تحلیل‌ تغییرات در الگوی رویش بلوط ایرانی (Quercus brantii Lind.) براساس حلقه‌های سالانه در بوم-سازگان جنگلی زاگرس

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری،گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

2 عضو هیات علمی گروه علوم جنگل، دانشگاه ایلام

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

4 استاد دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

5 استادیار، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

چکیده

مقدمه و هدف: آشفتگی‌ها به‌عنوان مهمترین عوامل تغییر بوم‌سازگان‌های طبیعی، ترکیب گونه‌ای، ساختار و عملکرد جنگل‌ها را به‌شدت تحت تأثیر قرار می‌دهند. برای درک بهتر پاسخ درختان به این آشفتگی‌ها، پژوهشگران از ابزارهای مختلفی استفاده کرده‌اند. گاه‌شناسی درختی به‌دلیل ارائه یک چشم‌انداز بلندمدت، از ابزار‌های اساسی برای بررسی تاریخچۀ این آشفتگی‌ها است. در حقیقت، حلقه‌های رویشی داده‌های ارزشمندی را از روند رشد درختان ارائه می‌دهند که این داده‌ها نقش مهمی در درک پویایی جنگل‌ خواهند داشت. استفاده از گاه‌شناسی درختی به‌ویژه برای گونه‌هایی مانند بلوط ایرانی که مرز حلقه‌های سالیانه در این درختان به‌خوبی مشخص است، روش قابل اطمینانی می‌باشد. با شناسایی تغییرات رشد یا همان افزایش ناگهانی رشد شعاعی درختان می‌توان آشفتگی‌ها را شناسایی کرد. در این مطالعه، تغییرات رشد در حلقه‌های سالانه درختان بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) در جنگل‌های زاگرس مورد تحلیل قرار گرفت تا تاریخچۀ آشفتگی‌ها بازسازی شود.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در رویشگاه مله‌پنجاب ودرفاصلۀ 25 کیلومتری از شهرستان ایلام انجام شد. برای انجام این مطالعه، تعداد 15 اصله درخت بادافتاده مورد نمونه‌برداری قرار گرفت. نمونه‌برداری به‌صورت برش‌های عرضی ساقه و با استفاده از اره‌موتوری انجام گرفت. پس از آماده‌سازی نموه‌ها، با استفاده از دوربین عکاسی تصاویری از این نمونه‌ها تهیه شد. سپس این تصاویر به محیط نرم‌افزارCooRecorder انتقال یافت و پهنای حلقه‌های سالانه با در دو جهت مورد اندازه‌گیری قرار گرفت. در ادامه، برای تطابق زمانی نمونه‌ها، استانداردسازی برای حذف روندهای غیراقلیمی از سری‌های رویشی و ایجاد گاه‌شناسی، بستۀ نرم‌افزاری dplR در محیط نرم‌افزار R مورد استفاده قرار گرفت. نهایتاً، تغییرات در الگوی رویش درختان با استفاده از متداول‌ترین روش یعنی محاسبۀ درصد تغییرات رشد برای هر سری از حلقه‌های رویشی و با استفاده از بستۀ نرم‌افزاری TRADER درمحیط R مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. برای شناسایی تغییرات رشد، درصد افزایش رشد در 10سال قبل از سال معین با 10 سال بعد مقایسه شد.
یافته‌ها: تجزیه و تحلیل 30 سری رویشی حاصل از 15 درخت نمونه‌برداری شده، نشان داد که میانگین طول سری‌ها 16/48 سال است. گاه‌شناسی استاندارد به‌دست آمده، دورۀ زمانی 72 ساله (2022-1951) را پوشش داد که پارامترهای آماری کلیدی آن شامل میانگین حساسیت 32/0 و سیگنال تجمعی بالا (معادل 88/0)0 بود که نشان‌دهندۀ سیگنال اقلیمی قوی و همچنین نمونه‌برداری کافی است. با استفاده از بستۀ نرم‌افزاری TRADER و روش میانگین‌گیری رشد شعاعی، در مجموع 15 تغییر ناگهانی رشد شناسایی شد که شامل 6 تغییر اصلی (افزایش رشد بیش از 50%) و 9 تغییر حدواسط (افزایش رشد بیش از 25%) بود. قابل توجه است که 60 درصد از این تغییرات در بازۀ زمانی 2010-1990 رخ داده است، یعنی دوره‌ای با خشکسالی‌های مکرر و افزایش فراوانی آتش‌سوزی در منطقه مشخص که نشان‌دهندۀ فاصلۀ متمرکز آشفتگی در جنگل است.
نتیجه‌گیری کلی: نتایج این مطالعه نشان داد که وقایع اقلیمی (بویژه خشکسالی‌های مکرر) و آشفتگی‌های انسانی (آتش‌سوزی) و زیستی (شیوع آفات) به‌عنوان عوامل کلیدی تغییر الگوی رشد درختان بلوط عمل کرده‌اند. با توجه به تشدید این عوامل در دهه‌های اخیر، انتظار می‌رود که جنگل‌های زاگرس شاهد تغییرات ساختاری بلندمدت (کاهش تراکم، تغییر ترکیب گونه) در آینده باشند. این مطالعه لزوم اجرای مدیریت تطبیقی شامل: 1. پایش مستمر آشفتگی‌ها با استفاده از گاه‌شناسی، 2. توسعۀ برنامه‌های احیای جنگل‌های آسیب‌دیده و 3. کنترل عوامل انسانی تشدیدکنندۀ تنش را برجسته می‌سازد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Analysis of Releases in the Growth Pattern of Persian Oak (Quercus brantii Lind.) Based on Annual Rings in the Zagros Forest Ecosystem

نویسندگان [English]

  • Elham Motaharfard 1
  • Ali Mahdavi 2
  • Reza Akhavan 3
  • asghar Fallah 4
  • Reza Omidipur 5
1 Ph.D. student of Forest Sciences, Department of Forest Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Ilam University, Ilam, Iran
2 Dept. Forest Sciences, Ilam University
3 AssociateProfessor, Research Institute of Forests and Rangelands,Agricultural Research Educationand Extension Organization (AREEO),Tehran, Iran
4 Prof., Sari Agriculture Sciences and Natural Resource University, Sari, Mazandaran
5 Assistant Prof., Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Agriculture, Ilam University
چکیده [English]

Analysis of Releases in the Growth Pattern of Persian Oak (Quercus brantii Lind.) Based on Annual Rings in the Zagros Forest Ecosystem

Background and objectives: Disturbances, as the most important factors in changing natural ecosystems, severely affect the species composition, structure, and function of forests. To better understand tree responses to these disturbances, researchers have employed various techniques. Dendrochronology, due to its ability to provide a long-term perspective, is a unique tool for investigating this issue. Indeed, growth rings provide valuable data on the growth process of trees, which will play an important role in understanding forest dynamics. Using tree chronology is a reliable method, especially for species such as Persian oak (Quercus brantii Lind.), where the ring boundaries in these trees are well distinguished. In this study, growth variations in the annual rings of Persian oak trees in the Zagros forests were analyzed to reconstruct the history of disturbances.
Methodology: This study was conducted in the MelehPunjab Site, 25 km from Ilam city. To this study, a total of 15 wind-fallen trees were sampled in Ilam County. Sampling was done by cross-sections on the stem using a chainsaw. After sample preparation, images of these samples were taken using a camera. Then, these images were transferred to the CooRecorder software environment and the width of the tree rings was measured. Next, for cross-dating of the samples, standardization to remove non-climatic trends from the growth series and creation of chronology, the dplR software package was used in the R software environment. Finally, releases in tree growth patterns were analyzed using the most common method, namely calculating the percentage of growth changes for each series of tree rings, using the TRADER software package in the R. To detect a growth release, the percent growth increase from 10 years before a given year was compared to 10 years after the year of interest.
Results: The analysis of 30 tree-ring series from 15 sampled trees revealed an average series length of 48.16 years. The resulting standard chronology spanned a 72-year period (1951–2022), with key statistical parameters indicating a mean sensitivity of 0.32 and a high expressed population signal (EPS) of 0.88, confirming a strong common climatic signal and sufficient sample depth. Using the TRADER package and the radial-growth averaging technique, a total of 15 growth release events were identified, consisting of 6 major releases (growth increase >50%) and 9 moderate releases (growth increase >25%). Notably, 60% of these releases occurred between 1990 and 2010, a period characterized by recurrent droughts and increased wildfire frequency in the region, indicating a concentrated phase of forest disturbance.
Conclusion: The results of this study demonstrate that climatic events (particularly recurrent droughts) and anthropogenic disturbances (i.e., wildfires) as well as biotic stressors (i.e., pest outbreaks) have significantly influenced growth patterns in oak trees. With the intensification of these drivers in recent decades, the Zagros forests are likely to experience long-term structural changes, including reduced stand density and shifts in species composition. These findings highlight the urgent need for adaptive management strategies, including: 1. Implementing continuous disturbance monitoring through dendrochronological approaches, 2. Scaling up restoration programs in degraded forest areas, and 3. Reducing human-induced stressors that amplify ecosystem vulnerability.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Dendrochronology
  • Tree rings
  • Zagros forests
  • Disturbance
  • Growth releases