مقایسه کمی شاخص‌های تنوع زیستی و متغیرهای محیطی مؤثر بر آن در جنگلهای راش و ممرز (مطالعه موردی: بخش گرازبن جنگل خیرود)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران،

2 دانشجوی دکتری محیطزیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران،

3 استادیار پژوهش مرکز تحقیقات استان کرمان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمان، ایران

چکیده

سابقه و هدف: از گونه‌های مهم جنگل‌های هیرکانی راش و گونه همراه آن یعنی ممرز می‌باشد. با توجه به اهمیت اقتصادی و اکولوژیک این گونه‌ها، ضروری است به منظور مدیریت و حفاظت صحیح از این جنگلها اطلاعات کافی در رابطه با ساختار و سطح تنوع درختی تیپ راش و ممرز و گونه‌های همراه آنها جمع‌آوری و در اختیار مدیران جنگل قرار گیرد که در این پژوهش مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین در این مطالعه، برای نخستین بار در منطقه مورد بررسی، تحلیل همبستگی و تحلیل رگرسیون بین شاخصهای تنوع زیستی و متغیرهای مستقل محیطی انجام شد که از گامهای اساسی در برنامه ریزی و مدیریت جنگل است.
مواد و روشها: به این منظور شاخص‌های تنوع زیستی (شاخص شانون وینر و سیمپسون) در رویشگاه راش و ممرز و در سطح قطعات نمونه ثابت ده آری به صورت جداگانه اندازه‌گیری و مقایسه شد. همچنین، همبستگی و تحلیل رگرسیون این شاخص ها با 16 فاکتور اکوفیزیوگرافیکی که نماینده شرایط زیست‌محیطی منطقه می‌باشند شامل نوردهی فصلی، میانگین درجه حرارت هوا، ارتفاع بالا از نزدیکترین نقطه زهکشی‌شده، شاخس خیسی توپوگرافی، رطوبت نسبی، سرعت باد و سطوح انعکاسی و تشعشی به دست آمد که در بین آنها تنها چهار فاکتور دارای همبستگی معنی‌دار با شاخص های تنوع زیستی بود که شامل دمای هوای نزدیک سطح زمین، شاخس خیسی توپوگرافی، سرعت باد و مجموع انرژی تابشی خورشیدی در هر رویشگاه می‌باشد. همچنین آزمون t جهت بررسی معنی داری اختلاف شاخصهای تنوع زیستی بین دو رویشگاه انجام شد.
یافته ها: نتایج نشان داد در رویشگاه ممرز هر دو شاخص تنوع زیستی بالاتر از رویشگاه راش بوده است. با بررسی ضریب همبستگی متغیرهای محیطی ذکر شده با شاخص تنوع شانون در هر رویشگاه مشخص شد که ضرائب همبستگی متغیرها با شاخص تنوع در رویشگاه ممرز بالاتر از راش بود، به جز ضریب همبستگی مربوط به متغیر مجموع انرژی تابشی که در رویشگاه راش بالاتر و دارای شیب منفی بود که نشان‌دهنده سرشت سایه‌دوستی گونه راش در مقایسه با ممرز می‌باشد. همچنین نتیجه آزمون t تست نشان داد که در مورد شاخص تنوع شانون بین دو رویشگاه اختلاف معنی داری وجود دارد.
نتیجه‌گیری: به طور کلی، شاخص‌های تنوع زیستی دارای توانایی زیادی در تشریح وضعیت جنگل داشته و از مزایای این شاخص‌ها صحت بالا، ارزان بودن و انعطاف‌پذیری دانست. نتایج این پژوهش نشان دهنده بالاتر بودن شاخصهای تنوع زیستی در رویشگاه ممرز نسبت به راش بود که می‌تواند به دلایل مختلفی باشد. در حقیقت، تعیین شاخصهای تنوع زیستی در جوامع جنگلی در گام اول و سپس، بررسی و تعیین عوامل محیطی اثرگذار بر تنوع زیستی گونه‌های درختی، همچنین مقایسه جوامع و رویشگاه‌های جنگلی مهم، از منظر این عوامل، به‌منظور اعمال مدیریت مناسب جنگل، مهم و ضروری می-باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Quantitative Comparison of Biodiversity Indicators and Environmental Variables Affecting it in Beech and Hornbeam Forests (Case Study: Gorazbon Section of Kheyroud Forest)

نویسندگان [English]

  • Mahmoud Bayat 1
  • Sahar Heidari Masteali 2
  • Arsalan Shekarchian 3
1 Assistant Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.
2 Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Assistant Professor, Research Center of Kerman, Agricultural Research, Education and Promotion Organization, Iran.
چکیده [English]

Background and objectives: There are important species of beech and hornbeam In the Hyrcanian forests. Due to the economic and ecological importance of beech as well as the frequency of mixed beech-sufficient information about the structure and the level of beech and hornbeam and their associated species which will be used by Forest managers. Also in this study, for the first time in the study area, correlation analysis and regression analysis between biodiversity indices and independent environmental variables were performed which are essential steps in forest planning and management.
Materials and methods: For this purpose, the indices of biodiversity (Shannon Weiner and Simpson Index) were measured individually in each habitat and then they were compared with each other. In addition, the correlation and regression of these indices with 16 eco-physiographic factors Including seasonal light, average air temperature, high altitude from the nearest drained point, topographic shafts, relative humidity, wind speed, reflection and radiation levels representing the environmental conditions of the region was obtained. Among them, only four factors had a significant correlation with biodiversity index. These factors are air temperature near the surface of the Earth, topographic wetness index, wind speed, and total solar radiation energy in each habitat. Also, t-test was performed to investigate the significant differences between biodiversity indices between the two habitats.
Results: The results showed that both Biodiversity indices were higher in Hornbeam habitat than Rash habitat. The correlation coefficient of the environmental variables mentioned in the Shannon diversity index in each habitat indicated that the correlation coefficients of the variables with the variability index in the hornbeam habitat were higher than the rash except for the correlation coefficient related to the total solar energy variation in the Beech habitat which was higher than beech, with a negative slope indicating the nature of the friendliest shade of beech species compared to hornbeam.
Conclusion: the higher Shannon species diversity and Simpson uniformity index in beech habitat, confirms the tendency for this species to be mixed with its non-homogeneous trees and high competition at this stage of the sequence in beech habitat. In fact, the mass distribution of beech is a factor in the high competition and, consequently, a low index of uniformity. The results of this study showed that biodiversity indices were higher in hornbeam than in beech, which could be due to various reasons. In fact, determining biodiversity indices in forest communities firstly and then, examining and determining environmental factors affecting the biodiversity of tree species, as well as comparing important forest habitats and communities from the perspective of these factors for management purposes. Forests are important and essential.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Beech
  • Biodiversity
  • Hornbeam
  • Shannon Weiner
  • Protection

مراجع

1.Aguirre, O., Hui, G., Gadow, K.V., and Jimenez, J. 2003. An analysis of forest structure using neighborhood-based variables. Forest Ecology and Management. 183: 137-145.
2.Alijani, V., Feghhi, J., and Marvi Mohadjer, M.R. 2012. Investigation on the beech and oak spatial structure in
a mixed forest (Case study: Gorazbon district, Kheiroud forest). J. of Woodand Forest Science and Technology.
19: 3. 175-188. (In Persian)
3.Alijani, V., Feghi, J., Zobeir, M., and Marvi mohajer, M. 2003. Quantifyingthe spatial structure in Hyrcanian submountain forest (Case study: Gorazbon district of Kheiroud forest, Noushahr, Iran). Natural Environment.65: 1. 111-125. (In Persian)
4.Aubert, M., Didier, A., and Bureau, F. 2003. Diversity of plant assemblage in temperate forest; a case study in Normandy (France). Forest Ecology and Management. 175: 321-337.
5.Bahmani, H., Ataei, I., and Moradmand Jalali, A. 2014. Comparison of biodiversity indices of tree species in Darabkala forest. Science and Environmental Technology. 15: 4. 55-64. (In Persian)
6.Bayat, M., Heidari, S., and Bourqu, Ch. 2018. Application of symbolic regression and geographic information system in Kheyroud watershed to provide spatial models that affect the surface ofthe landscape. Environmental Science. 44: 3. 411-424. (In Persian)
7.Bourque, C.P.A., Bayat, M., and Zhang, C. 2019. An assessment of height–diameter growth variation in an unmanaged Fagus orientalis-dominated forest. European J. of Forest Research,1-15.
8.Ejtehadi, H., Zare, H., Amini Eshkevari, T., and Atashgahi, Z. 2015. Study of species diversity of trees and flora in different heights and eastern and western slopes of Shirin river valley, Mazandaran province. Iran Taxonomy and Biosystematics. 25: 39-52. (In Persian)
 9.Emborg, J. 1996. Biodiversity in natural versus managed forest in Denmark. Forest Ecology and Management. 85: 47-51.
10.Erfani, M., Danehkar, A., Salman Mahini, A., and Etemad, V. 2018. Beta diversity modeling in turbulence gradient and environmental factors of Hyrcani-Kheiroud forests of Nowshahr. Science and Environmental Technology. 8: 2. 18-28 (In Persian)
11.Farhadi, P., Soosani, J., and Erfanifard, S.Y. 2017. Evaluation level of tree diversity in the Hyrcanian forests using complex structural diversity index
(Case study: beech-hornbeam type, Nav-e Asalem, Gilan). Iranian J. of Forest and Poplar Research. 25: 3. 495-505.
(In Persian)
12.Gadow, K., and Hui, G.Y. 2002. Characterizing forest spatial structure and diversity. Allgemeine Forst-und Jagdzeitung. 170: 117-122.
13.Ghomi oili, A., Hoseini, M., Metaji, A., and Jalali, G.H. 2008. Biodiversity study of wood species and regeneration in
two plant communities managed in Kheyroudkanar area of Noshahr. Environmental Science. 3: 43. 101-106. (In Persian)
14.Habashi, H., Hosseini, S.M., Mohammadi, J., and Rahmani, R. 2007. Stand structure and spatial pattern of trees in mixed Hyrcanian beech forest of Iran. Iranian J. of Forest and Poplar Research. 1: 55-64. (In Persian)
15.Jalali, G.H., Hoseini, M., Afshin, M., and Seifelahian, M. 2000. Investigation of natural regeneration of hornbeam species in Sari forests. Daneshvar Medical. 31: 8. 9-14. (In Persian)16.Kakavand, M., Marvie Mohadjer,
M.R., Sagheb-Talebi, Kh., and Sefidi, K. 2014. Structural diversity of mixed beech stands in the middle stage of succession (Case study: Gorazbon district, Kheiroud forest of Nowshahr). Iranian J. of Forest and Poplar Research.
22: 3. 411-422. (In Persian)
17.Bourque, C.P.A., and Bayat, M. 2015. Landscape variation in tree species richness in Northern Iran forests. PLoS ONE. 10(4): e0121172.
18.Krebs, C.J. 1999. Ecological methodology. 2nd Ed. Benjamin-Cummings Pub. New York, U.S.A.
19.Murphy, P.N.C., Ogilvie, J., Meng, F.R., White, B., and Bhatti, J.S. 2011. Modelling and mapping topographic variations in forest soils at high resolution: A case study. Ecological Modelling. 222: 2314-2332.
20.Neumann, T.M., and Starlinger, F. 2001. The significance of indices for stand structure and diversity in forests. Forest Ecology and Management. 145: 91-106.
21.Nouri, Z., Zobeiri, M., Feghhi, J., and Marvie Mohadjer, M.R. 2013. An investigation on the forest structure and trees spatial pattern in Fagus orientalis stands of Hyrcanian forests of Iran (Case study: Gorazbon district of Kheiroud forest). Iranian J. of Natural Recourses. 66: 1. 113-125. (In Persian)
22.Pausas, J.G., and Austin, M.P. 2001. Patterns of plant species richness in relation to different environments: an appraisal. Vegetation Science. 12: 153-166.
23.Petritan, A.M., Biris, I.A., Merce, O., Turcu, D.O., and Petritan, I.C. 2012. Structure and diversity of a natural temperate Sessile oak (Quercus petraea L.)- European beech (Fagus sylvatica L.) forest. Forest Ecology and Management. 280: 140-149.
24.Pourbabai, H. 2008. Biodiversity of wood species in forests of Guilan province. PhD thesis. Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modarres University. 264p.25.Pourbabaei, H., and Davoud, Kh.2006. Species diversity of woody plants in the district one forests Kelardasht, Mazandaran province. Iranian J. of Biology. 18: 4. 307-322. (In Persian)
26.Pourmajidian, M., Jalilvand, H., Hojjati, M., and Kianmehr, A. 2014. Investigation of diameter and height in pure and mixed managed beech and hornbeam stands (Case study: A series of a forestry planof Nekachoob). Fourth International Conference on Environmental Challenges and Tree Chronology, Sari, 14-16 May. 2014: 1-10. (In Persian)
27.Rapp, V. 2003. New findings about old-growth forests. USDA Forest Service PNW Research Station, 11p.
28.Ratcliffe, S., Holzwarth, F., Nadrowski, K., Levick, S., and Wirth, C. 2015.Tree neighbourhood matters–tree species composition drives diversity–productivity patterns in a near-natural beech forest. Forest Ecology and Management. 335: 225-234.
29.Sagheb-Talebi, Kh., Pourhashemi, M., and Sajedi, T. Forests of Iran: A Treasure from the Past, a Hope for the Future. Springer, 2014.
30.Sefidi, K. 2017. Structural diversity as component of biodiversity in forest ecosystem case study from population of Persian ironwood (Parrotia persica C.A meyer) in north Iran. J. of Plant Research. 29: 4. 805-818. (In Persian)
31.Sheikh Hasanfard, M., Namiranian, M., and Etemad, V. 2015. Study of species diversity in two hornbeam bristles, beech with oak and hornbeam rye in district – Gorazbon. International Conference on New Findings in Agricultural Science, Natural Resources and the Environment. Tehran, 16 March 2016: 1-4. (In Persian)
32.Szmyt, J. 2012. Spatial structure of managed beech-dominated forest: applicability of nearest neighbors indices. Dendrobiology. 68: 69-76.
33.Tabari, M., Espahbodi K., and Poormadjidian, M.R. 2007. Composition and structure of a Fagus orientalis -dominated forest managed with shelterwood aim: A case study in the Caspian forests, northern Iran. J. of Environmental Sciences. 5: 1. 35-40.
پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 26، شماره 4
اسفند 1398
صفحه 47-64

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار