مطالعه اقلیم شناسی درختی درختان آزاد پارک جنگلی دلند استان گلستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو/دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 استاد

چکیده

سابقه و هدف : طی چند دهه اخیر مطالعات اقلیم شناسی متعددی در نقاط مختلف جهان صورت گرفته است و محققین با روش های اقلیم شناسی درختی اطلاعات اقلیمی موجود در حلقه های رویشی درختان را استخراج و از آن برای بازسازی تغییرا ت اقلیم در گذشته استفاده کرده اند. هدف از انجام این تحقیق بررسی ظرفیت چوب درختان آزاد در بازسازی دما و بارندگی با استفاده از کرنولوژی های پهنای حلقه رویشی و مساحت حفرات آوندی می باشد.
مواد و روش ها : در این تحقیق کرنولوژی های پهنای حلقه و مساحت حفرات آوندی درختان آزاد ساخته شد. برای این منظور با استفاده از مته رویش سنج سوئدی 20 مغزه درخت (core) از درختان سالم استخراج شد، نمونه ها بعد از مراحل آماده سازی و استفاده از تکنیک گچ سفید و ماژیک مشکی توسط اسکنر با قدرت تفکیک 4800 dpi(dot per inch) اسکن شدند. بعد از اسکن کردن نمونه ها توسط نرم افزار ایمیج جی(Image J) پهنای حلقه و مساحت حفرات آوندی نمونه ها اندازه گیری شد. سپس در محیط اکسل سری های زمانی پهنای حلقه و مساحت حفرات آوند ترسیم و این سری ها با روش فریتز(1976) استانداردسازی شد. ویژگی های کرنولوژی های ساخته شده شامل میانگین حساسیت، ضریب خود همبستگی درجه اول، سیگنال جمعیت و ضریب تطابق محاسبه شد، سپس ضرایب همبستگی کرنولوژی ها با داده های دما و بارش ایستگاه هواشناسی مجاور رویشگاه محاسبه و از این همبستگی ها برای بازسازی دما و بارش استفاده شد. برای بازسازی از روش تقسیم داده ها ((split – sample calibration verification استفاده شد و برای بررسی اعتبار بازسازی از آماره های ساین تست و کاهش خطا استفاده شد.
یافته ها: آنالیز همبستگی ها نشان داد که در مقیاس سالانه پهنای حلقه و مساحت حفرات آوندی با بارش سال قبل از رویش همبستگی مثبت و معنی دار دارد، در مقیاس فصلی پهنای حلقه با بارش پاییز و بهار سال قبل و سطح آوند با بارش پاییز سال قبل همبستگی مهم و معنی دار دارد. در مورد دما، همبستگی منفی و مهم دمای مرداد سال قبل با پهنای حلقه و مساحت آوند ها مشاهده شد. نتایج حاصل از بازسازی دما و بارش با استفاده از تغییرات پهنای حلقه و سطح آوند نشان داد که بازسازی بارش بهارسال قبل از رویش با استفاده از کرنولوژِی پهنای حلقه و بازسازی پاییز سال قبل از رویش با استفاده از کرنولوژی سطح آوند در این منطقه امکان پذیر می باشد اما بازسازی دما موفقیت آمیز نبوده است.
نتیجه گیری : به نظر می رسد درارتفاعات پایین بازسازی بارش با استفاده از سری های زمانی استاندارد شده تغییرات پهنای حلقه و مساحت حفرات آوندی موفقیت آمیز باشد اما بازسازی دما شاید با کمک دیگر فاکتور های حلقه مانند حداکثر دانسیته چوب پایان یا پهنای چوب پایان موفقیت آمیز باشد. همچنین در این مناطق تاثیر اقلیم سال قبل بر رویش موثر تر از اقلیم سال جاری بوده و در این میان اثر بارش نسبت به دما مهمتر است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Dendroclimatological study on zelkova carpinifolia in Dland national park in gorgan provinc

نویسنده [English]

  • sayed jalal nikray 1
چکیده [English]

Background and objectives: During recent few decades several denderoclimatological studies have been done in different places of the world and researches using denderoclimatology methods extracted the climatic related information from the tree ring and reconstructed past climatic variations. The purpose of this study was to investigate the potential of Siberian elm wood (zelkova carpinifolia) in reconstruction of precipitation and temperature using tree ring width and vessel lumen area chronologies.
Materials and methods: In this study we built zelkova carpinifolia ring width and vessel lumen area chronologies. We extracted 20 cores from intact trees using Swedish increment borer. After preparation the samples were scanned using a 4800 dpi scanner. After scanning ring width and vessel lumen area was measured by image j software. Afterwards ring width and vessel lumen area time series was drowning by Excel software. Standardization of time series was performed by Fritts method (1976). Chronologies characteristics including mean sensitivity, first autocorrelation, express population signal and GLK coefficient was calculated. Correlation coefficient was calculated between ring width and vessel lumen area indexes and neighboring meteorological station precipitation and temperature data. We used Ramian meteorological station data. It was 5 kilometers far from Dland Park. Variations with the most important correlations were used for temperature and precipitation reconstruction. Reconstruction performed by split – sample calibration verification method. For testing validity of reconstruction we used sign test and reduction of error (RE) statistics.
Results: Correlation coefficients analysis indicated that at seasonal scales ring width was significantly, positively correlated with previous year spring and fall precipitation and vessel lumen area was correlated with previous year autumn precipitation. About temperature the only important correlation was observed in August month. Ring width and vessel lumen area were negatively correlated with previous year August temperature. The validity of reconstruction by sign test and reduction of error statistics indicated that reconstruction of previous year spring precipitation using ring width variation and reconstruction of previous year fall precipitation by vessel lumen area variation in this region is successful, but reconstruction of temperature was not successful.
Conclusion: It seems that at low elevation reconstruction of precipitation by ring width and vessel lumen area variation is successful but reconstruction of temperature perhaps needs other tree ring variable such as maximum late wood density or late wood ring width. Also at this region the effect of previous year climatic conditions on ring width and vessel lumen area is more important than current year climatic conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Denderoclimatology
  • zelkova carpinifolia
  • expressed population signal
  • GLK coefficient
  • Dland national park
1.Alizadeh, A. 2008. The basic of hydrology, Ferdousi University, Mashhad, Iran, pages 811.
(in Persian)
2.Balapour, S.H., and Kazemi, M. 2012. Effect of climatic factors (temperature and
precipitation) on Zelkova carpinifolia growth. J. wood and paper researches, 27(1): 69– 80.
(1n Persian)
3.Campelo, F., Nabais, C., and Guiterrez, E. 2010. Vessel features of Quercus Ilex l. growing
under Mediterranean climate have better climatic signals than tree ring width. Trees struct
funct. 24: 463-470.
4.Eckstein, D., and Frisse, E. 1982. The influence of temperature and precipitation on vessel
area and ring width of oak and beech. In: Hughes MK et al (eds) Climate from tree rings.
Cambridge University Press, Cambridge, Pp: 12–13.
5.Feliksik, E., and Wilcznski, S. 2009. The effect of climate on tree-ring chronologies of native
and nonnative tree species growing under homogenous site conditions. Geochronometria: 33:
49-57.
6.Fonti, P., Eilmann, B., Garcia-Gonzalez, I., and Von Arx, G. 2009a. Expeditious building of
ring-porous early wood vessel chronologies without losing signal information. Trees Struct
Funct 23: 665–671. doi:10.1007/s00468-008-0310-z CrossRef.
7.Fonti, P., von Arx, G. Garcia-Gonzalez, I., Elimann, B., Sass-Klaassen, U., Gärtner, H.,
Eckstein, D. 2010. Studying global changes through investigation on the plastic responses of
xylem anatomy in tree rings. New Phytol, 185: 42–63.
8.Fritts, H.C. 2001. Tree Rings and Climate. The Blackburn Press, New Jersey.
9.Fritts, H.C. 1976. Tree-Rings and Climate. New York, London, SanFrancisco. Academic
Press: 567p.
10.Garcia-Gonzalez, I., and Eckstein, D. 2003. Climatic signals of earlywood vessels of oak on
a maritime site. Tree Physiol 23: 497–504.
11.Huber, B. 1943. Uber die sicherheit jahrring chronologischer datierung. Holz als roh – und
werksstoff 6(10 – 12): 263 – 268.
12.Larson, P.R. (1957). Effect of environment on the percentage of summerwood and specific
gravity of slash pine. Yale Univ. Sch. Forest. Bull. 63, New Haven.
13.Leal, S., Souse, V.B., and Pereira, H. 2007. Radial variation of vessel size and distribution in
cork oak wood (Quercus suber). Wood sic technol, 41: 339- 350.
14.Mather, R.A., Kanowski, P.J., and Savill, P.S. 1993. Genetic determination of vessel area in
oak (Quercus robur L., and Q. petraea Liebl): a characteristic related to occurrence of stem
shakes. Ann Sci for, 50: 395–398.
15.Matisons, R., and Dauškane, I. 2009. Influence of climate on early wood vessel formation of
Quercus robur at its northern distribution range in central regions of Latvia. Acta U
Latviensis, 753: 49–58.
16.Matalas, N.C. 1962. Statistical properties of tree-ring data. Intern. Ass. Sei. Hydrol. Publ 7,
39-47.
17.Matisons, R., and Brumelis, G. 2012. Influence of climate on tree ring and early wood vessel
formation in Quercus robur in Latvia. Trees, 26: 1251-1261.
18.Parsapajoh, D., Taghiyari, H., Faezipour, M. 2003. Multilingual glossary of
Denderochronology, 308p. (Translated in Persian)
19.Pourtahmasi, K., Parsapajouh, D., Mohajer, M.M., and Karavi, S. 2008. Assessment of
J.polycarpous radial growth in three growth sites in Iran. J. Jangle and populous, 16(2): 327-
342. (in Persian)
20.Pourtahmasi, K., Brauning, A., and Poursartip, L. 2012. Growth climate responses of oak
and juniper trees in different exposures of the Alborz mountains northern Iran, Trace vol 10,
49-53.
21.Pritzkow, C., Heinrich, H., Grudd, H., and Helle, G. 2014. Relationship between wood
anatomy, tree ring widths and wood density of Pinus sylvestris L. and climate at high latitude
in northern Sweden. Dendrochronologia, 32: 295-302.
22.Phipps, R.L. 1967. Annual growth of suppressed Chestnut Oak and Red Maple, a basis for
hydrologic inference. U.S. Geol. Surv. Prof. Pap. 485-C.
23.Speer, J.H. 2010. Fundamentals of tree-ring research. The University of Arizona Press,
Tucson.
24.Tardif, J.C., and Conciatori, F. 2006. Influence of climate on tree rings and vessel features in
red oak and white oak growing near their northern distribution limit, south-western Quebec,
Canada. Can J. For Res, 36: 2317–2330.
25.Woodcock, D.W. 1989. Climate sensitivity of wood anatomical features in a ring-porous oak
(Quercus macrocarpa). Can J for Res 19: 639–644.
26.Wigley, T.M.L., Briffa, K.R., and Jones, P.D. 1984. On the average value of correlated time
series with applications in dendroclimatology and hydrometeorology. Journal of Climate and
Applied Meteorology, 23(2): 201-213.
27.Zakrzewski, J. 1983. Hormonal control of cambial activity and vessel differentiation in
Quercus robur. Physiol Plantarum, 57: 537–542.
28.Zhang, S.Y. 1997. Variations and correlations of various ring width and ring density features
in European oak: implications in dendroclimatology. Wood Sci Technology. 31: 63–72.
29.Zarean, H., Yazdanpanah, H., Movahedi, S., Jalilvand, H., Momeni, M., and Yarali, N. 2014.
Chronological Study of Quercus Persica Growth Ring Response to Climatic Variables of
Precipitation and Temperature in Zagros Forests J. Appl. Environ. Biol. Sci., 4(4): 247-255.