Plant biodiversity on dunes in the west of Derna and east Benghazi in north-eastern Libya

Abstract

ABSTRACT Coastal dunes are not a random accumulation of grains of sand. They are a complex and dynamic structure to which various factors contribute. Coastal dune ecosystems provide diverse habitats for a wide range of organisms, and These habitats have been exposed to multiple types of threats due to human pressures. The area between the El-Jabal El-Akhdar coast and the Benghazi plain constitutes the scope of this study. The subject scope of the research is the plant biodiversity of the coastal dunes in the specified area. In other words, Plant Biodiversity in Coastal Dunes between the West of Derna and East of Benghazi in the Northeast part of Libya was determined as the scope of the thesis. Field work was carried out four times in March and September 2018 and 2019. The Domain-Kregena/Braun-Blanquet 5x5 squaring method was applied to the plant abundance on the dunes. With this method, descriptive and quantitative data were obtained. The data obtained were expressed with cartographic materials and graphics prepared with the Arc Map 10.7.1 GIS program. The application of many methods while preparing the thesis was made with a mixed model because the thesis was created with more than one method, not one. The results are as follows: there are 98 plant species in 36 families, of which 15 are annual and semi-annual, and 83 are perennial or more than two years. The number of trees was 9, shrubs 30, broadleaf and spiny species 8, and herbaceous species were predominant, with a total of 51 species. The number of invasive species detected was 6, four exotic to Mediterranean plants and two natives to invading degraded sites. It also identified endemic and threatened species in the area. On the coastal dunes can be distinguished three main vegetation areas; in the first zone (foreshore dunes), we find the leading herbaceous plants specialized in tolerating critical conditions. In the second zone (backshore dunes), mixed plant species adapted to natural needs, and in the third zone, we find species adapted to low salinity and the influence of the sea, mixed with trees and shrubs of the Maquis formation. However, due to the impact of human activities, we rarely find a natural gradient of these plant species in the research area. The study reached a set of results related to plant species, Euphorbia spreads; this type is a stingy species. It becomes a pioneer species after human destruction in the dunes and spreads quickly. The seed that comes in the first year grows rapidly, develops, and spreads in the second year. In the 3rd year, it spreads to the entire destroyed dune area. Sporobolus pungen; It is a species that develops on shallow sand dunes and stops the mobility of the dunes by spreading to the surface. It is a threatened species in dune areas. Sarcopoterium spinosum; It is an important species in dune vegetation. It is resistant to direct exposure to sea water. It likes direct radiation. Seeds scattered in the environment develop rapidly after rain. Ecballium elaterium; It is an invasive species. It spreads over large areas by settling rapidly in destruction sites. It quickly settles on treated surfaces in areas destroyed by road construction. Heliotropium curassavicum; It is a species native to the Americas. It is known as a weed of exotic origin that spreads rapidly in habitats degraded by disturbance. Solanum elaeagnifolium Cav; It is a perennial herb native to the Americas but is a widely naturalised species outside its original habitat. Thymelaea hirsute; It is an indicator of the degradation of coastal dune habitats. It is capable of rapid spread. Resistant to direct exposure to sea water. After habitat degradation, some annual species return and complete their life cycle, while perennial species need more time to develop their root system and spread. When dune layers are destroyed, it takes time for the dune layer to re-form in the environment. When the dune formation occurs, perennial species find the environment to spread again. Many plant species can adapt to critical conditions in the coastal dune environment, such as Silene canescens, Vulpia fasciculata, Cutandia divaricate, Scrophularia ramosissima, Ephedra alata Decne, Crucianella maritima, Ephedra distachya, Cakile maritima - Ephorbia paralias - Ephorbia peplis - Eryngium bourgatii - Medicago marina - Ammophila toralis - Juncus maritimus - Artemisia campestris - Pancratium maritimum. The distribution pattern of species changes due to human intervention, so we find mixed species such as Silene canescens, Vulpia fasciculata, Cutandia divaricate, Scrophularia ramosissima, Ephedra alata Decne, Crucianella maritima, Ephedra distachya. Important plants distributed in coastal dunes, such as Salsola kali-Medicago marina, have pale-coloured, stiff leaves and branches, a waxy layer and small hairs covering the plant as an adaptation to the harsh conditions in these environments. Areas severely degraded due to human activities, especially sand extraction, have been identified with high accuracy on maps, and damage has been documented in photographs and videos. This activity is seen as the fastest and most dangerous factor for biodiversity. Because it negatively affects the environment by destroying coastal habitats. It is probably an important cause of desertification of coastal dunes. The study recommends that three areas with diverse habitats consisting of coastal dunes, marshes and endemic plant species should be protected in terms of biodiversity and designated as biosphere reserves.

ÖZ Kıyı kumulları, rastgele oluşmuş kum tanelerinin bir birikimi değildir. Çeşitli faktörlerin katkıda bulunduğu kumullar karmaşık ve dinamik bir yapıdır. Kıyı kumul ekosistemleri, çok farklı organizmalar için çeşitli habitatlar sağlamaktadır. Bu habitatlar, insan faaliyetlerinin baskıları nedeniyle birden fazla tehdit türüne maruz kalmaktadır. El-Jabal El-Akhdar kıyısı ile Bingazi ovası arası kesim çalışmanın alan kapsamını oluşturmaktadır. Araştırmanın konu kapsamını ise belirtilen alandaki kıyı kumullarının bitki biyoçeşitliliği meydana getirmektedir. Başka bir ifadeyle Kuzeydoğu Libya’da Derna’nın batısı ile Bingazi’nin doğusu arasındaki kıyı kumulları üzerindeki bitki biyoçeşitliliği tez çalışmasının kapsamı olarak belirlenmiştir. Araştırmanın ilk aşamasında arazi çalışmaları tamamlanmıştır. 2018 ve 2019 yılının mart ve eylül aylarında 4 kez arazi çalışması yapılmıştır. Kumullar üzerinde bitki bolluğu ile ilgili Domain-Kregena/Braun-Blanquet 5x5 kareleme yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntem ile tanımlayıcı ve nicel veriler elde edilmiştir. Elde edilen veriler Arc Map 10.7.1 GIS programı ile hazırlanan kartografik malzemeler ve grafiklerle ifade edilmiştir. Tez hazırlanırken pek çok yöntemin uygulanması, tezin bir değil birden fazla yöntemle oluşturulması yüzünden karma modelle meydana getirilmiştir. Sonuçlar aşağıdaki gibidir: 36 ailede, 15'i yıllık ve yarı yıllık, 83'ü çok yıllık veya iki yıldan fazla olmak üzere 98 bitki türü vardır. Ağaç sayısı 9, çalılar 30, geniş yapraklı ve dikenli türler 8 ve otsu türler toplam 51 türü baskın olanlardır. Tespit edilen istilacı türlerin sayısı, 4'ü Akdeniz bitkilerine egzotik ve 2'si istilacı bozulmuş bölgelere özgü olan 6 türdür. Ayrıca çalışma sahasında endemik ve tehdit altındaki türler de tanımlanmıştır. Kıyı kumullarında üç ana bitki alanı ayırt edilebilir; İlk bölgede (ön kıyı kumulları), kritik koşulları tolere etmede iyi olan otsu bitkiler yer almaktadır. İkinci bölgede (Ard kıyı kumulları), doğal şartlara uymuş karışık bitki türleri ve üçüncü bölgede, maquis oluşumu ağaçcıkları ve çalıları ile karışmış, düşük tuzluluğa ve denizin etkisine adapte olmuş türler görülmektedir. Bununla birlikte, insan faaliyetlerinin etkisi nedeniyle, araştırma alanında bu bitki türlerinin doğal bir gradyanı nadiren bulunmaktadır. Çalışmada, belirtilen bitki türleriyle ilgili bir dizi sonuçlara ulaştığı söylenebilir. Yani: Euphorbia spreads; bu tür istacı bir türdür. Kumullarda insan tahribi olduktan sonra öncü tür olarak gelir ve çok hızlı olarak yayılır. İlk yıl gelen tohum hızla büyür ve 2. yılda gelişir ve yayılmaya başlar. 3. yılda ise tahrip edilen tüm kumul alanına yayılır. Sporobolus pungens; sığ kumullar üzerinde gelişen bir tür olup yüzeye yayılarak kumulların hareketliliğini durdurmaktadır. Kumul alanlarında tehdit altında olan türler arasındadır. Sarcopoterium spinosum; kumul vejetasyonunda önemli bir türdür. Deniz suyuna doğrudan maruz kalmaya karşı dayanıklıdır. Doğrudan radyasyonu sever. Çevreye saçılan tohumları yağmurdan sonra hızlı bir şekilde gelişir. Ecballium elaterium; istilacı bir türdür. Tahrip sahalarına hızla yerleşerek geniş alanlara yayılır. Yol yapımı nedeniyle tahrip edilen yerlerde işlenmiş yüzeylere hızla yerleşir. Heliotropium curassavicum; Amerika'ya özgü bir türdür. Tahrip nedeniyle bozulan habitatlarda hızla yayılan egzotik kökenli bir ot olarak bilinmektedir. Solanum elaeagnifolium Cav; Amerika'ya özgü çok yıllık bir bitkidir ancak orijinal yaşam alanının dışında yaygın olarak doğallaştırılmış bir türdür. Thymelaea hirsute; kıyılardaki kumul habitatlarının bozulmasının bir göstergesidir. Hızlı yayılış yeteneğine sahiptir. Deniz sularına doğrudan maruz kalmaya dayanıklıdır. Habitat bozulmasından sonra, bazı tek yıllık türler geri döner ve yaşam döngülerini tamamlarken, çok yıllık türler kök sistemini geliştirerek yayılış yapmak için daha fazla zamana ihtiyaç duymaktadır. Kumul tabakaları yok olduğunda ortamda yeniden kumul tabakasının oluşumu zaman alır. Kumul oluşumu meydana geldiğinde çok yıllık türler tekrar yayılış ortamı bulur. Silene canescens, Vulpia fasciculata, Cutandia divaricate, Scrophularia ramosissima, Ephedra alata Decne, Crucianella maritima, Ephedra distachya, Cakile maritima - Ephorbia paralias - Ephorbia peplis - Eryngium bourgatii - Medicago marina - Ammophila toralis - Juncus maritimus - Artemisia campestris - Pancratium maritimum gibi birçok bitki türü kıyı kumul ortamındaki kritik koşullara uyum sağlayabilir. İnsan müdahalesi nedeniyle türlerin dağılım şekli değişir. Bu nedenle Silene canescens, Vulpia fasciculata, Cutandia divaricate, Scrophularia ramosissima, Ephedra alata Decne, Crucianella maritima, Ephedra distachya gibi karışık türler bulunur. Kıyı kumullarında yayılış gösteren önemli bitkiler, Salsola kali-Medicago marina’da olduğu gibi, bu ortamlardaki zorlu koşullara adaptasyon olarak soluk renkli, sert yapraklı ve dallı, mumsu bir tabaka ve bitkiyi kaplayan küçük tüylere sahiptir. İnsan faaliyetleri, özellikle kum kürümeleri (kum alımı) nedeniyle ciddi şekilde bozulan alanlar haritalarda yüksek doğrulukla tespit edildi, fotoğraflar ve videolar ile hasarlar tespit edilmiştir. Bu aktivite biyolojik çeşitlilik için en hızlı ve en tehlikeli faktör olarak görülmektedir. Çünkü kıyı habitatlarını tahrip ederek çevreyi olumsuz etkilemektedir. Bu durum muhtemelen kıyı kumullarının çölleşmesinde önemli bir nedendir. Çalışma, kumullar, bataklıklar ve endemik bitki türlerinden oluşan çeşitli habitatların bulunduğu üç alanın biyoçeşitlilik açısından korunmasını ve biyosfer rezervi olarak belirlenmesini önermektedir.