بررسی ساختار توده‌های جنگلی بلوط تخریب‌یافته در زاگرس شمالی (جنگل‌های پیرانشهر و سردشت)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران

2 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان فارس، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، شیراز، ایران

3 استاد پژوهش، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

4 محقق، بخش تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان آذربایجان غربی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، ارومیه، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: به­منظور مدیریت صحیح جنگل به ابزارهایی نیاز است که با استفاده از آنها بتوان تغییرات ایجاد شده در ساختار جنگل را بررسی کرد. در این پژوهش برای بررسی ساختار جنگل‌های مخروبه بلوط پیرانشهر و سردشت در استان آذربایجان‌غربی، دو قطعه­نمونه یک هکتاری با ابعاد 100 در 100 متر، در دو توده با شرایط متفاوت شامل دارساروین سردشت (دانه و شاخه‌زاد، تاج پوشش 30 درصد) و پردانان پیرانشهر (شاخه‌زاد متراکم، تاج‌پوشش 90 درصد) بررسی شد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش، بررسی ساختار با استفاده از شاخص‌های تراکم، قطر، ارتفاع و رویه‌زمینی، موقعیت مکانی و همچنین شاخص‌های مبتنی بر نزدیک­ترین همسایه در دو قطعه­نمونه یک هکتاری انجام گرفت. متغیرهای ساختاری تمام درختان موجود در قطعه­‌نمونه به‌تفکیک پایه‌های تک‌تنه و شاخه‌زاد اندازه‌گیری شدند. مشخصات گونه، مختصات مکانی، قطر در ارتفاع 5/0 متری تنه، قطر برابر ‌سینه و ارتفاع تمام درختان اندازه‌گیری شد. برای تیپ‌بندی پوشش جنگلی نیز سه معیار تراکم گونه‌ای، سطح مقطع و تاج­پوشش، مورد استفاده قرار گرفت. برای تشریح و کمی‌سازی ویژگی‌های ساختاری توده‌های جنگلی در این پژوهش، از شاخص‌های مبتنی بر نزدیک‌ترین همسایه استفاده شد. بدین منظور از شاخص‌های فاصله تا نزدیک­ترین همسایه‌ها، زاویه یکنواخت، کلارک و اوانز، آمیختگی، اختلاف قطری و اختلاف تاج‌پوشش استفاده شد. محاسبات مربوط به ویژگی‌های ساختاری توده‌های مورد بررسی با استفاده از نرم‌افزار SPSS نسخۀ 20 و محاسبات مربوط به شاخص‌های ساختاری با استفاده از مجموعه نرم‌افزاری Crancod نسخۀ 3/1 انجام شد.
یافته­­ها: در قطعه‌نمونه دارساروین سردشت 277 پایه در هکتار و در قطعه‌نمونه پردانان پیرانشهر، 747 پایه جست گروه در هکتار برداشت شد. نتایج شاخص کلارک و اوانز با مقدار 82/0 و 94/0 به­ترتیب برای توده‌های دارساروین و پردانان و زاویه یکنواخت به همین ترتیب با مقدار 56/0 و 52/0 نشان داد در هر دو توده الگوی پراکنش مکانی کپه‌ای و الگوی پراکنش گونه‌ای تصادفی است. نتایج شاخص آمیختگی نشان‌دهنده آمیختگی بیشتر درختان همسایه، در توده پردانان (65/0) نسبت به توده دارساروین (38/0) است. میانگین شاخص اختلاف قطری برای قطر در ارتفاع نیم‌متری تنه، اختلاف بیشتر توده پردانان (55/0) نسبت به دارساروین (46/0) را نشان می­دهد. اما شاخص اختلاف تاج‌پوشش نشان­دهنده اختلاف بیشتر دارساروین (58/0) نسبت به پردانان (53/0) در تاج‌پوشش درختان است.
نتیجه‌گیری کلی: در مجموع نتایج شاخص تنوع ترکیبی، نشان داد سطح تنوع ترکیبی مکانی، گونه­ای و ابعادی پائینی در دو توده­ جنگلی مورد تحقیق وجود دارد و این نتایج تحت ­تاثیر عوامل تخریبی و همچنین محدودیت تجدید حیات، همخوانی دارد. با توجه به تفاوت توده‌ها در دو قطعه‌نمونه مورد بررسی نتایج حاصل از این شاخص‌ها می‌تواند به­عنوان مبنایی برای مقایسه با سایر جنگل‌های مشابه و تعیین مقدار انحرافات به­وجود آمده در اثر فرایندهای طبیعی و دخالت‌های انسانی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین رسیدن به یک الگوی مدیریت و شیوه جنگل‌شناسی مناسب در جنگل‌های این منطقه و تعیین ساختار و برنامه‌ریزی بر اساس وضع موجود با استفاده از این شاخص‌ها ضروری به‌نظر می‌رسد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the structure of degraded oak forest stands in Northern Zagros Forests (Case study: Piranshahr and Sardasht forests of West Azarbaijan province)

نویسندگان [English]

  • Jalal Henareh 1
  • Seyed Kazem Bordbar 2
  • Mehdi Pourhashemi 3
  • Saber Ghasempour 4
1 Assistant Professor, Forests and Rangelands Research Department, West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Urmia, I. R. Iran
2 Assistant Professor, Natural Resources Department, Fars Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Shiraz, I. R. Iran
3 Professor, Forest Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agriculture, Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I. R. Iran
4 Research Expert, Forests and Rangelands Research Department, West Azarbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Urmia, I. R. Iran
چکیده [English]

Background and objective: In order to properly manage the forest, we need tools that can be used to study the changes in the forest structure. In this research, the structure of degraded oak forests of Piranshahr and Sardasht in West Azerbaijan province were investigated. Characteristics of the stand were investigated in two one-hectare sample plot with dimensions of 100 x 100 meters in two different forest types, including Darsarvin Sardasht (30% canopy cover, coppice with standard) and Piranshahr Pardanan (90% canopy cover and all of trees were of coppice). Using 100% inventory and a set of indices based on the nearest neighbor, three characteristics of location, mixture and dimensions of trees were investigated.
Methodology: The investigation of the structure was done by using the indices of density, diameter, height, basal area and trees location. As well as the indices based on the nearest neighbor in two sample plots were used. The structural variables of all the trees in the sample plot were measured separately for coppice and standard trees. The characteristics of the species, spatial coordinates, diameter at the height of 0.5 meters of the trunk, and height of all trees were measured. Three criteria of species density, basal area and canopy cover were also used for forest typology. To describe and quantify the structural features of forest stands in this research, indices based on the nearest neighbor were used. For this purpose, distance to neighbors, uniform angle, Clark and Evans, Mingling, DBH differentiation and CC differentiation were used. The calculations related to the structural characteristics of the examined stands were done using SPSS version 20 software and the calculations related to the structural indices were done using the Crancod software set (ver 1.3).
Results: The Clarke and Evans index with values of 0.82 and 0.94 for Darsarvin and Pardanan, and uniform angle with values of 0.56 and 0.52, respectively, showed a cluster distribution pattern and random species distribution pattern in both stands. Mingling index shows that there is more mixture of neighboring trees in Pardanan (0.65) than in Darsarvin (0.38). The diameter difference index shows a greater difference in the half-meter trunk diameter of Pardanan (0.55) compared to Darsarvin (0.46). But the canopy differentiation index shows a greater difference in the canopy cover of Darsarvin (0.58) than in Pardanan stand (0.53). The results of the combined diversity index showed that the structural diversity in Pardanan (0.41) is higher than Darsarvin (0.36). This index shows that there is a low level of combined spatial, species and dimensional diversity in the two stands. Results are consistent with the situation of the two regions that are affected by destructive factors and limited regeneration. These results can be used for comparing structural characteristics of forests and determining the impact of human intervention.
Conclusion: The results of the composite diversity index showed that there is a low level of spatial, species and dimensional composite diversity in the two forest stands, and these results are consistent with the influence of destructive factors as well as the limitation of regeneration. Considering the difference in the stands in the two sample plots in this investigation, the results of these indices can be used as a basis for comparison with other similar forests and determining the amount of deviations caused by natural processes and human interventions. Also, it seems necessary to achieve a suitable management model and Silviculture practices in the forests of this region and determine the structure and planning based on the current situation using these indicators.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Mixture
  • Oak
  • Forest Structure
  • Nearest Neighbor
Biabani, K.; Pilehvar, B.; Safari, A., Comparison of spatial patterns and interspecific association of Gall oak (Quercus infectoria Oliv.) and Lebanon oak (Q. libani Oliv.) in two less degraded and degraded oak stands in northern Zagros (Case study: Khedrabad, Sardasht). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2016, 24 (1). 77-88. (In Persian)
Corral, J.J.; Wehenkel, C.; Castelanos, H.A.; Vargas, B.; Dieguez, U., A permutation test of spatial randomness: application to nearest neighbor indices in forest stands. Journal of Forest Research 2010, 15 (4). 218-225.
FAO, 2020. Global Forest Resources Assessment 2020 – Key findings. Rome. https://doi.org/10.4060/ca8753en
Farhadi, P.; Soosani, J.; Alijani V.; Adeli, K., Comparison of the Quercus brantii and Pyrus glabra boiss species structure in Zagros forests (Case Study: Ghalehgol Forest, Khoramabad City, Iran), International Journal of Biosciences 2013, 3 (8). 210-217. (In Persian)
Ghazanfari, H.; Namiranian, M.; Sobhani H.; Mohajer, R.M., Traditional forest management and its application to encourage public participation for sustainable forest management in the northern Zagros mountain of Kurdistan province, Iran. Scandinavian Journal of Forest Research 2004, 19 (4). 65-71.
Gorji Bahri, Y., Study of site quatity of Caucasian Alder (Alnus subcordala C. A. MeY.) in the Caspian Region (west of Mazandaran province). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2000, 4 (1). 1-24. (In Persian)
Henareh Khalyani J.; Pourhashemi M., The need to develop a strategic plan for the restoration and development of the country's forests in line with the UN Decade of Ecosystem Restoration (2021-2030). Iran nature 2021, 6 (1). 25-33. (In Persian)
Henareh Khalyani, J.; Ahmadi Sani, N.; Rashidi, F., Mapping of the distribution and canopy density of Northern Zagros forests using Sentinel-2 satellite images in the West Azerbaijan province, Iran, Journal of Renewable Natural Resources Research 2022, 13 (1). 51-65. (In Persian)
Hosseinzadeh R.; Soosani J.; Naghavi H., The Performance of small samples in quantifying structure central Zagros forests utilizing the indexes based on the nearest neighbors. Journal of Plant Ecosystem Conservation 2021, 8 (17) :41-56. (In Persian)
Hui, G.Y.; Zhang, G.; Zhao, Z.; Yang, A., Methods of Forest Structure Research: a Review. Current Forestry Reports 2019, 5 (3), 142-154.
Jazirehi, M.H.; EbrahimiRostaghi, M., Silviculture in Zagros, University of Tehran Press, Tehran 2003, 560 p. (In Persian)
Kint, V.; Wulf Robert, D.; Noel, L., Evaluation of sampling methods for the estimation of tructural indices in forest stands. Ecological Modeling 2004, 180 (4), 461-476.
Li, Y.; He, J.; Yu, S., Spatial structures of different-sized tree species in a secondary forest in the early succession stage. European Journal of Forest Research 2020, 139 (5), 709–719.
Moradi, N.; Ghahramany, L.; Valipour, A., Monitoring changes in the structural characteristics of pollarded oak stands (Case study: Kocher Forest in Kurdistan province, Iran). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2022, 30 (1), 83-102. (In Persian)
Moridi, M.; Fallah, A.; Pourmajidian, M.; Sefidi, K., 'Quantitative Analysis of Forest Structure at Growing Up Volume Stage in the Evaluation of Natural Beech Stands (Case Study: Kheyroud Forest)', Iranian Journal of Forest 2021, 13 (2), 115-128. (In Persian)
Motz, K.; Sterba H.; Pommerening, A., Sampling measures of tree diversity. Forest Ecology and Management 2010, 260 (11), 1985–1996.
Oliver, C.D.; Larson, B.C., Forest Stand Dynamics, John Wiley, New York 1996, 520p.
Pastorella, F.; Paletto, A., Stand structure indices as tools to support forest management: an application in Trentino forests (Italy). Journal of Forest Science 2013, 59 (4), 159-168.
Piroozy, F.; Soosani, J.; adeli, K.; Maleknia, R.; Naghavi, H.; hossinzadeh, R., The comparison of forest structure in Oak stands with different density and mixture (Case study: Noyjian forests of Khorramabad). Forest Research and Development, 2018, 4 (1). 15-28. (In Persian)
Pommerening, A., Approaches to quantifying forest structures. Forestry 2002, 3 (75), 305-324.
Pommerening, A., Evaluating structural indices by reversing forest structural analysis. Forest Ecology and Management 2006, 224 (3), 266-277.
Pourhashemi, M.; Panahi, P.; Zandbasiri, M., Structural characteristics of oak coppice stands of Marivan Forests, Journal of Plant Research is the Iranian Journal of Biology 2015, 27 (5), 766-776. (In Persian)
Rahimi, H., Bordbar, S. K., Pourhashemi, M., khanhasani, M., safari, H., Jalilian, N. Structure analysis of oak forest‏ ‏stands using neighborhood-based indices (case study: ‎Chaharzebar and Barzeh forests, Kermanshah Province)‎. Forest Research and Development 2023, 9 (1), 115-127. (In Persian)
Ruprecht, H.; Dhar, A.; Aigner, B.; Oitzinger, G.; Raphael, K.; Vacik, H., Structural diversity of English yew (Taxus baccata L.) populations. European Journal of Forest Research 2010, 129 (1), 189-198.
Safari, A.; Shabanian, N.; Heidari, R.H.; Erfanifard, S.Y.; Pourreza, M., Spatial pattern of Manna Oak trees (Quercus brantii Lindl.) in Bayangan forests of Kermanshah. Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2010, 18 (4), (In Persian)
Sagheb-Talebi, Kh.; Sajedi, T.; Pourhashemi, M., Forests of Iran: A Treasure from the Past, A Hope for the Future. Springer 2014, 152p.
Salehyan, M., Comparison of Forest Structure Utilized by Traditional Method with Less-Disturbed Forest Stands in Northern Zagros (case study: Baneh, western Iran), Master's thesis, Faculty of Natural Resources, University of Kurdistan 2009, 84p. (In Persian)
Sefidi, K.; Heidari, Z.; Soltani, A.; Maleknia, R., Structural characteristics of oak communities (Quercus infectoria) in Shineh Galayie Forest, Lorestan province. Forest Research and Development 2020, 6 (1), 153-164 (In Persian)
Szmyt, J., Spatial statistics in ecological analysis: from indices to functions. Silva Fennica 2014, 48 (1), 1-31.
Szmyt, J.; Ceitel, J., Zróżnicowanie przestrzenne i grubościowe drzew w niepielęgnowanych drzewostanach sosnowych o różnym zagęszczeniu początkowym [Spatial and size diversity of trees in untended pine stands of different initial density]. Sylwan 2011, 155 (11), 749–759.
Szmyt, J.; Dobrowolska, D., Spatial diversity of forest regeneration after catastrophic wind in northeastern Poland. iForest 2016, 9 (3), 414-421.
Wang, H.; Z, G.; H, G.; Li, Y.; Hu, Y.; Zhao, Z., The influence of sampling unit size and spatial arrangement pattern on neighborhood-based spatial structure analyses of forest stands. Forest Systems 2016, 25 (1), 1-9.
Zabihollahi S.; Fathizadeh O.; Jamshidi Bakhtar A.; Shabanian N.; Namiranian M., Horizontal and Vertical Structure of Northern Zagros Forests in Relation to Traditional Forestry System (Case study: Havare- Khol Forests). Ecology of Iranian Forest 2021, 9 (17), 62-74. (In Persian)