Species diversity of plant communities and relationships between environmental factors and plant diversity of Akdağ (Balıkesir-Kütahya)

Abstract

This study was carried out in order to determine both the plant species diversity in the plant communities of Akdağ, which includes the plant communities of different floristic regions, and the relationships between plant species diversity and environmental factors. The cover–abundance values of plant species in the sample areas were determined according to the Braun-Blanquet scale. Plant communities of forest and shrub vegetation were grouped by using cluster analysis. The components of species diversity (alpha, beta and gamma diversities) were defined by using information theoretic measures. Environmental variables affecting the alpha diversity of the sample areas were determined by correlation analysis. The highest alpha, beta and gamma diversities were found in Cistus laurifolius-Pinus nigra subsp. pallasiana, Aristolachia pallida-Quercus cerris, Astragalus glycyphyllos subsp. glycyphylloides-Pinus nigra subsp. pallasiana groups. The most important environmental factors on species diversity are tree layer cover and elevation. There was a negative relationship between alpha diversity and tree layer cover and elevation, and a positive relationship with pH. In modeling the relationships between alpha diversity of the sample areas and environmental factors, the model with the highest proportion of variance explained (48.7%) was obtained in the stepwise multiple regression analysis. It can be said that the areas with reduced tree layer coverage, area heterogeneity and plant communities consisting of mixed tree species increase plant species diversity. 

Keywords

• Alpha
• Beta
• Gama diversity
• Forest and shrub vegetation
• Site factors

Akdağ’ın (Balıkesir-Kütahya) bitki çeşitliliği ile çevresel faktörler arasındaki ilişkiler ve bitki toplumlarının tür çeşitliliği

Abstract

Bu çalışma, farklı floristik bölgelerin bitki toplumlarına sahip Akdağ’ın hem bitki toplumlarındaki bitki tür çeşitliliğini hem de bitki tür çeşitliliği ile çevresel faktörler arasındaki ilişkileri belirlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Örnek alanlardaki bitki türlerinin örtüş-bolluk değerleri Braun-Blanquet skalasına göre belirlenmiştir. Orman ve çalı vejetasyonunu oluşturan bitki toplumları, kümeleme analiziyle gruplandırılmıştır. Tür çeşitlilik bileşenleri (alfa, beta ve gama çeşitlilikleri) bilgi teorisi ölçümleri kullanılarak hesaplanmıştır. Örnek alanların alfa çeşitliliği üzerinde etkili olan çevresel değişkenler, korelasyon analizi kullanılarak belirlenmiştir. En yüksek alfa, beta ve gama çeşitliliği Cistus laurifolius-Pinus nigra subsp. pallasiana, Aristolachia pallida-Quercus cerris, Astragalus glycyphyllos subsp. glycyphylloides-Pinus nigra subsp. pallasiana bitki gruplarında bulunmuştur. Tür çeşitliliği üzerinde en önemli çevresel faktörler ağaç katı örtme oranı ve yükseltidir. Alfa çeşitliliği ile ağaç katı örtme oranı ve yükselti arasında negatif, pH ile pozitif ilişki bulunmuştur. Örnek alanların alfa çeşitliliği ile çevresel faktörler arasındaki ilişkilerin modellenmesinde, en yüksek varyansı açıklama oranı (%48,7) aşamalı çoklu regresyon analizinde elde edilmiştir. Ağaç katı örtme oranının azaldığı, alan heterojenliğinin ve karışık ağaç türlerinden oluşan bitki toplumlarının bulunduğu alanların bitki tür çeşitliliğini artırdığı ifade edilebilir.

Keywords

• Alfa
• Beta
• Gama çeşitliliği
• Orman ve çalı vejetasyonu
• Yetişme ortamı faktörleri

References

1. Aaron, M., Ross K.M. 2001. Environmental factors influencing spatial patterns of shrub diversity in chaparral, Santa Ynez Mountains, California. Journal of Vegetation Science, 12: 41-52.
2. Açar, M., Satıl, F. 2014. Flora of Akdag (Balikesir, Dursunbey/Turkey). Biological Diversity and Conservation,, 7(2): 38-56.
3. Aertsen, W., Kint, V., Van Orshoven, J., Özkan, K., Muys, B. 2010. Comparison and ranking of different modelling techniques for prediction of site index in Mediterranean mountain forests. Ecological modelling, 221(8): 1119-1130.
4. Akman, Y. 1999. İklim ve Biyoiklim (Biyoiklim Metodları ve Türkiye İklimleri). Kariyer Matbaacılık, Ankara, 350 s.
5. Akman, Y., Daget, P.H. 1971. Quelques aspects synoptiques des climats de la Turquie. Bulletin de la Soc. Long. De geographie, 5(3) : 269-300.
6. Arslan, M., Gülsoy, S., Karataş, R., Koray, E.Ş., Kaptanoğlu, A.S., Mert, A., Kavgacı, A., Özkan, K. 2019. Relationships among forest vegetation, plant diversity and some environmental factors in Türkmen Mountain (Eskişehir-Kütahya, Turkey). Ormancılık Araştırma Dergisi, 6(2): 128-141.
7. Avcı, M., 1996. The floristic regions of Turkey and a geographical approach for Anatolian diagonal. Review of the Department of Geography, University of Istanbul, 3: 59-91.
8. Braun-Blanquet, J. 1932. Plant sociology (Translated: Fuller, D. G. and Conard S. H.). ISBN: 3-87429-208-8, West Germany, 439 p.

9. Brewer, S.W., Rejmánek, M., Webb, M.A.H., Fine, P.V.A. 2003. Relationships of phytogeography and diversity of tropical tree species with limestone topography in southern Belize. Journal of Biogeography, 30: 1669–1688.
10. Chao, A., Wang, Y.T., Jost, L. 2013. Entropy and the species accumulation curve: a novel entropy estimator via discovery rates of new species, Methods in Ecology and Evolution, 4(11): 1091-1100.
11. Chytrý, M., Danihelka J., Axmanová I., Božková, J., Hettenbergerova, E., Li, C.F., Rozbrojová Z., Sekulová, L., Tichý, L., Vymazalová, M., Zeleny, D. 2010. Floristic diversity of an eastern Mediterranean dwarf shrubland: the importance of soil pH. Journal of Vegetation Science, 21: 1125–1137.
12. Davis, P.H. 1965-1985. Flora of Turkey and the East Aegean Islands. Edinburgh University Press, Vol: 1,2,3,4,5,6,7,8,9, Edinburgh.
13. Davis, P.H., Mill, R.R., Tan, K. 1998. Flora of Turkey and the East Aegean Islands (Supplement 1). Edinburgh University Press, Vol: 10, Edinburg.
14. DTREG Predictive Modeling Software 2014. Phillip H. Sherrod www.dtreg.com Erişim Tarihi: 20.07.2019.
15. Erinç, S. 1984. Klimatoloji ve Metodları. İ.Ü. Yayın No: 3278, Deniz Bilimleri ve Coğrafya Enst. Yayın No: 2, İstanbul.
16. Fontaine, M., Aerts, R., Özkan, K., Mert, A., Gülsoy, S., Süel, H., Waelkens, M., Muys, B. 2007. Elevation and exposition rather than soil types determine communities and site suitability in Mediterranean mountain forests of southern Anatolia, Turkey. Forest Ecology and Management, 247:18-25.
17. Gimaret-Carpentier, C., Pélissier, R., Pascal, J.P., Houllier, F. 1998. Sampling strategies for the assessment of tree species diversity. Journal of Vegetation Science, 9: 161-172.
18. Grime, J.P. 1973. Competitive exclusion in herbaceous vegetation. Nature, 242: 344-347.
19. Gould, W.A., Walker, M.D. 1999. Plant communities and landscape diversity along a Canadian Arctic river. Journal of Vegetation Science, 10: 537-548.
20. Gupta, A., Joshi, S.P., Manhas, R.K. 2008. Multivariate analysis of diversity and composition of weed communities of wheat fields in Doon Valley, India. Tropical Ecology, 49(2): 103-112.
21. Günal, N., 2013. Türkiye’de İklimin doğal bitki örtüsü üzerindeki etkileri. Acta Turcica Çevrimiçi Tematik Türkoloji Dergisi, Online Thematic Journal of Turkic Studies, 5: 1-22.
22. Güner, A., Özhatay, N., Ekim, T., Başer, K.H.C. 2000. Flora of Turkey and the East Aegean Islands (Supplement 2). Edinburgh University Press, Volume 11, Edinburg.
23. Güner, E. D., Duman, H. 2013. The revision of genus Seseli (Umbelliferae) in Turkey. Turkish Journal of Botany, 37(6): 1018-1037.
24. Hennekens, S.M., Schaminée, J.H. 2001. TURBOVEG, a comprehensive data base management system for vegetation data. Journal of vegetation science, 12(4):. 589-591.
25. Heydari, M., Mahdavi, A. 2009. Pattern of Plant Species Diversity in Related to physiographic factors in Melah Gavan Protected Area, Iran. Asian Journal of Biological Sciences, 2: 21-28.
26. Işık, K. 2014. Biyolojik Çeşitlilik.(3. Baskı). ANG Vakfı Yayını, Atölye Omsan Matbaa Sanayi ve Ticaret A.Ş., İstanbul, 224 sayfa.
27. Kılınç, M. ve Kutbay, H.G. 2004. Bitki Ekolojisi. Palme Yayıncılık, 432 s., Ankara.
28. Kroetsch, D., Wang, C. 2008. Particle Size Distribution, in section VI Soil Physical Analysis. Section Ed. By Angers D.A., Larney, F.J., In: Soil Sampling and Methods of Analysis 2. Edition, Ed. By Carter, M.R., Gregorich, E.G., Boca Raton, 1224 p, 713-725.
29. Küçük, M. 1998. Kürtün (Gümüşhane) Örümcek ormanlarının florası ve saf meşcere tiplerinin floristik kompozisyonu. Doğu Karadeniz Ormancılık Araştırma Enstitüsü Teknik Bülten No: 5, Trabzon, 120 s.
30. McMaster, R.T. 2005. Factors influencing vascular plant diversity on 22 islands of the coast of Eastern North America. Journal of Biogeography 32, 475–492.
31. McKenney, D.W., Pedlar, J.H. 2003. Spatial Models of Site index based on climate and soil properties for two boreal tree species in Ontario, Canada. Forest Ecology and management, 175: 497-507.
32. McCune, B., Mefford, M.J. 2006. PC-ORD. Multivariate analysis of Ecological Data, Version 5. MjM Software Design, Gleneden Beach, Oregon. 300 p.
33. Moisen, G.G., Frescino, T.S. 2002. Comparing five modelling techniques for predicting forest characteristics. Ecological Modelling, 157: 209-225.
34. Negiz, M.G., Kurt, E.Ö. 2017. Orman yetişme ortamında alfa tür çeşitliliğinin hesaplanması ve çevresel değişkenlerle ilişkileri. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21: 93-98.
35. Negiz, M.G., Aygül, T.İ. 2019. Kurucuova Yöresi’nde odunsu tür zenginliğinin yetişme ortamı faktörlerine göre dağılımı. Turkish Journal of Forestry / Türkiye Ormancılık Dergisi, 20(2): 123-132.
36. Özbek, M.U. 2010. Türkiye’nin Cota J.Gay (Asteraceae) Cinsinin Taksonomik Revizyonu. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Biyoloji Anabilim Dalı, Doktora Tezi, 261 s.
37. Özbek, M.U., Vural, M., Daşkın, R. 2011. A new species of the genus Cota (Asteraceae) from Uludağ, Turkey. Turkish Journal of Botany, 35(4): 331-336.
38. Özçelik, R., Gül, A.U. 2005. Orman Ekosistemlerindeki Tür Çeşitliliği ve Çeşitlilik İndeksleri. Korunan Doğal Alanlar Sempozyumu, 8 -10 Eylül, Isparta, Sayfa: 543-551.
39. Özdamar, K. 2009. Paket Programlar ile İstatistiksel Veri Analizi. 7. Baskı, Kaan Kitabevi, Eskişehir, 609 s.
40. Özkan, K. 2006. Beyşehir Gölü havzası Çarıksaraylar yetişme ortamı yöreler grubunda fizyografik yetişme ortamı faktörleri ile ağaç ve çalı tür çeşitliliği arasındaki ilişkiler analizi, Anadolu Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 7: 157-16.
41. Özkan, K. 2012. Sınıflandırma ve regresyon ağacı tekniği (SRAT) ile ekolojik verinin modellenmesi, SDÜ Orman Fakültesi Dergisi (SDÜ Faculty of Forestry Journal), 13: 1-4.
42. Özkan, K. 2016. Application of information theory for an entropic gradient of ecological sites, Entropy, 18(10), 340.
43. Özyuvacı, N. 1999. Meteroloji ve Klimatoloji. İ.Ü. Yayın No: 4196, Orman Fak. Yayın No: 460, ISBN: 975-404-544-5, İstanbul.
44. Pausas, J.G. 1994. Species richness patterns in the understorey of Pyrenean Pinus sylvestris forest. Journal of Vegetation Science, 5: 517-524.
45. Pausas, J.G., Carreras, J. 1995. The effect of bedrock type, temperature and moisture on species richness of Pyrenean Scots pine (Pinus sylvestris L.) forests. Vegetatio, 116: 85- 92.
46. Pausas, J. G., Sáez, L. 2000. Pteridophyte richness in the NE Iberian Peninsula: biogeographic patterns. Plant ecology, 148(2): 195-205.
47. Pausas, J.G., Carreras, J., Ferré, A., Font, X. 2003. Coarse-scale plant species richness in relation to environmental heterogeneity. Journal of Vegetation Science, 14: 661-668.
48. Pimenov, M.G., Kljuykov, E.V. 2010. Two new species of Seseli (Umbelliferae) from Turkey. Flora Mediterranea, 20: 19–27.
49. Poulos, H.M., Taylor, A.H., Beaty, R.M. 2007. Environmental controls on dominance and diversity of woody plant species in a Madrean, Sky Island ecosystem, Arizona, USA. Plant Ecology, 193:, 15-30.
50. Rad, J.E., Manthey, M., Mataji, A. 2009. Comprasion of plant species diversity with different plant communities in decidious forests. International Journal of Environmental Science & Technology, 6(3): 389-394.
51. Rey-Benayas, J.M. 1995. Patterns of diversity in the strata of boreal montane forest in British Columbia. Journal of Vegetation Science, 6: 95-98.
52. Sfenthourakis, S., Panitsa M. 2012. From plots to islands: species diversity at different scales. Journal of Biogeography, 39: 750–759.
53. Shannon, C.E. 1948. A mathematical theory of communication. The Bell System Technical Journal, 27: 379-423
54. Sönmez, S., Boyraz, N. 2003. Akdağın Orman Ekosistemi, Alaçam Dağları ve Dursunbey I. Ulusal Sempozyumu 2002, Bildiriler Kitabı, İstanbul, 115-120.
55. Tichy, L. 2002. JUICE, software for vegetation classification. Journal of Vegetation Science 13: 451 - 453.
56. TSE 1990. Modifiye Walkley – Black yöntemi Organik Madde Analizi TS 8336
57. TSE 1996a. Elektriksel Öz iletkenlik Tayini TS ISO 11265.
58. TSE 1996b. Karbonat Muhtevası Tayini – Volumetrik Metot TS 8335 ISO 10693.
59. TSE 2013. pH analizi ISO 10390. Türk Standartları Enstitüsü.
60. Tunçkol, B., Yaşayacak, H., Aksoy, N. 2015. Presence of Senecio sylvaticus L.(Asteraceae) in Turkey. Biodiversity Research and Conservation, 39: 33-36.
61. Tutin, T.G., Heywood, V.H. 2010. Flora Europaea, Plantaginaceae to Compositae (and Rubiaceae). Volume 4, Sixt printing 2006, Cambridge University Press, p 505.
62. Urban, D.L., Miller, C., Halpin, P.N., Stephenson, N.L. 2000. Forest pattern in Sierran landscapes: the physical template. Landscape Ecol, 15: 603–620.
63. Yaltırık, F., Efe, A. 1996. Otsu Bitkiler Sistematiği. II. Baskı, İstanbul Üniversitesi Yayın No: 3940, Orman fakültesi yayın No: 10, 518 s., İ.Ü. Basımevi ve Film Merkezi, İstanbul.
64. Zhao, C.M., Chen, W.L., Tian, Z.Q., Xie, Z.Q. 2005. Altitudinal pattern of plant species diversity in Shennongjia Mountains, Central China. Journal of Integrative Plant Biology, 47(12): 1431-1449.