Population Ecology and Harvesting Sustainability of Neopicrorhiza scrophulariiflora in Nepal Himalaya
| dc.contributor.advisor | Prof.Dr. Suresh Kumar Ghimire | |
| dc.contributor.author | Poudeyal, Mukti Ram | |
| dc.date.accessioned | 2024-08-25T05:18:59Z | |
| dc.date.available | 2024-08-25T05:18:59Z | |
| dc.date.issued | 2024-06 | |
| dc.description.abstract | Wild plant resources, including especially medicinal and aromatic plants (MAP) have great ecological, cultural, and economic value and contribute significantly to people's livelihoods in many of the world's rural areas. Additionally, it is widely acknowledged that the sustainable use of MAPs derived from natural ecosystems is an essential instrument for enhancing rural economies and forest protection through poverty reduction. A number of connected issues of social, ecological, cultural, and environmental character must be addressed when the commercialization and sustainable use of wild MAPs are envisioned in a single paradigm. This thesis takes a step in that direction and uses a social-ecological approach to develop a model for sustainable harvesting of Neopicrorhiza scrophulariiflora which seeks to create consistency between production and the renewable resource supply from the Nepalese Himalayas. We concentrate on how ecological changes drastically altered plant distribution and how resource availability connects to usage patterns across Nepal (via trade and transportation systems). We tested whether the variation of harvest (experimental harvest: removal of 0-100% of the plants) and the ecological conditions (lower alpine, <4250 m, vs upper alpine, >4250 m) affect population structure, reproduction, growth rates, and population dynamics in commercially open and protected regions in northwestern and north-central Nepal. The area of the potential distribution of the species was calculated to be 11617 km2, corresponding to 8% of Nepal's land area and primarily located in the eastern highlands. Particularly suitable habitat areas (386 km2; 0.3% of the land area) tended to lie in the narrow altitude range of 4000-4400 m above sea level, especially in the central and eastern regions. The plant species prefer mild temperatures and sufficient rainfall in the middle of the growing period (June-August), and such conditions often occur in the mentioned areas. On the other hand, decreasing rainfall and greater temperatures diminished the suitability of the habitat in the western regions where the populations are intensively harvested with a view to commercial exploitation. Over 12 fiscal years, available official records showed that a total quantity of dried rhizomes of 372 tons (31 tons/year) valued at USD 591570 was exported to other countries. Of this, 92% of the amount came from western Nepal, which indicates that the current resource utilization is not sustainable. In the protected area, the recent harvest, which was largely carried out by locals (de facto harvest), had a positive effect on population density for vegetative and a negative effect on reproductive individuals, while it had a negative effect on all plant stages in the area where exploitation is unregulated. Harvesting involves a trade-off between vegetative regrowth (clones) and sexual reproduction, and flowering was reduced when harvesting intensity increased. Apparently, the growth rate of the populations is positive and occurs predominantly by clonal reproduction in the unregulated area and sexual reproduction in the protected area. Clonal behavior, such as fugitive recruitment and accelerated bud production, can help a plant mitigate the detrimental impacts of harvesting and, theoretically, boost the harvest potential. Mixed-effects statistical models were used to model data from simulated harvest experiments and showed that recovery of population density and sexual reproduction varied significantly depending on harvest treatments and pre-harvest plant density. In lower alpine populations at the protected site, both density and reproduction were restored within three years after harvesting up to 50% of the plants, and within one year after harvesting up to 25% of the plants. In contrast, recovery to pre-harvest conditions at the unregulated site was only achieved after one year of harvesting 25% of the plants. Post-harvest recovery was slower at higher altitudes (upper alpine, >4250 m) and plots with more intensive harvesting (>50% harvesting) recovered more slowly. Based on matrix modeling, it was found that the population growth rate (λ) when removing up to 25% of the plants made it possible to maintain the pre-harvest condition at a 2-year harvest interval in almost all the studied populations. In the protected area, population growth was unaffected by the removal of up to 50%, and instead, the growth rate increased more than in the control plots. At the high alpine sites in the unregulated area, however, the growth rate was decreasing, even on the control plots, and harvesting had a further detrimental effect on the populations, making it necessary to use relatively long time intervals between harvests to achieve stability. Selective harvesting of particular developmental stages was difficult to achieve, nevertheless, it is considered worthwhile to leave 20-25% of the fruiting ramets at each harvest if 25% of the plants have flowered. In general, we strongly recommend that in order to achieve sustainable harvesting spatio-temporal rotations be introduced, so that a time interval of at least four years is achieved between harvesting activities in a given area and so that the plants are given a minimum amount of time to mature. वनजन्य वनस्पतिहरु मध्ये बिशेषगरी औषधिजन्य जडिवुटिको पास्थितीक, सांस्कृतिक तथा आर्थिक महत्व रहेको हुन्छ । संसारभरिनै जडिवुटिको परम्परागत स्थानिय औषधोपचार तथा बेचविखनबाट हुने नगद आम्दानीलाई ग्रामिण आधारभूत आवश्यकता र जनजीविकाको आयआर्जनको मेरुदण्दको रुपमा लिइन्छ । यसको दिगो संकलन र व्यबस्थापनलाई गरिबी निबारण तथा वनको संरक्षण सम्बर्धन गर्ने महत्वपुर्ण औजारको रुपमा पनि लिर्ईएको पाईन्छ । तर जब औषधिजन्य जडिवुटि वनस्पतिको व्यापारिकरण संगसँगै बढ्दो माग तथा बजार मूल्य र त्यस अनुसारको दोहन एउटै परिदृश्यमा देखा पर्दछ त्यसैसंगै आउने सामाजिक, आर्थिक तथा सांस्कृतिक अवयवहरुलाई समन्वात्मक तवरले समाधान खोजीनु अपरिहार्य रहन्छ । यीनै समस्या समाधानको शुत्राधारको लागि जडिवुटिको सामाजिक–पारिस्थितिक अवधारणालाई लिएर स्रोतको अनवरत उत्पादन, प्रयाप्तता तथा समुचित प्रयोगार्थको लागि सदियौंदेखि उपचार पद्दतीमा आईरहेको तथा राष्ट्रिय र अन्तरराष्ट्रिय व्यापारिकरण भई दोहन भईरहेको उच्च हिमाली वनस्पति कुट्की (न्योपिक्रोराईजा स्क्रोफुलारीफ्लोरा) को दिगो संकलनको विधि, धाचा तथा दिर्घकालीन व्यावस्थापन रणनिती तयार पार्न सहयोग गर्नु नै यो शोधकार्यको प्रमुख उद्देश्य हो । विशिष्टिकृत रुपमा नेपालभरी पारिस्थिक प्रणाली अनुसार प्राकृतिक विचरणमा पार्ने प्रभाव, स्रोतको उपलब्धता, प्रयाप्तता तथा सुनिश्चितताका र त्यस अनुसारको संकलन, बेचबिखन र पैठारी रहेको वा नरहेको छुट्याउनु नै अध्ययनको पहिलो उद्देश्य थियो । त्यस्तैगरी भिन्न पारिस्थिक प्रणाली [उच्च 󠆅(समुन्द्रि सतह बाट ४२५० मि. भन्दा कम) तथा न्युन (समुन्द्रि सतह बाट ४२५० मि. भन्दा बढि) हिमाच्छेदीत भूभागहरुम] अनुसार विभिन्न स्तरको (०%, पूर्ण नियन्त्रण देखि १००%) कटान परिक्षण प्रयोग गर्दा विरुवाको जनसांखिक संरचना, प्रजनन क्षमता, वृद्धिविकाश तथा समग्र जनसांखिक बनोटको उलट–पुलटमा पार्ने प्रभावको मुल्यांकन गर्ने र न्युन क्षतिमा उच्चतम लाभ लिने विधि पत्ता लगाउनु सोधकार्यको अर्को उद्देश्य थियो । यसका लागि नेपालको उत्तरी हिमाली भूभागमा स्थानिय प्रयोगको लागि तथा व्यापारिक कटान तथा संकलनका लागि खुल्ला अपिनाम्पा संरक्षण क्षेत्र र व्यापारिक संकलनका लागि प्रतिबन्धित लाङ्टाङ राष्ट्रिय निकुञ्जमा दिर्घकालिन प्लट बनाई सन् २०१५ देखि २०१८ सम्म परिक्षण अध्ययन गरियो । जि. आई. एस्. विधिको अध्ययन अनुसार नेपालमा कुट्कीको संभावित विचरण क्षेत्र ११६१७ स्क्वाएर कि. मि. (करिब ८%) रहेको छ । जसमध्ये पुर्वी तथा मध्य उच्च पहाडी भूभागको ३८६ स्क्वाएर कि. मि., करिब ०.३% मात्र उत्तम गुणस्तरीय वासस्थान पाईएको र समुन्द्रि सतहबाट ४००० मि. देखि ४४०० मि. को उचाईमा मात्र साघुरिएर रहेको पाईन्छ । वातावरणीय अनुकुलनताको आधारमा विरुवाले उसको उच्चतम वृद्धि हुने समय जस्तै जून देखि अगस्त महिनामा मध्यमस्तरीय तापक्रम र उचित मात्राको बर्षात हुने ठाँउमा राम्रो भएको पाईयो । छोटो तथा न्युन बर्षात र उच्च तापक्रमका कारणले गर्दा पश्चिम नेपालतिर वासस्थानको गुणस्तर घट्दै गएको पाईन्छ । बिगत १२ बर्षको सरकारी आँकडा अनुसार नेपालबाट जम्मा ३७२ टन (मूल्यः करिब ५९१५७० अमेरिकन डलर, औसतमा प्रतिवर्ष ३१ टन) निकासी हुने गरेको र सबै तौलको करिब ९२% पश्चिम नेपालबाट मात्र भएको पाईयो । अधिक न्युन गुणस्तरको वासस्थानको उपलब्धता तथा अधिक दोहनलाई सँगै जोडेर हेर्दा समग्र नेपालमा अहिलेको संकलन प्रणाली दिगो नभएको पाईएको छ । तथापि व्यापारिक रुपमा खुल्ला तथा प्रतिबन्धित क्षेत्रमा भएको भौगोलिक प्रत्यक्ष अध्ययनमा स्थानिय उपचारको लागि गरिने परम्परागत संकलन परिमाण दर उस्तै रहेको पाईएको छ । कुट्कीको जनघनत्वमा भैरहेको स्थानिय तदर्थ दोहनको प्रभाव मुल्यांकन गर्दा प्रजनन र अप्रजनन दुवै अवस्थाका विरुवामा खुल्ला क्षेत्रमा नकारात्मक असर रहेको तर प्रतिबन्धित क्षेत्रमा अप्रजनन अवस्थाका विरुवामा सकारात्मक असर रहेको थियो । मध्यम स्तरको दोहनले प्रजनन र अप्रजनन वृद्धिको छेकबार/बन्देजलाई बढाउने सेतुको रुपमा रहेको र जव दोहनको स्तर बढ्छ विरुवामा कोपिला लाग्ने दर रेट घटेको पाइयो । अतः विरुवाको जनसांखिक वृद्धि खुल्ला क्षेत्रमा अप्रजनन प्रसारणसँग र प्रतिबन्धित क्षेत्रमा प्रजनन प्रसारणसँग केहि सकारात्मक सम्बन्ध रहेको थियो । विरुवामा रहेको अप्रजनन प्रसारणजन्य गुणहरु जस्तै मौका मिल्दा हुने अप्रत्यासीत अंकुरण क्षमता तथा सामान्य अवरोधको बदलाभमा नयाँ नयाँ पालुवा अंकुरण हुने क्षमताको बिस्तार गर्न सक्ने शंचित शक्ति प्राकृतिक रुपमै भएकाले कुट्कीमा केहि हदसम्म कटानको नकारात्मक प्रभावलाई सहन सक्ने निष्कर्श निकालियो । तथ्यांकीय विष्लेशण रिपिटेड मिक्स्ड इफेक्ट मोडलीङ्का अनुसार कटान संकलन पश्चात हुने जनघनत्व अंकुरण भरण तथा प्रजनन उत्पादन संकलन—कटान दरमा तथा कटान गर्नु भन्दा अगावैको जनघनत्वमा भरपर्ने र सकारात्मक सम्बन्ध रहेको पाईयो । प्रतिबन्धित क्षेत्रको न्युन (समुन्द्रि सतह बाट ४२५० मि. कम) हिमाच्छेदीत भूभागमा ५०% सम्म कटान गर्दा परिक्षण अवधिको तिन वर्षमै पुनःभरण भएको र २५% सम्मको कटान प्रत्येक वर्ष गर्दा पनि पुनःभरण हुने परिणाम पाईयो । तर खुल्ला क्षेत्रको समान स्तरको भूभागमा उक्त अवधिमा २५% कटान मात्र पुनःभरण भएको पाईयो । कटान पश्चातको पुनःभरण क्षमता भौगोलिक उचाई बढ्दा तथा कटान प्रतिशत दर बढाउदा घटेको पाईयो । पुनःभरण क्षमता प्रतिबन्धित क्षेत्रको तुलनामा खुल्ला क्षेत्रमा धेरै ढिलो भएको पाईएको छ । अर्को तथ्यांकीय विष्लेशण म्याट्रिक्स मोडलीङ्का अनुसार लगभग सबै ठाँउमा विरुवाको जनसांखिक वृद्घिदर २५% सम्म कटानको दुई बर्षको अवधिमै सकारात्मक स्तर भन्दा माथि रहेको पाईयो । बिषेशगरी प्रतिबन्धित क्षेत्रको न्युन हिमाच्छेदीत भूभागमा ५०% सम्मको कटानले विरुवाको जनसांखिक वृद्घिदर उक्त अवधिमै कटान परिक्षण अगाडिको भन्दा अझ वढेको भेटिएको छ । तर खुल्ला क्षेत्रको उच्च हिमाच्छेदीत भूभागमा जनसांखिक वृद्घिदर कटान नियन्त्रित परिक्षण अवस्थामै पनि घटिरहेको हाम्रो अध्ययनमा पाईयो । विरुवाको जनसांखिक मुल्यांकन अनुसार परिपक्व उमेरको विरुवा छनौट विधिबाट गरिने कटान संकलन त्यति व्यावाहरिक नभएको र प्रत्येक कटान समयमा कम्तिमा २०—२५% फूलफल लागेका विरुवा रहने गरी भएमा वा प्रत्येक जनसांखिक संरचनामा उक्त २०—२५% फूलफल लागेका विरुवा सुनिश्चित भएमा मात्र कटान अनुमति दिन मिल्ने देखिन्छ । कुट्कीको दिगो संकलन, क्षति न्यूनिकरण, र जनसांखिक सुनिश्चितताका लागि समय र ठाँउ अनुसारको रणनितिक कटान—संकलन व्यावस्थापन गर्नुपर्ने र प्रत्येक चार बर्षे अन्तरालको अवधिमा मात्र कटान अनुमति दिन सकिने यो सोधकार्यको सुझाव रहेको छ । | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14540/22725 | |
| dc.language.iso | en | |
| dc.publisher | Institute of Science & Technology, T.U. | |
| dc.subject | medicinal plants | |
| dc.subject | habitat suitability | |
| dc.subject | mixed-effects modelling | |
| dc.subject | post-harvest monitoring | |
| dc.subject | transition matrices | |
| dc.subject | sustainability | |
| dc.title | Population Ecology and Harvesting Sustainability of Neopicrorhiza scrophulariiflora in Nepal Himalaya | |
| dc.type | Thesis | |
| local.academic.level | Ph.D. | |
| local.institute.title | Institute of Science & Technology |