تحلیل ساختار جنگل‌های ایران: مروری بر پژوهش‌ها و یافته‌ها در اکوسیستم‌های مختلف جنگلی ایران

نوع مقاله : علمی - مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری علوم زیستی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

2 استاد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

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

4 گروه جنگل‌شناسی و حفاظت از طبیعت، دانشگاه کشاورزی کراکف

چکیده

مقدمه و هدف
ارزیابی ساختار جنگل به عنوان یکی از کارآمدترین ابزارها در مدیریت مدرن جنگل تلقی می‌شود. ساختار جنگل نمایانگر توزیع ویژگی‌های درختان در اکوسیستم‌های جنگلی است و شامل عواملی چون سن، اندازه و نوع گونه‌ها می‌شود. بررسی ساختار جنگل برای مدیریت صحیح و حفظ تنوع زیستی ضروری است، زیرا به انتخاب روش‌های مناسب برای پایداری جنگل کمک می‌کند. همچنین، ساختار توده‌های جنگلی به عنوان شاخصی برای ارزیابی کیفیت جنگل، زیستگاه حیات وحش و ارزش‌های زیست‌محیطی مورد توجه قرار می‌گیرد. روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری ساختار جنگل وجود دارد که شاخص‌های نزدیکترین همسایه یکی از آن‌هاست که به تحلیل الگوهای پراکنش و تنوع ابعاد درختان می‌پردازد. پژوهش‌های متعددی در زمینه ساختار توده‌های جنگلی در مناطق مختلف رویشی کشور انجام شده و هدف از این پژوهش، گردآوری، ترکیب، ارزیابی و جمع‌بندی تمام پژوهش‌های انجام‌شده در این زمینه بدون محدودیت زمانی تا سال 2024 میلادی است.
مواد و روش‌ها
این نوشتار، مروری بر مقالات منتشر‌شده در حوزه بررسی ساختار توده‌های طبیعی مناطق رویشی مختلف ایران است. در پایگاه‌های ملی و بین المللی Scopus, Magiran, Science Core Collection, SciELO Citation Index, Sid, Google Scholar, Science Direct, Biological Abstract مقالاتی بدون محدودیت زمانی تا سال 2024 میلادی در مجلات داخلی و خارجی در زمینه ساختار جنگل و با موضوعاتی مانند اثر عوامل فیزیوگرافی (ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت) و اثر مدیریت بر ساختار توده‌ها، کمّی‌سازی ساختار جنگل‌ها، تنوع گونه‌ای و ساختار جنگل، آمیختگی گونه‌ای و الگوی مکانی توده‌های جنگلی جستجو شد. جمعأ 96 مقاله در زمینه ساختار توده‌های جنگلی مورد بررسی قرار گرفت که از این تعداد 46 مورد مربوط به پژوهش‌های انجام‌شده در جنگل‌های شمال کشور (هیرکانی)، چهار مورد مربوط به جنگل‌های ارسباران، 40 مورد مربوط به جنگل‌های زاگرس و شش مورد مربوط به جنگل‌های خلیج و عمانی است. این مقالات بر اساس شاخص‌های ساختار عمودی و افقی، آمیختگی و وضعیت همگنی، تأثیر عوامل فیزیوگرافی و همچنین تاثیر مدیریت و دخالت‌های انسانی بر مشخصه‌های غیرمکانی ساختار مناطق مختلف رویشی ایران گردآوری، جمع‌بندی و در جداول جداگانه سازماندهی شدند.


یافته‌ها
نتایج پژوهش‌های بررسی‌شده با روش‌های مبتنی بر نزدیکترین همسایه نشان داد الگوی مکانی در توده‌های جنگلی هیرکانی و زاگرس به‌ترتیب با گونه غالب راش و بلوط، کاملا مشابه نبوده ولی در بیشتر آن‌ها، الگوی کپه‌ای ارزیابی شده است. در مقابل در توده‌های جنگلی هیرکانی با گونه غالب غیر از راش، الگوی مکانی تصادفی یا مابین تصادفی و کپه‌ای به‌دست آمد. همچنین در بررسی الگوی مکانی با سایر روش‌های بررسی ساختار در توده‌های جنگلی هیرکانی و زاگرس در بیشتر پژوهش‌ها الگوی مکانی کپه‌ای ارزیابی شد. ساختار عمودی در توده‌های جنگلی هیرکانی، زاگرس و خلیج و عمانی نیز روند مشابهی را نشان نداد و بیشترین و کمترین تعداد آشکوب به‌ترتیب مربوط به توده‌های جنگلی هیرکانی و خلیج و عمانی است. همچنین در بیشتر پژوهش‌های بررسی‌شده با روش‌های مبتنی بر نزدیکترین همسایه در جنگل‌های هیرکانی، زاگرس، ارسباران و خلیج عمانی آمیختگی کم و ساختار جنگل همگن ارزیابی شد. نتایج بررسی تأثیر عوامل فیزیوگرافی (شیب، جهت، ارتفاع) بر روی مشخصه‌های غیرمکانی ساختار درختان (قطر برابر سینه، ارتفاع، سطح مقطع، سطح تاج، تعداد درختان) نشان داد که در بیشتر پژوهش‌ها در جهت‌های شمالی و شرقی میانگین شاخص‌های مورد بررسی افزایش یافته ولی با افزایش شیب و ارتفاع از سطح دریا، میانگین این مشخصه‌ها کاهش می‌یابد. همچنین در بیشتر پژوهش‌ها، مدیریت و دخالت‌های انسانی بر روی مشخصه‌های غیرمکانی ساختار توده‌های جنگلی بررسی‌شده (به جز تعداد درختان) اثر منفی دارد.
نتیجه‌گیری کلی
نتایج بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد که ساختار افقی توده‌های جنگلی در مناطق مختلف رویشی ایران متاثر از عوامل طبیعی و انسانی است. تحلیل ساختار جنگل‌های هیرکانی (راش) و زاگرس (بلوط) نشان داد الگوی غالب پراکنش افقی به‌صورت کپه‌ای است که تحت تأثیر عوامل اکولوژیکی نظیر سنگینی بذر و زادآوری لکه‌ای شکل می‌گیرد. شاخص آمیختگی پایین و همگنی ابعاد درختان در مناطق مورد مطالعه، حاکی از غلبه رقابت شدید یا تخریب اکوسیستمی است. ساختار عمودی پیچیده‌تر در جنگل‌های هیرکانی و تأثیر ناهمگون عوامل فیزیوگرافی بر مشخصه‌های ساختاری از دیگر یافته‌هاست. مدیریت جنگل با تأثیر مثبت بر تراکم، اثرات منفی بر شاخص‌های غیرمکانی داشته که لزوم به‌کارگیری روش‌هایی مانند قطع گزینشی، حفظ ساختار لکه‌ای و تدوین دستورالعمل‌های حفاظتی ویژه برای مناطق حساس (به‌ویژه زاگرس) را پررنگ می‌سازد. این مطالعه با محدودیت داده‌های زمانی، نیازمند تکمیل با مدل‌سازی برای تحلیل روند تغییرات ساختاری و پژوهش‌های متاآنالیز مطالعات ساختار توده‌ها در پژوهش‌های آتی است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of the Structure of Iran's Forests: A Review of Research and Findings in Various Forest Ecosystems of Iran

نویسندگان [English]

  • Masoumeh Khazaei Poul 1
  • Javad Eshaghi Rad 2
  • Reza Akhavan 3
  • Jerzy Szwagrzyk 4
1 Faculty of Natural Resources, Urmia University,
2 Faculty of Natural Resources, Urmia University
3 AssociateProfessor, Research Institute of Forests and Rangelands,Agricultural Research Educationand Extension Organization (AREEO),Tehran, Iran
4 Department of Forest Botany and Nature Conservation, Agricultural University of Krakow
چکیده [English]

Extended Abstract
Background and objectives
Evaluating forest structure is considered one of the most effective tools in modern forest management. Forest structure represents the distribution of tree characteristics in forest ecosystems and includes factors such as age, size, and species type. Examining forest structure is essential for proper management and conservation of biodiversity, as it aids in selecting appropriate methods for forest sustainability. Additionally, the structure of forest stands is regarded as an indicator for assessing forest quality, wildlife habitat, and environmental values. Various methods exist for measuring forest structure, one of which is the nearest neighbor index, which analyzes patterns of distribution and dimensional diversity of trees. Numerous studies have been conducted on the structure of forest stands in various regions of the country, and the aim of this research is to collect, compile, evaluate, and summarize all studies conducted in this field with no time restrictions up to 2024.
Methodology
This paper reviews articles published in the field of examining the structure of natural stands in various ecological regions of Iran. Articles published in domestic and international journals related to forest structure, addressing topics such as the effects of physiographic factors (elevation, slope, aspect) and the impact of management on stand structure, quantification of forest structure, species diversity and forest structure, species mixing, and spatial patterns of forest stands were searched in national and international databases including Scopus, Magiran, Web of Science Core Collection, SciELO Citation Index, Sid, Google Scholar, Science Direct, and Biological Abstracts with no time restrictions up to 2024. A total of 96 articles on the structure of forest stands were reviewed, of which 46 pertained to studies conducted in the northern forests of the country (Hyrcanian), four related to the Arasbaran forests, 40 related to the Zagros forests, and six related to the Khalij-Omani forests. These articles were compiled, summarized, and organized into separate tables based on vertical and horizontal structure indices, mixing and homogeneity status, the impact of physiographic factors, and the influence of management and human interventions on the non-spatial characteristics of the structure in various ecological regions of Iran.
Findings
The results of the reviewed studies, which employed nearest-neighbor-based methods, revealed that the spatial patterns in Hyrcanian and Zagros forest stands dominated by beech (Fagus orientalis) and oak (Quercus spp.), respectively, were dissimilar; however, a clustered pattern was observed in most cases. In contrast, in Hyrcanian forest stands dominated by species other than beech, the spatial patterns were either random or intermediate (between random and clustered). Furthermore, spatial patterns analysis using alternative structural assessment methods (e.g., Ripley's K-function, O-ring statistic, distance/quadrat methods) in Hyrcanian and Zagros forest stands predominantly revealed a clustered pattern. The vertical structure exhibited divergent trends among Hyrcanian, Zagros, and Khalij-Omani forest stands, with the highest and lowest number of canopy layers observed in Hyrcanian and Khalij-Omani stands, respectively. Additionally, most reviewed studies employing nearest-neighbor-based methods in Hyrcanian, Zagros, Arasbaran, and Khalij-Omani forests indicated low species mingling and a homogeneous forest structure. The results regarding the influence of physiographic factors (slope, aspect, elevation) on non-spatial structural characteristics of trees (DBH, height, basal area, crown area, tree density) demonstrated that in most studies, the mean values of the examined indices were higher on northern and eastern slopes, whereas they drcreased with increasing slope steepness and elevation. Furthermore, in most studies, forest management and human interventions were found to have a negative impact on the non-spatial structural attributes of the studied forest stands (except for tree density).
Conclusion
The findings of the conducted studies reveal that the horizontal structure of forest stands in Iran's different phytogeographical regions is influenced by both natural and anthropogenic factors. Analysis of the Hyrcanian (beech) and Zagros (oak) forests indicates that the dominant horizontal dispersion pattern is clustered, primarily shaped by ecological factors such as seed weight and patchy regeneration. The low mingling index and uniformity in tree dimensions across the studied regions suggest intense competition or ecosystem degradation. A more complex vertical structure in Hyrcanian forests and the heterogeneous influence of physiographic factors on structural characteristics are additional key findings. While forest management positively impacts stand density, its adverse effects on non-spatial indices highlight the necessity for adopting selective logging, preserving patchy structures, and developing region-specific conservation guidelines (particularly for sensitive areas like Zagros). This study, limited by temporal data gaps, calls for future research to integrate modeling for structural trend analysis and meta-analyses of stand structure studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hyrcanian forests
  • Zagros forests
  • Beech and Oak
  • Stand structure