بررسی اثر روشنه‌ها بر رویش شعاعی تاج درختان توده‌های طبیعی جنگل‌های هیرکانی با استفاده از تصاویر دوربین رقومی هوایی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 گروه جنگلداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشگده علوم جنگل دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

چکیده

مقدمه و هدف: روشنه‌های تاج‌پوشش جنگلی، نقش مهمی در تنظیم ساختار و پویایی بوم­سازگان­های جنگلی ایفا می‌کنند. این روشنه‌ها با تغییر در الگوهای نور، رطوبت و رقابت فضایی، می‌توانند به‌طور مستقیم بر رشد تاجی درختان مجاور تأثیرگذار باشند. از آنجا که روشنه‌ها نقش تعیین‌کننده‌ای در تنظیم پویایی فضایی و نوری جنگل دارند، کسب اطلاعات دقیق از وضعیت آنها و تحلیل اثراتشان بر رویش تاج‌پوشش درختان، به‌عنوان یکی از ارکان کلیدی در برنامه‌ریزی و اجرای راهبردهای مدیریت پایدار جنگل‌ها، اهمیت ویژه‌ای دارد. چنین اطلاعاتی می‌تواند در تدوین سیاست‌های مدیریتی، بازسازی ساختار توده‌ها و بهینه‌سازی شدت برداشت در جنگل‌ها مورد استفاده قرار گیرد. از این­رو، در این پژوهش، تأثیر روشنه‌های تاج پوشش درختان بر مقدار رویش گسترۀ تاج به‌صورت رویش شعاعی تاج درختان مجاور روشنه‌ها در مقایسه با رویش تاجی درختان غیر مجاور روشنه‌ها در بخشی از توده‌های طبیعی مدیریت‌شده و مدیریت­نشده جنگل آموزشی و پژوهشی شصت کلاته گرگان و با استفاده از تصاویر هوایی رقومی UltraCam مربوط به‌سا‌‌‌ل‌های 1390 و 1395 مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش‌ها: برای این منظور، وضعیت گسترش و رویش تاج درختان اطراف روشنه‌ها و درختان غیرمجاور روشنه‌ها در دو بازۀ زمانی سال‌های 1390 و 1395 با استفاده از تصاویر دوربین هوایی رقومی UltraCam-D مورد تجزیه‌وتحلیل قرار گرفت. زمین مرجع‌سازی دقیق تصاویر و تهیه ارتوفتوموزاییک رقومی با دقت مکانی بالا در هر دو دوره انجام شد. در گام بعد، 20 روشنه تاج پوشش با پراکنش مناسب و با ابعاد کوچک (150-20 مترمربع)، متوسط (300-150 مترمربع) و بزرگ (بزرگتر از 300 مترمربع)، از روی تصویر ارتوفتوموزاییک سال 1390 و سال 1395 انتخاب شد (این روشنه‌ها در هر دو دوره مشترک بودند). سپس گسترۀ تاج درختان واقع در مجاورت و غیرمجاور روشنه‌ها در هر دو دوره با تفسیر چشمی برداشت و مساحت آنها محاسبه شد. برای آزمایش نرمال بودن داده‌ها و مقایسه مقدار رویش مساحت تاج ‌پوشش درختان (مجاور و غیر مجاور روشنه) در طول دو دوره موردبررسی از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف و از آزمون t جفتی استفاده شد و همچنین برای مقایسه تفاوت بین مقدار رویش تاج درختان مجاور روشنه و غیر مجاور آن از آزمون t مستقل استفاده شد.
یافته‌ها: آمار توصیفی وضعیت گسترۀ تاج درختان اطراف روشنه‌های منتخب نشان داد که در دورۀ 1395 نسبت به 1390، هم درختان مجاور روشنه و هم درختان غیر مجاور روشنه افزایش قابل‌توجهی در کمینه، بیشینه و میانگین گستره تاج داشته‌اند. نتایج بررسی معنی‌داری اثرات روشنه بر رویش تاج پوشش درختان با استفاده از آزمون t جفتی بیانگر آن بود که مقدار رویش شعاعی درختان مجاور روشنه با میانگین 811/20 متر‌مربع و درختان غیرمجاور با روشنه با میانگین 703/14 متر‌مربع در طی پنج سال و در سطح اطمینان 99 درصد معنی‌دار است. همچنین بررسی معنی‌داری و مقایسۀ میان مقدار رویش شعاعی تاج درختان مجاور روشنه و غیر مجاور آن با استفاده از آزمون t مستقل نشان داد که تفاوت میانگین رویش شعاعی تاج درختان مجاور روشنه نسبت به درختان غیر مجاور با آن، از نظر آماری در سطح اطمینان 99 درصد معنی‌دار است و درختان نزدیک به روشنه، از مقدار رویش شعاعی بیشتری در دوره زمانی مورد بررسی (1395-1390) برخوردار هستند. همچنین، متوسط رشد سالانه به­ترتیب برای درختان مجاور و غیرمجاور برابر با 16/4 و 94/2 مترمربع برآورد شد.
نتیجه‌گیری: این پژوهش نشان داد که روشنه‌های تاج‌پوشش جنگلی، به‌واسطۀ افزایش نفوذ نور خورشید به لایه‌های زیرین، موجب بهبود شرایط فتوسنتزی و در نتیجه افزایش رشد تاجی درختان مجاور می‌شوند. مقایسه بین درختان مجاور روشنه‌ها و درختان واقع در توده‌های متراکم بدون روشنه، بیانگر تفاوت معنی‌دار در الگوی رویش شعاعی تاج و بهره‌وری نوری بود. این یافته‌ها اهمیت روشنه‌ها را در تنظیم رقابت فضایی و ارتقای پویایی ساختاری جنگل‌ها برجسته می‌سازد. افزون بر این، بهره‌گیری از تصاویر هوایی با وضوح بالا مانند UltraCam، امکان پایش دقیق تغییرات ساختار تاج درختان را در مقیاس‌های زمانی و مکانی گسترده فراهم کرده و ابزار مؤثری برای تحلیل روندهای بوم­شناسی و ارزیابی پاسخ توده‌های جنگلی به مداخلات مدیریتی محسوب می‌شود. چنین داده‌هایی می‌توانند در طراحی راهبردهای مبتنی بر مدیریت پایدار منابع جنگلی و بهینه‌سازی تصمیمات مدیریتی نقش کلیدی ایفا کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Canopy Gaps on the Radial Growth of Trees Crown of the Hyrcanian Natural Forest Stands Using Digital Aerial Camera Images

نویسندگان [English]

  • Omid Amiri Karbandi 1
  • Shaban Shataee 2
  • Mohammad Hassan Naseri 1
1 Forestry Department Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources
2 forest sciences facualty, Gorgan university of agricultural sciences and natural resources
چکیده [English]

Abstract
Introduction and Aims:
Forest canopy cover gaps caused by natural or human factors can have a significant impact on the growth and development of the stand structure of the surrounding trees. In this study, the impact of the gaps on the growth rate of the crown in the radial growth of the crown of gap-edge trees was investigated compared to the growth of crowns of nongap-edge trees in some managed and unmanaged natural stands of the ShastKalateh Forest, Gorgan.

Material and methods:
In this study, the status of the crown area and the growth of gap-edge trees and nongap-edge trees were analyzed over the two periods of 2011 and 2016 using Ultracam-D digital aerial images. Accurate georeferencing and producing high spatial accuracy digital orthophotomosaics were performed by digital images of both periods. Then, twenty extracted gaps with proper spatial distribution were selected from the images of 2011 and 2016. Then, the crown extent of the trees located in the gap-edge and non-gap-edge areas was digitized by visual interpretation in both periods, and their area was computed. The normalization analysis of the data was performed by the Kolmogorov-Smirnov normalization test, and the significant difference analysis between the growing rate of the crown area of gap-edge trees compared with non-edge gap trees was done using a paired and independent T-test in the R and R Studio software.

Results:
Descriptive statistics of the crown area of gap-edge trees in the selected gaps showed that in the period 2011 to 2016, both gap-edge and non-gap-edge trees had a significant increase in the minimum, maximum, and average crown area. In addition, the results of the significant analysis of the crown radial growth of trees in 2011 and 2016 indicate a significant difference between these two periods at the confidence level of 99 %. The results also showed that the average growth of the crown area in the studied period was 21.09 and 7.14 square meters, and the annual average crown area growth was 4.21 and 2.94 square meters, respectively, for gap-edge and non-edge gap trees.

Conclusion:
This research made it clear that the canopy cover gaps can cause crown growth in gap-edge trees than the trees in the non-gap-edge trees, caused by the provision of appropriate light conditions and optical growth. Also, the use of high-resolution aerial images, such as Ultracam, enables changes to the crown structure of the trees over large time and scales.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Canopy cover
  • Gap-edge trees
  • Hyrcanian forests
  • Light crown growth