوشش گياهي جنگل هاي گرمسيري، بسيار متنوع است: يك كيلومتر مربع از اين جنگل ها مي تواند ۱۰۰ گونه درخت مختلف را در برداشته باشد. درختان غالباً بين ۲۵ تا ۳۵ متر ارتفاع دارند و داراي تنه هاي ستبر و تنومند و ريشه هاي سطحي مي باشند. اكثر اين درختان، هميشه سبز هستند و برگ هاي آنها بزرگ و به رنگ سبز تيره است. گياهاني از جمله اركيده ها يا ثعلب ها، گياهان خانواده آناناس، تاك ها، سرخس ها، خزه ها و نخل ها در جنگل هاي حاره اي ديده مي شوند.

پوشش جانوري اين جنگل ها شامل پرندگان گوناگون و فراوان، خفاش ها، پستانداران كوچك و انواع حشرات است.

جنگل هاي گرمسيري در يك تقسيم بندي ريزتر، بر اساس توزيع فصل بارندگي به جنگل هاي باراني هميشه سبز، جنگل هاي باراني فصلي، جنگل هاي نيمه هميشه سبز و جنگل هاي برگ ريز باراني، خشك تقسيم مي گردند.
بيش از نيمي از جنگل هاي حاره اي تاكنون از بين رفته اند.

جنگل هاي معتدله
جنگل هاي معتدله در شرق آمريكاي شمالي، شمال شرقي آسيا و غرب و مركز اروپا به چشم مي خورند. فصل هاي مشخص با يك زمستان مشخص، خصوصيت اين جنگل ها هستند. آب و هواي اين جنگل ها معتدل است و يك فصل رويش ۲۰۰-۱۴۰ روزه در آنها وجود دارد. دما از ۳۰- درجه تا ۳۰ درجه سانتي گراد متغير است و ميزان بارندگي ساليانه ۱۵۰۰-۷۵۰ ميلي متر مي باشد. خاك اين جنگل ها حاصلخيز است و به وسيله تجزيه بقاياي گياهي و جانوري، غني شده است. چتر يا سايه بان جنگل هاي معتدله تراكم متوسط دارد و به نور خورشيد اجازه نفوذ مي دهد و در نتيجه، در طبقه زيرين اين جنگل ها پوشش گياهي متنوع، غني و بسيار توسعه يافته اي مي رويد و جانوران در طبقات مختلف اين جنگل ها زندگي مي كنند. پوشش گياهي جنگل هاي معتدله با ۴-۳ گونه درختي در هر كيلومتر مربع مشخص مي شود.

•خصوصيت درختان اين جنگل ها برگ هاي پهنشان است كه هر ساله مي ريزد. گونه هايي از بلوط، گردو، شوكران، راش، لاله درختي، صنوبر، نارون، افرا، بيد و انواع گياهان علفي كه در بهار گل مي دهند از جمله گياهان اين جنگل ها هستند. پوشش جانوري اين جنگل ها با خرگوش ها، سنجاب ها، انواع راسوها، پرندگان، گوزن، شيركوهي، گرگ جنگلي، روباه، خرس سياه و انواعي از گربه هاي وحشي مشخص مي شود.

جنگل هاي معتدله در يك طبقه بندي كوچكتر، برحسب توزيع فصل بارندگي شان، به جنگل هاي مرطوب پهن برگ هميشه سبز و مخروطيان، جنگل هاي خشك مخروطيان، جنگل هاي مديترانه اي، جنگل هاي معتدل مخروطيان و جنگل هاي باراني پهن برگ معتدل تقسيم مي گردند.
در حال حاضر، جنگل هاي معتدله فقط در نواحي پراكنده و اندكي در جهان باقي مانده اند.

جنگل هاي شمالي يا تايگا
جنگل هاي شمالي يا تايگا بزرگترين بيوم خشكي هستند. اين جنگل ها در بين عرض هاي جغرافيايي ۵۰ و ۶۰ درجه شمالي در كمربندي پهن در اوراسيا (اروپا و آسيا) و آمريكاي شمالي يافت مي شوند: دو سوم در سيبري و بقيه در اسكانديناوي، آلاسكا و كانادا. فصل ها در جنگل هاي شمالي به تابستان هاي نسبتاً گرم، مرطوب و كوتاه و زمستان هاي خشك، سرد و طولاني تقسيم شده اند. طول فصل رويش در اين جنگل ها ۱۳۰ روز است.

در جنگل هاي شمالي يا تايگا، دماها بسيار پايين هستند. بارندگي عمدتاً به صورت برف است و به ۱۰۰۰-۴۰۰ ميلي متر در سال مي رسد. خاك داراي ضخامت اندك، فقير از مواد غذايي و اسيدي است. سايه بان يا چتر اين جنگل ها به شكلي است كه نور اندكي اجازه نفوذ پيدا مي كند و در نتيجه، طبقه زيرين محدود شده و فقير است.
پوشش گياهي جنگل هاي شمالي عمدتاً شامل مخروط داران هميشه سبز و مقاوم به سرماست كه برگ هاي سوزني شكل دارند. كاج، صنوبر و سدر از جمله اين گونه هاي گياهي هستند.

پوشش جانوري اين جنگل ها شامل جانوراني از جمله داركوب ها، بازها، موش ، خرس، گربه وحشي، روباه، گرگ، گوزن، موش هاي پوزه دار، خفاش ها، راسو، انواعي از خرگوش ها و انواعي از سنجاب ها مي باشد.
قطع درختان به طور گسترده كه همچنان در جنگل هاي شمالي ادامه دارد مي تواند به زودي منجر به نابودي كامل آنها گردد.

پوشش جانوري اين جنگل ها شامل جانوراني از جمله داركوب ها، بازها، موش ، خرس، گربه وحشي، روباه، گرگ، گوزن، موش هاي پوزه دار، خفاش ها، راسو، انواعي از خرگوش ها و انواعي از سنجاب ها مي باشد.
قطع درختان به طور گسترده كه همچنان در جنگل هاي شمالي ادامه دارد مي تواند به زودي منجر به نابودي كامل آنها گردد.

اهميت حياتي جنگل ها
جنگل ها اهميتي حياتي دارند زيرا مأواي متنوع ترين جوامع زيستي جهان و غني ترين تنوع زيستي زمين هستند. در درون جنگل ها تعداد زيادي از داروهاي بالقوه و هزاران هزار گونه ديده نشده و كشف نشده، پنهان هستند. همچنين جنگل ها توانايي تعديل آب و هواي جهان را دارند و شرايط آب و هوايي كل زمين را پايدار نگه مي دارند. اين نقش آنها به حدي مهم است كه تخريب آنها مي تواند موجب تغييراتي در مقياس عظيم و گسترده در آب و هواي كره زمين شود.
با كمال تأسف، قطع درختان بسياري از جنگل هاي معتدله باستاني و داراي قدمت طولاني را كه اهميت حياتي براي ما و براي تمامي گونه هاي زيستي جهان دارند رو به نابودي برده است. تقاضاي فزاينده براي مسكن، كاغذ و انواع محصولات چوبي از حفاظت مطلوب جنگل ها جلوگيري كرده است و تنها عاملي كه مي تواند جلوي نابودي كامل آنها را بگيرد استفاده عاقلانه تر و محتاطانه تر از جنگل ها و تلاش گسترده و جدي براي كاشت مجدد درختان در آنهاست.

بهره برداري بي رويه از چوب هاي درختان جنگل ها، جنگل زدايي و كشاورزي به صورت سوزاندن زمين و به طور ضربتي در اين بيوم ها و چراي بيش از حد دام در آنها ضربات مهلكي بر اين بيوم هاي ارزشمند هستند. تقاضاي روزافزون انسان براي محصولات گوشتي به اين وقايع دامن مي زند. تخريب جنگل ها طي سال ها در حد وسيع و با سرعتي هولناك اتفاق افتاده است و در حال حاضر بسياري از جنگل ها را از دست داده ايم و آينده بقيه آنها در گرو اين است كه انسان، اين گونه خردمند! هر چه سريعتر از خواب غفلت بيدار شود و بقاياي اين گنج گرانبهاي هستي را از نابودي مطلق نجات دهد.

جنگل های بارانی استوایی چگونه هستند؟
•جنگل هاي باراني استوایی، جنگل هاي مرطوب گرم و خيلي متراكمي هستند. آنها پناهگاه ميليون ها گياه و جانور هستند. جنگل هاي باراني بي نهايت از نظر سکونت موجودات زنده و بوم شناسي زمين مهم هستند. گياهان جنگل های باراني بيشتر اكسيژن زمين را توليد مي كنند. اين گياهان همچنين براي مردم از خیلی نظرها مهم هستند. بسياري از آنها در ساخت داروهاي جديد كه با بيماري ها مي جنگند مورد استفاده قرار مي گيرند.

جنگل هاي باراني در كجاها هستند؟
جنگل هاي گرمسيري در نوار گرداگرد استوا قرار دارند، اكثراً در منطقه بين مدار رأس السرطان (5/23 درجه عرض جغرافيايي) و مدار رأس الجدی (5/23 درجه عرض جغرافيايي) قرار دارند. اين 3000 مايل (4800 كيلومتر) نوار پهن استوا ناميده مي شود. جنگل هاي باراني گرمسيري در آمريكاي جنوبي، آفريقاي غربي، استراليا، هند جنوبي و آسياي جنوب شرقي پيدا مي شوند.

حيات در جنگل هاي باراني
جانوران و گياهان مختلفي در بخش هاي مختلف جنگل های باراني زندگي مي كنند. دانشمندان جنگل های باراني را بر اساس بوم شناسی به دو منطقه تقسيم بندي مي كنند.

•EMERGENTS بخش بیرون آینده : درختان غول آسايي كه بسيار بلندتر از متوسط ارتفاع درختان دیگر هستند. اينجا خانه بسياري از پرندگان و حشرات است.
CANOPY بخش سایبان : قسمت هاي بالاتر درختان. اين محيط پربرگ سرشار از زندگي است كه شامل حشرات و پرندگان، خزندگان، پستانداران و غیره مي شود.
•UNDERSTORY طبقه زیر: محيط خنك تاريك زير برگ ها اما بالای زمين.
•FOREST FLOOR كف جنگل : سرشار از زندگي جانوري بخصوص حشرات است. بزرگ ترين جانوران در جنگل باراني معمولاً‌ اينجا زندگي مي كنند.

جانوراني كه در جنگل هاي باراني زندگي مي كنند: شمار بسيار زيادي از جانوران در جنگل هاي باراني زندگي مي كنند كه شامل جانوران ميكروسكوپي، بي مهرگان (مثل حشرات و كرم ها)، ‌ماهي ها، خزندگان،‌ دوزيستان، پرندگان و پستانداران مي شوند.
جنگل هاي باراني مختلف جهان از جمعيت هاي مختلفي از حيوانات حمايت مي كنند.

بعضی از این جانوران عبارتند از: تساح، مار افعی، سگ وحشی، مورچه، میمون، شامپانزه، مارمولک، خفاش، پروانه، مار بوآ، بز کوهی، قورباغه، پلنگ هزارپا و … .

جنگل های برگریز معتدل و ساکنان آنها

جنگل هاي برگريز معتدل، جنگل هايي در مناطق باراني خنك هستند. آنها درختاني دارند كه برگ هايشان را در پاييز از دست مي دهند و اين برگ ها دوباره در بهار رشد مي كنند. جنگل هاي معتدل برگريز در عرض هاي جغرافيايي ميانه، در اطراف جهان يافت مي شوند و چهار فصل مشخص دارند.

بهار، تابستان، پاييز و زمستان. در نيمكره شمالي، اين جنگل ها در آمريكاي شمالي، اروپا و آسيا يافت مي شوند. در نيمكره جنوبي، مناطق كوچك تري از اين جنگل ها در آمريكاي جنوبي، آفربقا و استراليا وجود دارد. فصل سبز شدن و روييدن دراين جنگل ها حدود شش ماه به طول مي انجامد.

دما و بارش: دماي متوسط در جنگل هاي برگريز معتدل تقريباً 75 درجه فارنهايت يا 24 درجه سانتي گراد است. اما بسته به عرض جغرافيايي جنگل، به 86 درجه فارنهايت يا 30 درجه سانتي گراد هم مي رسد. جنگل هاي مرتفع در كوه ها سردتر هستند. بارش در جنگل هاي برگريز در هر سال از دو تا پنج پا (5/1-5/0 متر) هم به صورت باران و هم به صورت برف است. رطوبت هواي اين جنگل ها بالا است و به 60 تا 80 درصد مي رسد.

•رنگ هاي پاييز: در پاييز، تعداد ساعت هاي نور روز كاهش مي يابد. اين موجب مي شود بعضي از گياهان و درختان (كه برگريز ناميده مي شوند) توليد كلروفيلشان (يك رنگدانه سبز كه نور خورشيد را به انرژي شيميايي تبديل مي كند) متوقف شود و در نهايت برگ هايشان را از دست بدهند. در طول اين دوره، رنگ اين برگ ها به رنگ هاي روشني از قرمز تا نارنجي و زرد و قهوه اي تغيير می كند.
•خاك: خاك جنگل هاي برگريز كاملاً بارور است. چون كه اغلب با برگ هايي كه مي افتند،‌ شاخه هاي كوچك، تنه هاي درخت و موجودات مرده بارور مي شود.
•دما و بارش: دماي متوسط در جنگل هاي برگريز معتدل تقريباً 75 درجه فارنهايت يا 24 درجه سانتي گراد است. اما بسته به عرض جغرافيايي جنگل، به 86 درجه فارنهايت يا 30 درجه سانتي گراد هم مي رسد. جنگل هاي مرتفع در كوه ها سردتر هستند. بارش در جنگل هاي برگريز در هر سال از دو تا پنج پا (5/1-5/0 متر) هم به صورت باران و هم به صورت برف است. رطوبت هواي اين جنگل ها بالا است و به 60 تا 80 درصد مي رسد.

لايه هاي جنگل هاي برگريز معتدل

در جنگل برگريز معتدل پنج لایه وجود دارد كه شامل اين ها است:

•-لایه درختان : بلندترين منطقه جنگل با 100-60 پا بلندی است و درختان بلوط بزرگ،‌ افرا، راش،‌ شاه بلوط، درخت گردو،‌ نارون قرمز،‌ لاله درختي،‌ زيرفون يا درختان صمغي شيرين در آن وجود دارد.
•-لایه درختان كوچك يا لايه نهال ها : گونه هاي درخت كوتاه و درختان جوان.
•-لايه بوته ها : بوته ها مثل گل صد توماني،‌ گياه ازاليا،‌ برگ بوي كوهي و زغال اخته آمریکایی huckleberrie است.
•-لايه علف : گياهان كوتاه.
•-لايه زمين : گلسنگ ها و خزه هاي ثابت.

بعضی از جانورانی که در جنگل برگریز معتدل زندگی می کنند عبارتند از:

مورچه، عقاب طاس، سگ آبی، خرس سیاه، خرس قهوه ای، کاردینال (نوعی پرنده)، کولاروپکاری (نوعی پستاندار شبیه به خوک)، آهوی کوهی، نوعی سگ وحشی آسیایی، کرم خاکی، روباه، قورباغه، اردک مالارد، نوعی سمندر، نایتینگل (نوعی پرنده)، مارسوپیال (جانوری کیسه دار)، جوجه تیغی، خرگوش، راکون، روباه قرمز، شاهین دم قرمز، عقرب، راسوی متعفن آمریکایی، سنجاب، بوقلمون، راسو، آهوی دم سفید و … .

افزايش دما سبب رويش درختان در مناطق قطبي شده است

افزايش دماي مناطق قطبي كه در پي ادامه پديده گرم شدن زمين رخ داده‌ است سبب شده انواع درختان كاج براي نخستين بار و با سرعتي بيشتر از پيش‌بيني‌هاي دانشمندان به نواحي قطبي موسوم به “توندرا” هجوم بياورند و حيات گونه‌هاي گياهي و جانوري را كه فقط در منطقه توندرا حضور دارند، به خطر بيندازند.
به گزارش سايت اينترنتي لايوساينس، نواحي توندرا به بخشي از مناطق نزديك به قطب گفته مي‌شود كه دماي بسيار پايين و فصول كوتاه مناسب براي رشد گياهان در طول سال، سبب مي‌شود درختان نتوانند در آن رشد كنند.
سطح زمين در اين ناحيه از لايه‌اي خاك منجمد شده به نام “پرمافراست” پوشيده شده وخزه‌ها، گلسنگها و برخي انواع علفها، تنها گونه‌هاي زيستي هستند كه قادر به رشد طبيعي در اين ناحيه هستند.
جنگلهايي از درختان كاج و درختچه‌ها و بوته‌ها نيز در مناطق واقع شده در جنوب ناحيه توندرا مي‌رويند و مرز بين اين دو منطقه “خط درختان” ناميده مي‌شود.
در فصل تابستان، لايه خاك منجمد نواحي توندرا قدري نرمتر شده و با پيدايش درياچه‌ها و باتلاقهايي در اين ناحيه، شرايط رشد گياهان در منطقه فراهم مي‌شود كه در گذشته به دليل كوتاه بودن اين دوره در فصل تابستان، درختان كاج نمي‌توانستند از اين فرصت كوتاه استفاده كنند.
•هم‌اكنون، گرم شدن كره زمين سبب طولاني‌تر شدن دوره تابستان در توندرا شده و در نتيجه مرز نواحي جنگلي با منطقه توندرا با سرعت در حال حركت به سوي شمال است.
محققان دانشگاه “آلبرتا” در مطالعه‌اي جديد حلقه‌هاي درختان منطقه توندرا و نواحي جنوبي آن را بررسي كرده و تاريخچه ‪ ۳۰۰ساله تراكم درختان و مرز موسوم به “خط درختان” در اين ناحيه را فراهم كردند.
به گفته “رايان دنبي” محقق حاضر در مطالعه، پيش از اين تصور مي‌شد به دليل شرايط سخت محيط زيست در اين ناحيه، گسترش درختان كاج به سوي شمال با سرعت بسيار كمتري رخ مي‌دهد
اما اطلاعات جمع‌آوري شده نشان مي‌دهد با گرم شدن زمين درختان به شكل ناگهاني به سوي نواحي شمالي هجوم آورده‌اند.

دانشمندان عقيده دارند درحالي كه در بسياري از نقاط زمين افزايش تراكم درختان پديده‌اي خوشايند است، اما در ناحيه توندرا هجوم درختان سبب تهديد گونه‌هايي نظير گوزن شمالي است كه فقط در همين منطقه از زمين زندگي مي‌كنند.
گزارشي از اين مطالعه در شماره ماه مارس نشريه “اكولوژي” به چاپ رسيده‌ است.
“دنبي” و همكارانش مطالعه نواحي توندرا را از اين پس در چارچوب مطالعه گسترده‌تري به نام “سال قطبي” ادامه خواهند داد .

كاربرد بیوتكنولوژی در بخش جنگل

جنگل‌ها، سرمایه‌های ملی هر كشور محسوب می‌شوند كه حفاظت و استفادة صحیح از آنها، علاوه بر ثروت‌آفرینی، بقای محیط‌زیست را نیز تضمین می‌نماید. در مطلب زیر، راهكارهای بیوتكنولوژی جهت حفظ و استفادة مناسب از این سرمایه‌های ملی، ذكر گردیده است:

حدود 30 درصد از سطح كرة زمین به‌وسیلة جنگل‌ها پوشیده شده است كه 25 درصد از آن در قارة اروپا و فدراسیون روسیه و بقیه در سایر نقاط جهان قرار دارند (كل مساحت جنگل‌های دنیا تقریبا 9/3 میلیارد هكتار است). جنگل‌ها و مراتع از حیث تأمین مواد غذایی جامعه، مصنوعات چوبی، محصولات كاغذی، تأمین تعداد زیادی از مایحتاج عمومی جامعه، جلوگیری از فرسایش و از بین رفتن خاك و حفظ آب و نزولات آسمانی، نقش مهمی را در اكوسیستم‌های طبیعی ایفا می‌نمایند. بنابراین تلاش برای جلوگیری از نابودی این منابع برای حفظ حیات انسان و همچنین كسب درآمد از این منابع طبیعی، از اهمیت حیاتی برخوردار است.

به‌كارگیری بیوتكنولوژی جهت حفظ و استفادة بهینه از جنگل‌ها

به‌طور كلی، بیوتكنولوژی از طرق زیر می‌تواند در زمینة حفظ و بهره‌برداری بهینه از جنگل‌ها و مراتع مفید واقع شود:

1- كشت سلول و بافت

با استفاده از روش‌های كشت بافت می‌توان گونه‌های درختان جنگلی در معرض انقراض را كه در شرایط طبیعی قادر به تكثیر نیستند، از نابودی نجات داد. برای حفظ این گونه‌ها،‌ بیوتكنولوژی با هدف تكثیر انبوه در شرایط كنترل شدة آزمایشگاه و سپس كشت آنها در عرصه‌های طبیعی، نقش حیاتی در حفظ گونه‌های جنگلی در حال زوال ایفا می‌كند. در حال حاضر در شمال كشور گونه‌هایی مانند نارون، هزار، زبان‌گنجشك و نیز گونه‌هایی از درختان جنگل‌های زاگرس با این مشكل مواجه هستند كه برای جلوگیری از انقراض آنها می‌توان از روش‌های بیوتكنولوژی استفاده كرد.
یكی دیگر از موارد استفاده از تكنیك كشت بافت در بخش جنگل، كوتاه كردن دوره تجدید نسل درختان جنگلی و همچنین كوتاه كردن زمان مورد نیاز برای دستیابی به پایداری فنوتیپی در درختان جنگلی می‌باشد.

2- نشانگرهای مولكولی

2-1- شناسایی سریع و به موقع ژنوتیپ‌ها

در بررسی گونه‌ها و ژنوتیپ‌ها در برنامه‌های اصلاحی درختان جنگلی و غیرجنگلی، شناسایی و تمایز سریع بین مواد تحت بررسی، مدت زمان لازم برای انتخاب و اصلاح این گونه‌ها را به‌طور چشمگیری كاهش داده و موجب تسریع فرآیند اصلاح می‌شود. بررسی ضایعات و خصوصیات درختان جنگلی با نشانگرهای فنوتیپی به ده‌ها سال وقت نیاز است كه این باعث كندی كار می‌شود و زمان دستیابی به نتایج را طولانی می‌كند. كاربرد روش‌های بیوتكنولوژی، به‌ویژه نشانگرهای مولكولی مانند RFLP و AFLP، راه‌حل مناسبی برای تسریع اصلاح گونه‌های جنگلی و كاهش مدت زمان بررسی نتایج حاصل از كارهای اصلاحی است. كاربرد روش‌های مولكولی، امكان شناسایی و ارزیابی در اولین مراحل رشد گیاه را فراهم می‌كند و زمان لازم برای رسیدن به اطلاعات مورد نیاز را به حداقل می‌رساند.

2-2- انتخاب بر اساس نشانگر به‌منظور بهبود كمی و كیفی فرآورده‌های جنگلی

مهمترین عواملی كه انجام برنامه‌های اصلاح درختان جنگلی را به شیوة سنتی محدود می‌سازد عبارتند از:

الف) زمان بر بودن (طولانی بودن نسل‌ها در گیاهان جنگلی)
ب) نبود دانش كافی در مورد روابط بین ساختارهای ژنوتیپی و فنوتیپی درختان در یك زمان واحد
ج) وجود مشكلات زیاد در كنترل فرآیند انتخاب در مورد گیاهانی با گرده‌افشانی باز.
باید توجه داشت كه نمی‌توان بر اساس خصوصیات ظاهری در مراحل اولیه رشد درختان، خصوصیات درختان بالغ را پیش‌بینی كرد و بنابراین ارزیابی كامل به روشی سنتی به زمان زیادی نیاز است.

2-3- كاربرد نشانگرها در استفادة صنعتی از جنگل‌ها

سرعت رشد و فرم درخت در جنگل‌های صنعتی، تعیین‌كننده ارزش و بازده اقتصادی آن است. اصلاح و تولید درختان با سرعت رشد زیاد و فرم متناسب، به‌منظور استفادة بهینه از منابع جنگلی، از اولویت خاصی برخوردار است و موجب افزایش بازده اقتصادی جنگل‌های موجود خواهد بود. افزایش بهره‌وری از جنگل و به خصوص افزایش كیفیت چوب و الوار از موارد مهم در مدیریت جنگل محسوب می‌شود. در این زمینه، برنامه‌های وسیعی در نقاط مختلف دنیا و به‌خصوص در سطح اروپا با استفاده از برنامه‌های اصلاح كلاسیك و انتخاب به كمك نشانگر در جریان است. برخلاف بسیاری از گیاهان زراعی، تاریخچة انتخاب و اصلاح گونه‌های درختان جنگلی نسبتاً كوتاه است (بزرگترین برنامه اصلاحی سیستماتیكی كه تاكنون صورت گرفته بروی گونه‌هایی از اكالیپتوس و كاج بوده است)؛ بنابراین برای تسریع چرخة اصلاح این درختان، ابزارهای بیوتكنولوژی و از جمله نشانگرهای مولكولی، می‌توانند راه‌گشا باشند و فرآیند شناسایی صفات كمی و كیفی مطلوب را شتاب بخشند.

2-4- سایر كاربردهای نشانگرها

از جمله كاربردهای دیگر نشانگرهای مولكولی در بخش جنگل موارد زیر است:
شناسایی كلون‌های برتر، شناسایی آلودگی جنگل‌ها، برآورد تنوع ژنتیكی به منظور استفاده از آن در استراتژی‌های نمونه‌گیری، حفاظت ژنتیكی و حفاظت از كلكسیون‌های جمعیت‌های اصلاحی. ارزش واقعی نشانگرها را می‌توان در به‌كارگیری آنها در تحقیقاتی دید كه جهت فهم مكانیزم‌های پایة ژنتیكی و فیزیولوژیكی صورت می‌گیرند.هم‌اكنون تحقیقات هدفمندی در جهت شتاب‌دهی به توسعة استفاده و بكارگیری نشانگرهای مولكولی جهت غربال‌گری گونه‌های جنگلی در سطح دنیا در حال انجام است.

3- مهندسی ژنتیك

برخی از استراتژی‌های اصلاحی در درختان جنگلی، بر روی افزایش كمی صفاتی است كه از قبل وجود داشته‌اند. در حالی كه در برخی از استراتژی‌ها، هدف، وارد كردن صفاتی جدید به گیاه میزبان است. تكنیك‌های DNA نوتركیب در هر دو مورد می‌تواند مؤثر باشند. مهندسی ژنتیك می‌تواند جهت اصلاح درختان جنگلی در زمینه‌های مختلفی به‌كار ‌رود. برخی از این زمینه‌ها عبارتند از:

3-1- ایجاد گونه‌های جنگلی مقاوم به آفات و بیماری‌ها

یكی از روش‌های حفظ گونه‌های مهم جنگلی، حفاظت آنها از آفات و بیماری‌های شایع است. گفتنی است كه تعدادی از گونه‌های مهم جنگلی كه از اهمیت زیادی برخوردارند، در جنگل‌های صنعتی شمال كشور، در اثر حملة برخی از بیماری‌هایی كه اپیدمی شده‌اند، رو به انقراض و نابودی هستند (از جمله بیماری مرگ درختان نارون). برای جلوگیری از زیان وارده و انقراض این گونه‌ها، اقدامات جدی باید به عمل آید. از طرفی، استفاده از سموم، موجب برهم خوردن تعادل زیست‌محیطی، صرف هزینه زیاد و مقاومت تدریجی آفات به سموم می‌شود و از نظر عملی نیز كاربرد سموم در چنین سطح گسترده‌ای امكان‌پذیر نیست. در این رابطه می‌توان از روش‌های مطمئن و بدون زیان‌های زیست‌محیطی مانند انتقال ژن‌های مقاوم به عوامل قارچی و باكتریایی بیماری‌زا، استفاده كرد. برای جلوگیری از زیان حشرات، می‌توان ژن‌هایی را كه كدكننده یكسری مواد كشنده حشرات هستند به گیاه منتقل كرد و گیاه را در برابر حمله آفات، مقاوم ساخت. در این رابطه، انتقال ژن Bt به درختان جنگلی، معمول‌ترین شیوه‌ای است كه تاكنون استفاده شده است.‌ برای مثال، در سال 1990، حدود 60 درصد از كل برنامه‌های كنترل آفات در آمریكای شمالی، به‌خصوص مبارزه با كرم جوانه (Budworm) و نوعی پروانه (Gypsy moth) با استفاده از باكتری Bt انجام شده است.
البته محدودیتی كه در استفاده از Bt وجود دارد، این است كه طیف عمل باكتری Bt بسیار باریك است، یعنی تنها بر گروهی از آفات تأثیرگذار است. همچنین نور آفتاب می‌تواند اسپور و سم این باكتری را غیرفعال كند. البته بیوتكنولوژی توانسته است با شناسایی و انتخاب باكتری‌های اصلاح شدة مؤثرتر و همچنین تكنولوژی DNA نوتركیب، نقش مهمی را در ایجاد مقاومت درختان جنگلی به آفات بازی نماید. آمارهای مربوط به كشور آمریكا نشان می‌دهد، سالانه یك میلیارد دلار بر اثر حمله حشرات و بیماری‌ها به جنگل‌های این كشور خسارت وارد می‌آید. اگر مطالعه‌ای جامع در مورد خسارت ناشی از آفات و بیماری در كشور صورت گیرد، مشخص می‌شود كه رقم ضرر و زیان در كشور ما نیز بالا است. مثال‌های موفقی كه در زمینة تولید درختان مقاوم به حشره در سطح دنیا وجود دارد عبارتند از: صنوبر، كاج و اكالیپتوس مقاوم به حشره.

3-2- ایجاد گونه‌های جنگلی مقاوم به تنش‌های غیر زنده(سرما، خشكی، شوری و غیره)

از جمله فاكتورهای محدودكنندة كشت گونه‌های جنگلی در برخی مناطق، وجود شرایط نامساعدی چون كمبود آب، شوری خاك و سرما است. روش‌های بیوتكنولوژی برای غلبه بر این محدودیت‌ها نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. در این زمینه، استراتژی‌های مختلفی وجود دارد كه از آن جمله انتقال ژن‌های مقاومت در برابر تنش‌های محیطی به گونه‌های حساس است. برای مثال، انتقال ژن‌های القاپذیر در مقابل تنش كم‌آبی، گرما و سرما به گیاهان، برای تحمل شرایط كمبود آب و نیز تولید پایه‌های مقاوم به شوری كه امكان استقرار گونه‌ها را در زمین‌های شور فراهم آورد. در ارتباط با عرصه‌های جنگلی كشور، كمبود آب و نزولات جوی،‌ به‌ویژه در جنگل‌های زاگرس، از عوامل عمدة كاهش رشد و استقرار گونه‌ها است. با توجه به گسترة وسیع این جنگل‌ها و اهمیت آنها از نظر اكولوژیكی و نیز حفظ خاك و نزولات آسمانی،‌ تحقیقات پیرامون حل مشكلات فراروی این جنگل‌ها، حایز اهمیت ملی است. در این رابطه تولید پایه‌های مقاوم در مقابل تنش‌های خشكی با استفاده از روش‌های مهندسی ژنتیك و بیوتكنولوژی،‌ اهمیت به‌سزایی در حفظ منابع طبیعی كشور دارد.

3-3- افزایش تولید چوب

بر اساس گزارش (FAO 2001-1999)، مصرف الوار صنعتی جهان در سال 2000، بین 6,1 تا 2,2 میلیارد متر مكعب بوده است. مصرف چوب، سالانه حدود 7,1 درصد رشد دارد و پیش‌بینی می‌شود تا سال 2010 مصرف چوب حدود 20 درصد (9,1 میلیارد مترمكعب) بیش از زمان حال خواهد شد. در حال حاضر فرآورده‌های چوبی، یك صنعت 400 میلیارد دلاری را در سطح جهان به خود اختصاص داده است و حدود 3 میلیون نفر را در سراسر گیتی به‌كار گرفته است. بنابراین مشاهده می‌شود كه با ورود مواد جایگزین چوب به بازارهای جهان، نه‌تنها چوب ارزش خود را از دست نداده است، بلكه میزان مصرف آن مرتباً در حال افزایش است. در این زمینه بیوتكنولوژی با تولید پایه‌های دارای رشد بیشتر و سریع‌تر و نیز چوب باكیفیت‌تر، می‌تواند نقش مهمی ایفا نماید. باید گفت كه بهبود كیفی الیاف سلولزی گونه‌های جنگلی،‌ نیازهای صنایع كاغذسازی را نیز تامین كرده و نیاز جامعه را در این زمینه برطرف خواهد كرد كه در قسمت بعدی مورد بحث قرار گرفته است.

3-4- بهبود كیفیت چوب مورد استفاده در صنعت كاغذسازی

كیفیت چوب، یكی از الزامات صنعت كاغذسازی است. در صنعت كاغذسازی، چوبی با كیفیت محسوب می‌شود كه میزان سلولز آن زیاد و میزان لیگنین آن پایین باشد. در روش‌های سنتی، برای جداسازی لیگنین از چوب، از مواد شیمیایی استفاده می‌شود كه گاهاً خطرناك و نیازمند صرف انرژی و هزینة زیاد است. بنابراین افزایش نسبت سلولز به لیگنین از طریق ژنتیكی، علاوه بر افزایش كیفیت چوب و همچنین افزایش رشد درختان، می‌تواند آلودگی‌های حاصل از كارخانجات كاغذسازی را كاهش دهد. در این زمینه، مهندسی ژنتیك از طریق راه‌كار آنتی‌سنز (Antisense) می‌تواند بیوسنتز لیگنین را اصلاح كرده و درصد آن را در چوب كاهش دهد و بنابراین هزینه‌های تولید خمیر كاغذ و به همان اندازه مصرف مواد شیمیایی و انرژی را در ساخت خمیر كاغذ كاهش دهد.

محدودیت‌های استفاده از مهندسی ژنتیك در بخش جنگل و افق‌های آینده

یكی از محدودیت‌های استفاده از مهندسی ژنتیك در بخش جنگل، نگرانی از فرار ژن‌های مهندسی‌شده، به درون جمعیت‌های وحشی است كه احتمال می‌رود به مرور زمان، الگوی طبیعی جنگل را دچار تغییر كند. البته این نگرانی را می‌توان از طریق تولید درختان مهندسی‌شدة عقیم، تا حدود زیادی مرتفع كرد.
فاكتور مهم دیگری كه استفاده از مهندسی ژنتیك را در گونه‌های جنگلی محدود می‌سازد، عدم وجود دانش كافی در مورد زیربنای مولكولی صفاتی در درختان است كه از لحاظ صنعتی برای انسان مهم‌تر هستند و ارتباط بیشتری با رشد درختان و كیفیت چوب دارند. این محدودیت نیز با تكمیل ژنوم برخی درختان مهم جنگلی، مانند صنوبر، كاج، سپیدار و همچنین ایجاد بانك‌های اطلاعاتی EST در حال رفع شدن است.
محققین بر این باورند كه پیشرفت دانش مولكولی با ساخت نقشه‌های ژنی و توالی‌یابی ‌ژنوم گونه‌های جنگلی این امكان را فراهم كرده است تا دستورزی چندین ژن به‌طور همزمان برای دستیابی به صفات اقتصادی مهم، قابل انجام شود.

نتیجه‌گیری
در مطالب فوق، مشاهده شد كه بیوتكنولوژی می‌تواند در بخش جنگل نیز مانند سایر زمینه‌ها، بسیار مفید واقع شود. بنابراین با توجه به وسعت زیاد جنگل‌ها و مراتع كشور (سطح جنگل‌های كشور بالغ بر 12 میلیون هكتار است كه از این سطح، حدود 5/1 میلیون هكتار جنگل‌های صنعتی خزری، 5,4 میلیون هكتار جنگل‌های منطقه زاگرس و بقیه جنگل‌های پراكنده مركزی، جنوبی و ارسباران است) و اهمیت حیاتی این منابع، هرگونه تحقیقی كه منجر به افزایش تولید و یا دفع ضایعات این بخش شود،‌ منجر به بازده كلان اقتصادی خواهد شد.
جنگل‌ها و مراتع كشور، از منابع طبیعی تجدیدشونده هستند و برای حل مشكلات این منابع باید به گونه‌ای عمل كرد كه موجب به بار آمدن ضایعات زیست‌محیطی نشود و با حداقل سرمایه‌گذاری بتوان به حداكثر بهره‌برداری زسید. كاربرد بیوتكنولوژی و مهندسی ژنتیك با هدف افزایش بازده از یكسو و جلوگیری از خسارات و ضایعات از سوی دیگر، این امكان را به‌وجود می‌آورد تا با حداقل ضایعات زیست محیطی و صرف حداقل سرمایه به حداقل رسیده، تولید در سطح كلان افزایش یافته و توسعة پایدار محقق شود. علاوه بر این، در صورت توجه بیشتر به بیوتكنولوژی جنگل، امكان اشتغال‌زایی مناسبی وجود دارد.

مآخذ:
1ـ نادری‌ شهاب‌، محبت‌علی. 1377. تحقیقات‌ بیوتكنولوژی‌ در راستای‌ افزایش‌ بازده‌ جنگلها و مراتع‌. رهیافت‌، شماره‌ 19.

2- Campbell, M. M., A. M. Brunner, H. M. Jones, and S. H. Strauss. 2003. Plant Biotechnology Journal (1) 141-154.

3- Gartland, K. M. A., R. C. Kellison, T. M. Fenning. 2002. Forest Biotechnology and Europe’s Forests of the Future. A Challenge Document for Presentation and Discussion at Forest Biotechnology in Europe: Impending Barriers, Policy, and Implications Edinburgh, Scotland. http://www.forestbiotech.org/pdffiles/europe.pdf.

4- Globerman, S., I. B. Vertinsky. 1995. Forest Biotechnology in Canada: Analysis of Intellectual Property Rights and Protection of Higher Life forms. http://collection.nlc-bnc.ca/100/200…e/globeref.pdf.

5- ***k, T.K.1994. Technical overview of forest biotechnology research in the U.S. Proceedings of the 6th international Conference on Biotechnology in the Pulp and Paper Industry: Advances in Applied and Fundamental Research. Pp 3-8

گردآورنده:م.یزدی راوندی-دانشجوی رشته گیاهان دارویی و معطر
کپی برداری از مطلب فوق تنها با ذکر منبع (daneshjo.seoirandns.ir/) و نام نویسنده (م.یزدی راوندی) مجاز میباشد.

مشاهده بیشتر

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا