بررسی اثرات زوال بر تغییرات کمی و کیفی ساختار درختچه ارژن (زاگرس مرکزی، استان لرستان)

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

2 استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

3 دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

4 دکترای جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه لرستان، خرم‌آباد، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: بررسی الگوی مکانی درختان جنگلی برای بررسی ساختار و پویایی جوامع گیاهی ضروری است، به همین دلیل بوم­شناسان در سال­های اخیر روش­های مختلفی برای بررسی الگوی مکانی در جوامع جنگلی توسعه داده­اند. آشفتگی یکی از عوامل اصلی پویایی بوم‌سازگان‌های جنگلی است که در عین حال می­تواند در تخریب و تغییر وضعیت جنگل­ها نیز نقش چشمگیری داشته باشد. در این بین زوال درختان و درختچه­ها یکی از مهم­ترین آشفتگی­هایی است که در سال­های اخیر در جنگل­های زاگرس رخ داده است. این پدیده چند­بعدی و پیچیده تحت تاثیر عوامل زنده و غیر­زنده قرار داشته و از خشک­شدن بخش کوچکی از تاج درختان تا مرگ کامل آنها را شامل می­شود و می­تواند باعث تغییراتی در ساختار و ترکیب بوم‌سازگان‌های جنگلی شود، این امر بستگی به عامل ایجاد اختلال و شدت آن دارد. درختچه ارژن Amygdalus lycioides Spachs گونه­‌ای، با ارزش­های بالای ژنتیکی، بوم­شناختی و اقتصادی است که به‌دلیل سازگاری با شرایط سخت رویشگاهی، گونه مناسبی برای جنگلکاری­ها و احیای جنگل­های مخروبه در استان لرستان محسوب می­شود. با این حال این گونه نیز در سال­های اخیر دچار زوال و خشکیدگی شده است و هر روز بر شدت آن افزوده می­شود. با توجه به اهمیت عناصر ساختاری جنگل­ در مدیریت توده­های جنگلی و نظر به حساسیت و ارزش گونه ارژن در جنگل­های استان لرستان، بررسی ساختار توده­های آن با استفاده از شاخص­های ساختاری می­تواند به احیا رویشگاه­های زوال­یافته این گونه کمک کند. بنابراین هدف از این پژوهش بررسی و شناسایی تأثیرات پدیده زوال بر مؤلفه­های ساختاری درختچه ارژن به­عنوان یکی از گونه­های مهم در سه منطقه از استان لرستان است.
مواد و روش­ها: پس از بررسی­های اولیه میدانی سه منطقه گایکان، دادآباد و ریمله به­عنوان رویشگاه­های مهم ارژن در استان لرستان انتخاب شدند. برای برداشت داده­های میدانی در هر منطقه، پنج قطعه­نمونه‌ یک ­هکتاری مستقر و در هر قطعه­نمونه با روش آماربرداری صد­در­صد مختصات تمامی درختان ثبت شد. همچنین درصد خشکیدگی درختان بر اساس آثار و علائم خشکیدگی در چهار طبقه خشکیدگی یک (کمتر از 5 درصد)، دو (5 تا 33 درصد)، سه (34 تا 66 درصد) و چهار (بیشتر از 66 درصد) برآورد شد. سپس مشخصات مهم ساختاری آنها از جمله قطر برابرسینه، ارتفاع کل درختان، ارتفاع تاج و دو قطر بزرگ و کوچک تاج اندازه­گیری شدند. برای تعیین وضعیت ساختاری درختان از شاخص­های زاویه یکنواخت، میانگین جهت، آمیختگی، چیرگی ابعاد و تمایز استفاده شد. کمی‌­سازی و محاسبه شاخص­‌های ساختار با استفاده از نرم‌افزارCrancod ver 1.3  انجام شد.
یافته­ها: در این پژوهش درصد خشکیدگی درختچه­ها در هر قطعه نمونه ثبت و میانگین درصد خشکیدگی هر منطقه محاسبه شد. براساس نتایج بیشترین خشکیدگی (بیش از 66 درصد) و کمترین خشکیدگی (کمتر از پنج درصد) به ترتیب در مناطق گایکان (4/36 درصد) و دادآباد (29/4 درصد) مشاهده شد. نتایج شاخص­های میانگین جهت و زاویه یکنواخت نشان داد الگوی پراکنش درختچه­های ارژن قبل از وقوع زوال در هر سه منطقه تصادفی بوده است، در­حالی­که پس از رخ­دادن زوال، الگوی پراکنش ارژن میل به کپه­ای­شدن داشته است. بر اساس نتایج شاخص آمیختگی نیز، گونه ارژن در منطقه گایکان کمترین آمیختگی و در منطقه ریمله آمیختگی متوسطی دارد. از نظر شاخص­های چیرگی، نتایج نشان دادند که گونه ارژن قبل و بعد از وقوع زوال نسبت به همسایگانش چیره بوده و شاخص تمایز نیز بیانگر تفاوت زیاد تاج این گونه با سایر گونه­ها بود.
نتیجه­گیری کلی: بر اساس نتایج، شدت­های مختلف زوال در سه منطقه موردبررسی بر تنوع ساختاری توده­های ارژن اثر معنی­داری داشته و سبب بروز تاثیرات منفی و کاهش پیچیدگی در ساختار توده­های ارژن شد. آمیختگی گونه­ای تحت تأثیر الگوی مکانی درختان قرار دارد و گونه­هایی که دارای الگوی کپه­ای هستند دارای آمیختگی کمی با دیگر گونه­ها هستند. مهمترین دلایل وجود الگوی کپه­ای پایه­های ارژن در سه منطقه را می­توان ویژگی­های گونه، ارتباط بین گونه­های همسایه و محیط ناهمگن، شیوه تجدید حیات و تخریب شدید دانست. از نظر شاخص تنوع ابعاد نیز با توجه به حضور گسترده ارژن در سه منطقه موردبررسی ، چیرگی ابعاد تاج این گونه نسبت به سایر گونه­ها قابل توجیح است. این نتایج می­تواند برای شناخت روابط موجود بین گونه­های مختلف بکار رفته و به‌عنوان  پیش­نیازی برای مدیریت بهتر بوم­سازگان مورد استفاده قرار گیرد. به‌منظور مدیریت بهینة این جنگل‌ها، باید عوامل تشدیدکنندة خشکیدگی شناسایی و دخالت‌های انسانی و تخریب­های جنگل کنترل شوند،  همچنین در صورت حفاظت از این رویشگاه­ها می­توان امیدوار بود که وضعیت آنها به حالت مطلوب سوق داده شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effects of the decline on Quantitative and Qualitative Changes of Amygdalus lycioides Spachs structure(case study: central Zagros- Lorestan province)

نویسندگان [English]

  • Somayeh Dehghannejad 1
  • Zahra Mirazadi 2
  • javad Soosnai 3
  • Ramin Hosseinzadeh 4
1 Faculty of Natural Resources, Lorestan University, Khorramabad, I.R. Iran.
2 Lorestan university
3 Associate Professor at Lorestan University, Lorestan, IRAN
4 Lorestan University, Faculty of Natural Resources, Forestry Department
چکیده [English]

The decline observed in Zagros forest is one of the main disturbances that may have caused changes in the structure and composition of forest ecosystems over recent years. This study aims to investigate the effects of the decline on structural characteristics of Amygdalus lycioides Spachs as one of the most important species of Zagros. For this purpose, Gaykan, Dadabad and Rimaleh in Lorestan province were selected. In each region, 5 one-hectare plots were set up and the coordinates of all trees were recorded, then structural characteristics such as diameter at breast height, tree height, canopy height, and canopy diameter were measured. The decline percent of trees was also estimated. To study stand structure some indexes including uniform angle index, Mean directional, differentiation index, Mingling index, were used. Based on the results the highest and lowest decline percentage of Amygdalus lycioides were observed in Gaykan and Dadabad regions respectively. The results showed a random positioning for the trees in the studied types before the decline, while after the decline spatial distribution of trees tends toward a cluster pattern, Rimaleh forest has relatively moderate mixing and Amygdalus lycioides being dominant than their neighbors before and after the decline. In general, decline negatively impacts the structural characteristics of Amygdalus lycioides stands, leading to reduced structural complexity. If escalating factors are managed; such findings can be used as a prerequisite for better ecosystem management and conservation activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Spatial distribution pattern
  • Species diversity
  • Dimensional diversity
  • Dieback
  • Zagros
Aguirre, O.; Hui, G.; Gadow. K. V.; Jimenez. J., An analysis of forest structure using neighborhood-based variables. Forest Ecology and Management 2003, 183, 137-145.
Akhavan, R.; Sagheb-Talebi, Kh.; Hassani, M.; Parhizkar, P., Spatial patterns inuntouched beech (Fagus orientalis Lipsky) stands over forest development stages in Kelardasht region of Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2010, 18 (2), 322-336. (InPersian)
Akhavan, R.; Hassani, M., Quantifying the structure of pure beech forests using spatial structural indices (case study: Hyrcanian forests of Mazandaran province, Iran). Forest research and Development 2023, 9(2), 221-235. (InPersian)
Allen, C.D.; Macalady, A.K.; Chenchouni, H.; Bachelet, D.; McDowell, N.; Vennetier, M.; Kitzberger, T.; Rigling, A.; Breshears, D.D.; Hogg, E.H.; Gonzalez, P.; Fensham, R.; Zhang, Z.; Castro, J.; Demidova, N.; Lim, J.H.; Allard, G.; Running, S.W.; Semerci, A.; Cobb, N., A global overview of drought and heat-induced tree mortality reveals emerging climate change risks for forests. Forest Ecology and Management 2010, 259, 660–684.
Bellassen V.; Luyssaert, S., Carbon sequestration: managing forests in uncertain times. Nature 2014, 506, 153–155.
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).
Boyd, I.L.; Freer-Smith, P.H.; Gilligan, C.A.; Godfray, H.C.J., The consequence of tree pests and diseases for ecosystem services. Science  2013, 342, 57-73.
Cavallora, V.; Bracco, F.; Collina, S., A Focus on Phytochemical and Pharmacological Profile of Prunus lycioides (=Amygdalus lycioides). Medicinal chemistry 2020, 20(20), 2207-2214.
Cooper, J.V.; Sjögersten, S.; Lark, R.M.; Mooney, S.J, To till or not to till in a temperate ecosystem? Implications for climate change mitigation. Environmental Research Letters 2021, 16 (5): 1-16.
Corral-Rivas J.J., Pommerening A., Gadow K. von, and Stoyan D. An analysis of two direc­tional indices for characterizing the spatial distribution of forest trees. In: Models of tree growth and spatial structure for multi-species, uneven-aged forests in Durango (Mexico). PhD dissertation. Faculty of Forest Science and Forest Ecology, Georg-August University of Göttingen. 2006. p. 106–121.
Erfani Fard, Y.; Feghhi, J.; Zobeiri, M.; Namiranian, M., Investigation on the Spatial Pattern of Trees in Zagros Forests. Journal of the Iranian Natural 2008, 60 (4), 1319-1328. (In Persian).
Fallah, A.; Haidari, M., Investigating the Oak Decline in different Crown-Dimensions in Middle Zagros Forests (Case Study: Ilam). Journal Ecology of Iranian Forests 2018, 6 (12), 9-17. (In Persian).
Farhadi, P. An analysis of Zagros forest structure using neighbourhood-based indices (Case Study: Ghalehgol forest, Khoram abad).  MSc thesis. Faculty of Agriculture. University of Lorestan. 2013. 65p. (In Persian).
Farhadi, P.; Soosani, J.; Erafnifard, S.Y., Evaluation level of tree diversity in the Hyrcanian forests using complex structural diversity index (Case study: beech-hornbeam type, Nav-e Asalem, Gilan). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2017, 25 (3), 495-505. (In Persian).
Farhadi, P.; Soosani, J.; Erfanifard, S.Y.; Akhtari, M.H., Analysis of different type’s structure in Nave Asalem-Gilan forests by using nearest neighbor indices. Journal Plant Research 2019, 32 (1), 167-182. (In Persian).
Franklin, J.; Rey, S.J., Spatial pattern of tropical forest trees in Western Polynesia suggest recruitment limitation during secondary succession. Journal of Tropical Ecology 2007, 23, 1-11.
Gea-Izquierdo, G.; Férriz, M.; García-Garrido, S., Aguín, O.; Elvira-Recuenco, M.; Hernandez-Escribano, L.; Martin-Benito, D.; Raposo, R., Synergistic abiotic and biotic stressors explain widespread decline of Pinus pinaster in a mixed forest. Science of the Total Environment 2019, 685, 963-975.
Gessler, A.; Schaub, M.; McDowell, N.G., The role of nutrients in drought-induced tree mortality and recovery. New Phytol 2017, 214, 513–520.
Harris, L.D. The fragmented forest: Island Biogeography Theory and the Preservation of Biotic Diversity. University of Chicago Press, Chicago, 1984 ; p 230.
Henareh, J.; Bordbar, S.K.; Pourhashemi, M.; Ghasempour, S., Investigating the structure of degraded oak forest stands in Northern Zagros Forests (Case study: Piranshahr and Sardasht forests of West Azarbaijan province), Forest research and development 2024, 9 9(4), 535-552. (In Persian)
Hosseini, A., Effects of some of Persian oak tree and stand characteristics on crown dieback rate in oak forests of medium Zagros.  Journal of Forest Ecosystems Researches 2014, 1 (1), 37-50. (In Persian)
Hosseinzadeh, R. An analysis of Zagros forest structure using permanent plots (Case Study: Ghaleh gol forests, Khorram Abad, Iran); MSc thesis; Faculty of Agriculture; University of Lorestan, 2014; 55p. (In Persian)
Hui, G. Y.; Li, L.; Zhonghua, Z.; Puxing, D., Comparison of methods in analysis of the tree spatial distribution pattern. Acta Ecologica Sinica 2007, 27 (11), 4717-4728.
Hui, G. Y.; Pommerening, A., Analysing tree species and size diversity patterns in multi-species Uneven-aged forests of Northern China. Forest Ecology and Management 2014, 316, 125-138.
Hui, G. Y.; Zhang, G.; Zhao, Z.; Yang, A., Methods of Forest Structure Research: a Review. Current Forestry Reports 2019, 5 (3), 142-154.
Ifeanyiobi, C.; Etuk, U.; Jike-wai, O., Climate change, effects and adaptation strategies: Implication for agricultural extension system in Nigeria. Greener Journal of Agricultural Sciences 2012, 2(2), 53–060.
Irandoost, F.; Emtehani, M. H.; Kiani, B.; Mirshamsi, H., Comparison Investigation of quantitative and qualitative characteristics of maple trees in reserved and unreserved areas (case study: Bagh–e shadi protected area, Yazd). Journal Natural Ecosystems of Iran 2018, 9 (1), 91-101. (InPersian)
Jactel, H.; Petit, J.; Desprez-Loustau, M. L.; Delzon, S.; Piou, D.; Battisti, A.; Koricheva, J., Drought effects on damage by forest insects and pathogens: a meta-analysis. Global Change Biology 2012, 18, 267–276.
Kabrick, J.M.; Dey, D.C.; Jensen, R.G.; Wallendorf, M., The role of environmental factors in oak decline and mortality in the Ozark Highlands. Forest Ecology and Management 2008, 255(5-6), 1409-1417.
Kazempour Larsary, M.; Taheri Abkenar, K.; Pourbabaei, H.; Pothier, D.; Amanzadeh, B., Spatial patterns of trees from different development stages in mixed temperate forest in the Hyrcanian region of Iran. Forest Science 2018, 64 (6), 260–270.
Kint, V.; Robert. D. W.; Noel. L., Evaluation of sampling methods for the estimation of structural indices in forest stands. Ecological Modeling 2004, 180, 461-476.
Kuehne, C.; Weiskittel, A.R.; Fraver, S.; Puettmann, K.J., Effects of thinning-induced changes in structural heterogeneity on growth, ingrowth, and mortality in secondary coastal Douglas-fir forests. Canadian Journal of Forest Research 2015, 45 (11), 1448-1461.
Manion, P.D. Tree Disease Concepts, second ed. Prentice-Hall, New Jersey, USA, 1991.
Manion, P.D.; Griffin, D.H., Large landscape scale analysis of tree death in the Adirondack Park,       New York, Forest Science 2001, 47, 542– 549.
McDowell, N.G., Michaletz, S.T., Bennett, K.E., Solander, K.C., Predicting chronic climate-driven disturbances and their mitigation. Trends in Ecology and Evolution 2018, 33 (1), 15–27.
Modaberi, A. and Mirzaei, J. Study of decline effect on structure of central Zagros forests. Journal of Forest Research and Development 2017, 2(4): 325-336. (In Persian)
Müller, S.; Ammer, C.; Nüßlein, S., Analyses of stand structure as a tool for silvicultural decisions (a case study in a Quercus petraea-Sorbus torminalis stand). Forstwissenschaftliches Central blatt 2000, 119 (1-6), 32-42.
Nguyen, H.; Erfanifard. Y.; Petritan, I., Nearest neighborhood characteristics of a tropical mixed broadleaved forest stand. Forests, 2018, 9 (1), 33.
Oliva, J.; Boberg, J.B.; Hopkins, A.J.M.; Stenlid, J., Concepts of epidemiology of forest diseases. In: Gonthier, Paolo, Nicolotti, Giovanni (Eds.), Infectious Forest Diseases, CAB International, 2013, pp 1–28.
Pirozi, F.; Soosani, J.; Adeli, K.; Maleknia, R.; Naghavi, H.; Hosseinzadeh, 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)
Pir Bavaghar, M., Evaluation of capability of IRS-P6 satellite data for predicting quantitative attributes of forests (case study: Northern Zagros forests). Iranian Journal of Forest 2011, 3 (4), 277-289. (In Persian)
Pommerening, A., Approaches to quantifying forest structures. Forestry 2002, 3, 305-324.
Pommerening, A., Evaluating structural indices by reversing forest structural analysis. Forest Ecology and Management 2006, 224, 266-277.
Pourbabaei, H.; Zandi Navgaran, Sh.; Adel, M. N., Spatial Pattern of Three Oak Species in Chenare Forest of Marivan, Kordestan. Iranian Journal of Natural Resources 2012, 65 (3), 329-339. (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. (InPersian)
Rezaie, E.; Akhavan, R.; Soosani, J.; Porhashemi, M., Efficiency of kriging for estimation and mapping of crown cover and density of Zagros Oak forests (Case study: Dadabad Region, Khorramabad). Forestry and wood products 2014, 67 (3), 359-370.
Ruprecht, H.; Dhar, A.; Aigner, B.; Oitzinger, G.; Raphael, K.; Vacik, H., Structural diversity of English yew (Taxus bacata. L) populations. European Journal of Forest Research 2010, 129, 189-198.
Sagheb Talebi, Kh.; Sajedi, T.; Yazdanian, F., A look at the forests of Iran. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran, 2004, p56.
Scholes, R.; Settele, J.; Betts, R.; Bunn, S.; Leadley, P.; Nepstad, D.; Overpeck, J.;
Taboada, M.G. Terrestrial and inland water systems. In: Field, C., Barros,
V., Mach, K., Mastrandrea, M. (Eds.), Climate Change: Impacts, Adaptation,
and Vulnerability.
Cambridge University Press, Cambridge, 2014; pp 271–360.
Szmyt, J., Spatial statistics in ecological analysis: from indices to functions. Silva Fennica 2014, 38 (1), 31-39.
Young, B.D.; D'Amato, A.W.; Kern, C.C.; Kastendick, D.N.; Palik, B.J., Seven decades of change in forest structure and composition in Pinus resinosa forests in northern Minnesota, USA: Comparing managed and unmanaged conditions. Forest Ecology and Management 2017, 395, 92-103.