فراتحلیل متغیر حجم سرپای جنگل در جنگل‌های راش هیرکانی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز، اهر، ایران

2 استاد، گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: پژوهش­های متعددی برای برآورد حجم سرپا در جنگل‌های راش هیرکانی انجام شده است؛ به­طوری­که نتایج متفاوتی از این پژوهش­ها حاصل شده است. فراتحلیل یک روش آماری کمی برای ترکیب نتایج مجموعه­ای از پژوهش­های جداگانه است، پژوهش­هایی که همه درباره یک موضوع مشخص هستند. در روش‌های فراتحلیل با جمع‌آوری داده‌های چند پژوهش، تعداد نمونه‌های مورد بررسی بیشتر و بنابراین دامنه تغییرات و احتمالات کوچک­تر می‌شود، در نتیجه اهمیت یافته‌های آماری افزایش می‌یابد. در فراتحلیل، اگر بین مقالات مورد استفاده، همگنی وجود داشته باشد از مدل با اثرهای ثابت و اگر بین مقالات مختلف ناهمگنی (متنوع) وجود داشته باشد، از مدل با اثرهای تصادفی برای ترکیب کردن مقالات مختلف استفاده می‌شود. از این­رو در یک فراتحلیل، مجموعه­ای از پژوهش­ها در جنگل‌های راش هیرکانی بررسی شد. در این پژوهش علت وجود تفاوت در حجم سرپای توده در مناطق مختلف جنگل­های هیرکانی نیز استدلال­هایی بیان شده است. این اولین پژوهش فراتحلیل در زمینه حجم سرپا در راشستان­های هیرکانی است.
مواد و روش‌ها: پژوهش­های مرتبط با موضوع حجم سرپا در پایگاه­های ملی و بین‌المللی بدون محدودیت زمانی تا زمستان 1401 جستجو شدند. در این پژوهش پس از بررسی دقیق مقالات متعدد، از داده­های (میانگین، انحراف معیار و تعداد نمونه) 18 پژوهش اصیل مرتبط با متغیر حجم سرپا در جنگل‌های راش هیرکانی استفاده شد. این پژوهش‌ها در مجلات International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering، European Journal of Forest Research و Natural Areas Journal و (ﺗﺤﻘﻴﻘﺎت ﺟﻨﮕﻞ و ﺻﻨﻮﺑﺮ اﻳﺮان (هفت پژوهش)، ﭘﮋوﻫﺶﻫﺎی ﻋﻠﻮم و ﻓﻨﺎوری ﭼﻮب و ﺟﻨﮕل (سه پژوهش)، بوم­شناسی جنگل­های ایران (سه پژوهش)، جنگل و فرآورده­های چوب (یک پژوهش) و پژوهش و توسعه جنگل (یک پژوهش)) چاپ شده بودند. در این پژوهش، فقط برآورد حجم سرپا (نه رویش حجم سرپا) در نظر گرفته شد. در برخی از موارد داده­های مورد نیاز مانند انحراف معیار در مقالات چاپ شده وجود نداشت که این دسته از مقالات از روند فراتحلیل خارج شدند یا در موارد خیلی کم با دسترسی به داده­های خام نویسندگان، مورد محاسبه قرار گرفت. این داده­ها به نام­های مختلف از قبیل حجم سرپا، حجم سرپای توده، حجم سرپای جنگل و رویش حجمی در جنگل‌های با ویژگی­های ساختاری متفاوت در این مقالات وجود داشت. به‌دلیل معنی­دار شدن آزمون کوکران کیو (P≤0.05) و مقادیر بیشتر از 75 درصد برای آماره I2، از مدل اثرهای تصادفی برای فراتحلیل استفاده شد. برای یافتن منبع ناهمگنی بین پژوهش­ها، تحلیل زیرگروه بر اساس مناطق جغرافیایی (استان) و ترکیب توده انجام شد. نتایج یک فراتحلیل را می‌توان در قالب یک نمودار انباشت نشان داد که عمومی­ترین و رایج­ترین روش نمایش اندازه­های اثر است. در این پژوهش از نرم‌افزار Comprehensive meta-analysis ver. 3 استفاده شد.
یافته‌ها: میانگین حجم سرپای توده با توجه به معنی­دار شدن آزمون کوکران کیو و شاخص I2 بر اساس مدل اثرهای تصادفی 805/386 سیلو در هکتار (بازه اطمینان 95 درصد: 689/438-920/334) برای جنگل‌های راش هیرکانی برآورد شد. کم‌ترین و بیش‌ترین این مقدار به­ترتیب به مقدار 3/252 و 685 سیلو در هکتار در جنگل‌های مازندران بود. بیشترین پژوهش در مکان‌های مختلف جنگل­های راش در استان مازندران انجام شد. تحلیل زیرگروه­ بر اساس استان (مناطق جغرافیایی) نشان داد بیشترین این مقدار بر اساس مدل تصادفی در جنگل‌های استان گیلان به مقدار 45/424 سیلو در هکتار (بازه اطمینان 95 درصد: 469/571-438/277) است. کمترین آن به مقدار 638/285 سیلو در هکتار (بازه اطمینان 95 درصد: 013/404-264/167) بر اساس مدل تصادفی در جنگل‌های استان گلستان برآورد شد. فراتحلیل حجم سرپا در جنگل­های هیرکانی بر اساس ترکیب گونه درختی نشان داد بیشترین این مقدار بر اساس مدل تصادفی برای تیپ خالص راش به مقدار 272/394 سیلو در هکتار (بازه اطمینان 95 درصد: 417/510-688/277) است. کمترین آن به مقدار 147/385 سیلو در هکتار (بازه اطمینان 95 درصد: 344/444-949/325) برای تیپ راش آمیخته به­دست ­آمد. طبق نتایج این فراتحلیل، حجم سرپا در جنگل­های راش هیرکانی در تیپ خالص راش به اندازه 125/9 سیلو در هکتار بیشتر از تیپ راش آمیخته است.
نتیجه‌گیری کلی: میانگین حجم سرپا در جنگل‌های راش هیرکانی در حدود 386 سیلو در هکتار برآورد شد. بیشترین این مقدار در جنگل‌های گیلان در حدود 424 سیلو در هکتار است. بیشترین این مقدار برای تیپ خالص راش به مقدار 394 سیلو در هکتار است. بر این اساس، در برنامه­ریزی­های مدیریتی برای حفظ پایداری و تحمل مناسب توده، توصیه می­شود حجم سرپای توده در حد میانگین حفظ شود. برآورد مقدار میانگین مشخصه­های ساختاری در بزرگ مقیاس اطلاعات کمّی از وضعیت ساختاری جنگل­ها برای اتخاذ سیاست مناسب و نزدیک به واقعیت را فراهم می­آورد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Meta-analysis of stand volume variable in Hyrcanian beech forests

نویسندگان [English]

  • Mohammad Esmaeilpour 1
  • Kiuomars Sefidi 2
1 Assistant Professor, Department of Forestry, Ahar Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tabriz, Ahar, I. R. Iran
2 Professor, Department of Forest Science and Engineering, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, I. R. Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Several studies have been conducted to estimate stand volume in Hyrcanian beech forests (pure and mixed beech satnd type), so that different results have been obtained from these studies. Meta-analysis is a quantitative statistical method for combining the results of a set of separate studies that are all about a specific topic. In meta-analysis, by collecting data from many studies, the number of samples increases and therefore the range of changes becomes smaller, as a result, the importance of statistical findings increases. In meta-analysis, if there is homogeneity between the articles used, the model with fixed effects is used, and if there is heterogeneity between different articles, the model with random effects is used to combine different articles. Therefore, in a meta-analysis, a series of researches in Hyrcanian beech forests were examined. In this research, some arguments have been made about the reason for the difference in the satnd volume in different areas of the Hyrcanian forests. This is the first meta-analysis research in the field of stand volume in Hyrcanian beech forests.
Methodology: Researches related to the topic of stand volume were searched in national and international databases without time limit until the winter of 2022. In this research, after a detailed review of numerous articles, the data (mean, standard deviation and number of samples) of 18 original studies related to the stand volume variable in Hyrcanian beech forests were used. These researches were published in the International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering, European Journal of Forest Research, and Natural Areas Journal, Iran's Forest and Poplar Research (seven researches), Wood and Forest Science and Technology Researches (three researches), Iranian Forest Ecology (three studies), Forest and Wood Products (one study) and Forest Research and Development (one study)) were published. In this research, only the estimation of stand volume (not growth of stand volume) was considered. In some cases, the required data, such as standard deviation, were not available in the published articles, so these articles were excluded from the meta-analysis process, or in few cases, they were calculated by accessing the raw data of the authors. These data had different names such as stand volume, forest stand volume, and growth stand volume in forests with different structural characteristics in these articles. Due to the significance of the Cochran Q test (P≤0.05) and values greater than 75% for the I2 statistic, the random effects model was used for meta-analysis. To find the source of heterogeneity between studies, subgroup analysis was performed based on geographical regions (province) and stand composition. The results of a meta-analysis can be shown in the form of an forest plot, which is the most general and common method of displaying effect sizes. In this research, the software Comprehensive meta-analysis ver. 3 was used.
Results: According to the significance of the Cochran Q test and the I2 index, the average stand volume was estimated to be 386.805 sylve/h (95% confidence interval: 334.92-438.68) for Hyrcanian beech forests based on the random effect model. . The lowest and highest amounts were 252.3 and 685 sylve/h respectively in the forests of Mazandaran. Most of the research was done in different places of beech forests in Mazandaran province. The subgroup analysis based on the province (geographical regions) showed that the highest value is based on the random model in the forests of Guilan province with the amount of 424.45 sylve/h (95% confidence interval: 277.57-438.46). The lowest was estimated as 285.63 sylve/h (95% confidence interval: 167.26-404.01) based on the random model in the forests of Golestan province. The meta-analysis of standing volume in the Hyrcanian forests based on tree stand composition showed that the highest value was based on the random model for the pure type of beech at the amount of 394.272 sylve/h (95% confidence interval: 277.510-688-417). The lowest value of 147/38 sylve/h (95% confidence interval: 325.94-444.34) was obtained for mixed beech type. According to the results of this meta-analysis, the volume of stands in the Hyrcanian beech forests in the pure type of beech is 125.9 sylve/h more than in the mixed type of beech.
Conclusion: The average volume of stands in Hyrcanian beech forests was estimated at about 386 sylve/h. The highest amount in the forests of Guilan is about 424 sylve/h. The highest amount is 394 sylve/h for the pure type of beech. So, in management plans to maintain the stability and proper tolerance of the stand, it is recommended to keep the volume of the stand at the average level. Estimating the average value of structural characteristics on a large scale provides quantitative information on the structural condition of forests to adopt a suitable and realistic policy.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forest structure
  • Old growth forest
  • Oriental beech
Azizi, Z.; Najafi, A.; Fatehi, P.; Pirbavaghar, M.; Forest stand volume estimation using satellite IRS_P6 (LISS_IV) data (Case study: Lirehsar, Tonekabon). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2010, 1, 143-151. (In Persian) 
Bayat, M.; Gorzin, F.; Ten-year assessment of forest growth using permanent sample plots (Case study: Gorazbon District in Kheyroud Forest, Mazandaran province). Journal of Environmental Science and Technology 2019, 21, 127-138. (In Persian) 
Chen, L.; Ren, C.; Zhang, B.; Wang, Z.; Multi-sensor prediction of stand volume by a hybrid model of support vector machine for regression kriging. Forests 2020, 11, 296.
Etemad, V.; Moridi, M.; Delfan Azary, M.; Kakavand, M.; Quantitative and qualitative evaluation of deadwoods in mixed beech-hornbeam stands in the optimal stage (Case study: Kheyrood forest, Nowshahr). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2017, 25, 397- 386. (In Persian)
Ghanbari Motlagh, M.; Babaie Kafaky, S.; Mataji, A.; Akhavan, R.; Prelude on estimation of carbon reserves in beech forests of northern Iran, Human and Environment 2021, 57, 1-15. (In Persian)
Hamidi, SK.; Fallah, A.; Bayat, M.; Hosseini Yekani, S.A; Determining the Forest Volume Growth using Permanent Sample Plots (Case Study: Farim Forest, Jojadeh District). Ecology of Iranian Forests 2016, 4, 1-8. (In Persian) 
Harmon, M.E, Sexton, J. Guidelines for measurements of woody detritus in forest ecosystems, U.S.A. LTER Publication, Seattle, Washington. 1996; p 73.
Hassanzad Navroodi, I.; Ahmadzadeh, H.; Bonyad, A.E.; A Study on the Accuracy and Precision of Estimation of the Number, Basal Area and Standing Trees Volume per Hectare Using of some Sampling Methods in Forests of Nav Asalem. Ecology of Iranian Forests 2019, 7, 1-10. (In Persian)    
Kakavand, M.; Marvi-Mohadjer, M.R.; Sagheb-Talebi, K.; Sefidi, K.; Moridi, M.; Abbasian, P.; Quantity and quality of deadwood in the mid-successional stage in oriental beech (Fagus orientalis Lipsky) stands (Case study: Kheyrood forest, Nowshahr). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2017, 24 (4), 612-622. (In Persian) 
Kalbi, S.; Fallah, A.; Shataei Joybari, S.; Estimation of forest biophysical properties using SPOT HRG data (Case Study: Darabkola Experimental Forest). Journal of Wood and Forest Science and Technology 2014, 20(4), 117-133. (In Persian)
Kanmehr, A.; Hojati, S.M.; Mahmoodi, M.; Study of tree quantitative and qualitative characteristics and soil fertility in pure and ‎mixed stands of beech and hornbeam. Forest Research and Development 2022, 8, 81-95. (In Persian)
Mansouri, A.; Norouzi, S.; Yekta Kooshali, M.H.; Azami, M.; The relationship of maternal subclinical hypothyroidism during pregnancy and preterm birth: A systematic review and meta-analysis of cohort studies. The Iranian Journal of Obstetrics, Gynecology and Infertility 2017, 19, 69-78. (In Persian) 
Mohammadi, J.; Shataei, S.; Namiranian, M.; Eslami, V.; Assessing Effect of Ground Sampling Intensity on Estimating Forest Quantitative Characteristics Using Fusion of Airborne Laser Scanner Data and Ultra Cam-D Images. Journal of Wood and Forest Science and Technology 2016, 23, 155-180. (In Persian)
Moridi, M.; Sefidi, K.; Etemad, V.; Stand characteristics of mixed oriental beech (Fagus orientalis Lipsky) stands in the stem exclusion phase, northern Iran. European Journal of Forest Research 2015, 134, 693–703.
Mosavi, S.N.; Eshagh-Nimvari, M.; Kazemnejad, F.; Effects of physiographical factors on biodiversity and tree biomass in Nowshahr forests. Forest Research and Development 2022, 8, 279-292. (In Persian)
Noorian, N.; Shataee, S.; Mohammadi, J.; Yazdani, S.; Estimating forest structural attributes by means of ASTER imagery and CART algorithm (Case study: Shastkolateh forest, Gorgan). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2014, 3, 434-446. (In Persian)
Pigott, T. D. Advances in meta-analysis, Springer, 2012; p 170. 
Sagheb Talebi, K.H.; Parhizkar, P.; Hassani, M.; Amanzadeh, B.; Hemmati, A.; Khanjani Shiraz, B; Preliminary results of survey on stand structure in permanent research plots of Hyrcanian intact beech (Fagus orientalis Lipsky) forests. Journal of Forest and Poplar Research 2019, 2, 163-179.
Sefidi, K.; The influence of forest histories on dead and habitat trees in the old growth forest in northern Iran. International Journal of Agricultural and Biosystems Engineering 2015, 9, 1019- 1023.
Sefidi, K.; Esmaeilpour, M.; Meta-analysis of dead tree volume variable in Hyrcanian forests. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 2022, 29(2), 121-136. (In Persian)
Sefidi, K.; Marvi mohadjer, M.R.; Dynamic of coarse woody debris among stand developmental stages of mixed beech (Fagus orientalis) forests. Forest Research and Development 2016, 2, 17-32. (In Persian)
Sefidi, K.; Marvie Mohadjer, M.; Etemad, V.; Mosandl, R.; Late successional stage dynamics in natural Oriental beech (Fagus orientalis Lipsky) stands in northern Iran (Case study: Gorazbon district of Kheiroud-Kenar experimental forest). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2014, 22(2), 270-283. 
Sefidi, K.; Marvie Mohadjer, M.; Mosandl, R.; Copenheaver, C.A.; Coarse and fine woody debris in mature oriental Beech (Fagus orientalis Lipsky) forests of northern Iran. Natural Areas Journal 2013, 33, 248-255.
Sefidi, K.; Sagheb Talebi, K.; Noubahar, S.; Qualitative and quantitative evaluation of habitat and dead trees in the developmental old-growth phase in the oriental beech forests. Journal of Forest and wood product 2019, 3, 215-226. (In Persian)