مقایسه شاخص سطح برگ و مشخصه‌های کمی جنگل در توده‌های جنگلی مدیریت شده و مدیریت نشده جنگل‌های شصت کلاته گرگان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری جنگلداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

2 دانشیار، گروه جنگلداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

3 استادیار، گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

4 استاد، گروه جنگلداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

5 استاد ، گروه جنگل شناسی و اکولوژی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

سابقه و هدف: آگاهی از تغییرات شاخص سطح برگ در اثر مدیریت جنگل و بهره‌برداری و مقایسه آن با توده‌های مدیریت نشده، اطلاعات با ارزشی از توده‌های جنگلی را به ما خواهد داد که جهت تصمیم‌گیری صحیح در برنامه‌ریزی‌های آینده توده‌های جنگلی و مدیریت پایدار جنگل لازم و ضروری می‌باشد. هدف از این مطالعه ارزیابی و مقایسه شاخص سطح برگ، حجم در هکتار، تعداد در هکتار و رویه زمینی در هکتار در توده‌های مدیریت شده و مدیریت نشده برای کل و به تفکیک گونه در توده‌های ناهمسال پهن برگ جنگل‌های شصت کلاته در یک شرایط رویشگاهی تقریبا مشابه می‌باشد.
مواد و روش: منطقه مورد مطالعه در بخشی از سری یک (توده مدیریت شده) و بخشی از سری دو (توده مدیریت نشده) در طرح جنگلداری دکتر بهرام نیا واقع شده است. شبکه نمونه‌برداری به روش منظم-تصادفی با شبکه 200×150 متر بر روی زمین پیاده و در هر قطعه نمونه اطلاعات قطر برابرسینه، نوع گونه و ارتفاع برخی از درختان برداشت شد. سپس در هر قطعه نمونه یک تله لاشبرگ به ابعاد 60×60 سانتی‌متر و با عمق 20 سانتیمتر نصب و هر ماه یک بار از زمان نصب به مدت یک سال برگ‌های آن جمع‌آوری و به آزمایشگاه انتقال داده شد و پس از محاسبه سطح ویژه برگ و وزن خشک برگ‌ها در تله به تفکیک گونه، شاخص سطح برگ به تفکیک گونه و سپس برای کل گونه‌ها در هر قطعه نمونه محاسبه گردید. همچنین مشخصه‌های حجم در هکتار، تعداد درختان در هکتار و رویه زمینی در هکتار نیز برای هر قطعه نمونه محاسبه گردید. سپس شاخص سطح برگ کل دو توده مدیریت شده و مدیریت نشده به تفکیک گونه‌ها، حجم در هکتار، تعداد درختان در هکتار و رویه زمینی در هکتار با استفاده از آزمون t مستقل مورد مقایسه و ارزیابی قرار گرفت.
یافته‌ها: نتایج حاصل از آماره‌های توصیفی نشان داد که شاخص سطح برگ در توده مدیریت شده و مدیریت نشده به ترتیب 63/6 و 03/6 حاصل شد که میزان این شاخص در توده مدیریت شده نسبت به توده مدیریت نشده بیشتر بود. همچنین میانگین شاخص سطح برگ به تفکیک گونه برای راش، ممرز، انجیلی و افراپلت در توده مدیریت شده به ترتیب 76/1، 01/2، 87/1 و 63/1 و برای توده مدیریت نشده به ترتیب 41/2، 44/1، 38/1 و 16/1 برآورد شد. نتایج آزمون t مستقل نشان داد که بین میانگین شاخص سطح برگ در کل دو توده مدیریت شده و مدیریت نشده در سطح احتمال 95 درصد تفاوت معنی‌داری وجود دارد(p.value<0.05). اما تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال 95 درصد بین مشخصه‌های حجم سرپا در هکتار، تعداد درختان در هکتار و رویه زمینی در هکتار در دو توده مدیریت شده و مدیریت نشده وجود ندارد(p.value>0.05). همچنین نتایج نشان داد که بین شاخص سطح برگ گونه‌های انجیلی، ممرز و راش در دو توده مدیریت شده و مدیریت نشده در سطح احتمال 95 درصد تفاوت معنی‌داری وجود دارد اما تفاوت معنی‌داری در سطح احتمال 95 درصد بین شاخص سطح برگ افراپلت در دو توده مدیریت شده و مدیریت نشده وجود ندارد(p.value>0.05).
نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که مدیریت جنگل و بهره‌برداری تاثیر معنی‌داری بر روی شاخص سطح برگ دارد. بنابراین با مدیریت صحیح و بهره‌برداری دقیق می‌توان شاخص سطح برگ را افزایش داد و افزایش شاخص سطح برگ نیز باعث افزایش تولید، ذخیره کربن و فتوسنتز می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Comparison of Leaf Area Index and quantitative Characteristics of Forest Stands Structure in Managed and Unmanaged Forest Stands in Shast Kalate forests of Gorgan

نویسندگان [English]

  • Yaser mohammadi 1
  • Jahangir Mohammadi 2
  • HamidReza Riyahi Bakhtiyari 3
  • Shaban Shataee Jouibary 4
  • Ramin Rahmani 5
1 PhD student in Forestry, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
2 Associate Professor, Department of Forestry, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
3 Assistant Professor, Department of Forest Sciences, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
4 Professor, Department of Forestry, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
5 Professor, Department of Forestry and Forest Ecology, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.
چکیده [English]

Background and Objective: Understanding the variations in leaf area index resulting from forest management practices and harvesting, and comparing them to those of unmanaged stands, offers valuable insights into forest stands that are crucial for informed decision-making, future planning, and sustainable forest management. This study aims to assess and compare the leaf area index, volume, tree density, and Basal Area in managed and unmanaged stands, both overall and by species, within the uneven-aged broad-leaved stands of the Shast Kalateh forests.
Materials and Methods: The study area is located in a part of Series One (managed stand) and Series Two (unmanaged stand) within Dr. Bahram Nia's forestry plan. Systematic sampling was conducted using a grid measuring 200×150 meters on the ground. Data on diameter at breast height, species type, and height of selected trees were collected for each sample plot. Additionally, a leaf litter trap measuring 60×60×20 centimeters was installed in each sample plot. Leaves were collected on a monthly basis for one year after installation and then transferred to the laboratory. After determining the specific leaf area and dry weight of leaves per species in the trap, the leaf area index was calculated for each species and subsequently for all species within each sample plot. The characteristics of volume per hectare, the number of trees per hectare, and ground area per hectare were also calculated for each sample plot. The total leaf area index for both managed and unmanaged stands, as well as volume per hectare, the number of trees per hectare, and ground area per hectare, were compared and evaluated using an independent t-test.
Findings: The results of the descriptive statistics indicated that the leaf area index was higher in the managed stand (6.63) compared to the unmanaged stand (6.03). The average leaf area index by species for, F.Oreintalis Lipsky, C. betulus L, P. persica and A. Velutinum Boiss in the managed stand was 1.76, 2.01, 1.87, and 1.63, respectively, while in the unmanaged stand, these values were 2.41, 1.44, 1.38, and 1.16, respectively. The independent t-test results showed a statistically significant difference in the overall leaf area index between the managed and unmanaged stands at a 95% confidence level (p < 0.05). However, there was no significant difference at a 95% confidence level in the standing volume, tree density, and basal area between the two types of stands (p > 0.05). Furthermore, there were statistically significant differences in the leaf area index of, F.Oreintalis Lipsky, C. betulus L, P. persica species between the managed and unmanaged stands at a 95% confidence level. However, there was no statistically significant difference in the leaf area index of A. Velutinum Boiss between the two stands (p > 0.05).
Conclusion: The results of this study show that forest management and harvesting have a significant impact on the leaf area index. Therefore, by implementing proper management and precise harvesting techniques, it is possible to enhance the leaf area index, leading to increased production, carbon storage, and photosynthesis.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Leaf area index
  • volume
  • tree density
  • Forest management
  • Hyrcanian forests

مراجع

1.Ejtehadi, H., Sepehry, A., & Akkafi, H. R. (2009). Methods of measuring biodiversity. Ferdowsi university of Mashhad press. 228p. [In Persian]
2.Pourbabaei, H., & Dado, Kh. (2006). Species diversity of woody plants in the district No. 1 forests, Kelardasht, Mazandaran province. Iranian Journal of Biology, 18 (4), 307-322. [In Persian]
3.Korpel, S. (1982). Degree of equilibrium and dynamical changes of the forest an example of natural forests of Slovia, Zvolen-Czechoslovakia, 23p.
4.Anissi, I., KiaDaliri, H., Akhavan, R., & Babaei Kafaki, S. (2010). Impact of management on quantitative and qualitative characteristics of forest in comparison to unmanaged forest (Case study: Golband region). Iranian journal of forest and poplar research, 17 (4), 615-626.
5.Olesk, A., Praks, J., Antropov, O., Zalite, K., Arumäe, T., & Voormansik, K. (2016). Interferometric SAR coherence models for characterization of hemiboreal forests using TanDEM-X data. Remote Sensing. 8 (9), 700.
6.Rahmani, R., Ghorbani, S., Painter & Zargzan, M. (2013). Measurement and modeling of litter weight and leaf area index by allometric method in a Beech-Hornbeam forest, high altitude of Hyrcanian forests of Iran. Scientific-Research Quarterly Journal of Forest and Spruce Research in Iran. 22 (4), 687-701.
7.Angres, V. A., Messier, Ch., Beaaudet, M., & Leduc, A. (2005). Comparing composition and structure in old-growth and harvested (selection and diameter limit cuts) northern hardwood stands in Quebec. Forest Ecology and Management. 217, 275-293.
8.Amiri, M., Dargahi, D., Azadfar, D., & Habashi, H. (2018). Comparison of the composition and structure of exploited natural stands in Loh Gorgan forests, Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 15 (6), 63-54.
9.Anissi, I., Kia-Daliri, H., Akhavan, R., & Babaei Kafaki, S. (2010). Impact of management on quantitative and qualitative characteristics of forest in comparison to unmanaged forest (Case study: Golband region). Iranian Journal of Forest and Poplar Research. 17 (4), 615-626.
10.Hassan Navrodi, A. (2009). Basics of Forestry, Haqshana Rasht Publications. 248p.
11.Mohammadi, J., Shataee, Sh., & Namiranian, M. (2014). Comparison of quantitative and qualitative characteristics of forest structure in naturally managed and unmanaged forest stands (Case study: Shast Kalate forests of Gorgan). Gorgan, Journal of Wood and Forest Science and Technology. 21 (1), 65-83. [In Persian]
12.Chauhan, D. S., Dhanai, C. S., Singh, B., Chauhan, S., Todaria N. P., & Khalid, M. A. (2008). Regeneration and tree diversity in natural and planted forests in a Terai-Bhabhar forest in Katarniaghat Wildlife Sanctuary, India. Tropical Ecology. 49 (1), 53-67.
13.Sitzia, T., Trentanovi, G., Dainese, M., Gobbo, G., Lingua, E., & Sommacal, M. (2012). Stand structure and plant species diversity in managed and abandoned silver fir mature.
14.Rutten, G., Ensslin, A., Hemp, A., & Fischer, M. (2015). Forest structure and composition of previously selectively logged and non-logged montane forests at Mt. Kilimanjaro. Forest Ecology and Management. 337 (1), 61-66.
15.Barzin, M., Mohammadi, J., Shataee, S., & Mosavinejad, S. E. (2017). Comparison of quantitative and qualitative characteristics of the structure of managed and unmanaged stands (case study: Loh forestry project and Khandoshan forestry project). Journal of Research in Wood and Forest Science and Technology. 24, 4.
16.Baran, J., Pielech, R., Kauzal, P., Kukla, W., & Bodziarczyk, J. (2020). Influence of forest management on stand structure in ravine forests. Forest Ecology and Management. 463, 118018.
17.Mohammadnezhad-Kiasari, S., Sagheb-Talebi, K. H., Rahmani, R., & Ghelichnia, H. (2023). Comparison of plant diversity between managed and unmanaged forests in Haftkhal, Mazandaran Province, North of Iran. Asian Journal of Forestry. 7,
18.Langridge, J., Delabye, S., Gilg, O., Paillet, Y., Reyjol, Y., Sordello, R., Touroult, J., & Gosselin, F. (2023). Biodiversity responses to forest management abandonment in boreal and temperate forest ecosystems: A meta-analysis reveals an interactive effect of time since abandonment and climate. Biological Conservation. p. 110296.
19.Nelson, A. S., Wagner, R. G., Weiskittel, A. R., & Saunders, M. R., (2015). Effects of species composition, management intensity, and shade tolerance on vertical distribution of leaf area index in juvenile stands in Maine, USA. European Journal of Forest Research, 134, 281-291.
20.Young, B. D., D'Amato, A. W., Kern, C. C., Kastendick, D. N., & Palik, B. J. (2017). Seven decades of change in forest structure and composition in Pinus resinosa forests in northern Minnesota, USA: Comparing managed and unmanaged conditions. Forest Ecology and Management. 395, 92-103.
21.O’Hara, K. L., & Battles, J. J. (2020). Variation in leaf area index in complex mixed-conifer forests in California’s Sierra Nevada: implications for stocking control. Forestry: An International Journal of Forest Research. 93 (5), 641-651.
22.Kuuluvainen, T., Pentinen, A., Leinonen, K., & Nygren, M. (1996). Statistical opportunities for comparing stand structural heterogeneity in managed and primeval forests: An example from Boreal Spruce forest in southern Finland, Silva Fennica.
30 (2-3), 315-328.
23.Korpel, S. (1982). Degree of equilibrium and dynamical changes of the forest an example of natural forests of Slovia, Zvolen-Czechoslovakia. 23p.
24.Dagestani, M. (2018). The application of remote sensing in the forest, the first regional geomatic conference. pp. 4-8.
25.Hassanzad Navrodi, A. (2009). Basics of Forestry, Haqshana Rasht Publications. 248p.
26.Amiri, M., Dargahi, D., Azadfar, D., & Habashi, H. (2018). A. Comparison of the composition and structure of exploited natural stands in Loh Gorgan forests, Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources. 15 (6), 63-54.
27.Sarikhani, N. (2018). Forest exploitation, Tehran University Press, 728p.
28.Amiri, M. (2008). Comparison of condition (quantity and quality) and structure of natural and managed stands of Oak (Quercus castaneifolia) in Loveh forest. M.Sc. thesis, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. 72p.
29.Rahmani, R., Ghorbani, S., & Painter Zargzan, M. (2014). Measurement and modeling of litter weight and leaf area index by allometric method in a Beech-Hornbeam forest, high altitude of Hyrcanian forests of Iran. Scientific-Research Quarterly Journal of Forest and Spruce Research in Iran. 22 (4), 687-701.
30.Ruhi Moghadam, A. (2015). Investigating the relationship between LAI and soil carbon deposition in pure and mixed stands of oak planted (case study: Chamestan plain forests). Natural Ecosystems of Iran, 5 (4), 11-22.
31.Boram, K., Jihyeon, J., Hyun, S. K., & Myong, J. Y. (2016). Estimation of specific leaf area index using direct method by leaf Litter in Gwangneung, Mt. Taewha, and Mt. Gariwang. Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology. 18 (1), 1-15.
32.Moslehi, M., Yaqubzadeh, M., Bijni, A., & Ahmadi, A. (2020). Measurement and estimation of leaf area index, Z-mass, and specific area of Chandel trees in Sirik mangrove forests. Iranian Forestry Journal, Iranian Forestry Association. 12 (3), 421-434.
33.Nagai, S., Ayumi, K., Tomonori, S., Atsuko, S., Trofim, C. M., Aleksandr, N., Yumiko, M., Hideki, K., & Shunsuke, T. (2020). Direct measurement of leaf area index in a deciduous needle-leaf forest, eastern Siberia. Journal homepage: http://www.elsevier.com/ locate/polar.
34.Doktor Bahramnia forestry plan management. (2009). Forest science faculty, Gorgan University of Agricultural Science and Natural Recourses, 478p.
35.Bradshaw, J. D., Rice, M. E., & Hill, J. H. J. J. O. T. K. E. S. (2007). Digital analysis of leaf surface area: effects of shape, resolution, and size. 80 (40), 339-347.
36.Waring, R. H. (1983). Estimating forest growth and efficiency in relation to the canopy leaf area. Advances in Ecological Research. 13, 327-354.
37.Chason, J., Baldocchi, D., & Hutson, M. (1991). A comparison of direct and indirect methods for estimating forest leaf area. Agricultural and Forest Meteorology. 57, 107-28.
38.Eermak, J. (1998). Leaf distribution in large trees and stands of the floodplain forest in southern Moravia. Tree Physiology. 18, 727-737.
39.Masoudi, N., & Mohammadi, J. (2011). Estimation of beech and hornbeam tree heights using non-linear mixed-effects models. Forest and Wood Products, Journal of Natural Resources of Iran.
74 (4), 433-443.
40.Ghaderi, P., Mohammadi, J., Shataee, Sh., Rahmani, R., & Kariminijad, N. (2012). The efficiency of nonlinear mixed effects models in determining diameter-height equations of plot and evangelical maple trees. Iranian Forest Journal, Iranian Forestry Association. 14 (4), 473-4.
41.Jack, S. B., & Long, J. N. (1991). Response of leaf area index to density for two contrasting tree species. Canadian Journal of Forest Research. 21 (12), 1760-1764.
42.Turner, M. G., Tinker, D. B., Romme, W. H., Kashian, D. M., & Litton, C. M. (2004). Landscape patterns of sapling density, leaf area, and aboveground net primary production in postfire lodgepole pine forests, Yellowstone National Park (USA). Ecosystems. 7, 751-775.
43.Ducey, M. J., Innes, J. C., Gove, J. H., Leak, W. B., & Barrett, J. P. (2005). Size density metrics, leaf area, and productivity in eastern white pine. Canadian Journal of Forest Research. 35 (10), 2469-2478.
44.McDowell, N. G., Adams, H. D., Bailey, J. D., & Kolb, T. E. (2007). The role of stand density on growth efficiency,
leaf area index, and resin flow in southwestern ponderosa pine forests. Canadian Journal of Forest Research. 37 (2), 343-355.
45.Petrík, P., Fleischer Jr, P., Tomes, J., Pichler, V., & Fleischer Sr, P. (2024). Post-windthrow differences of carbon and water fluxes between managed and unmanaged Norway spruce stands. Agricultural and Forest Meteorology. 355, 110102.
46.Mousavi, Z., Mohammadi, J., Darvishzadeh, R., Shataee, Sh., Rahmani, R., & Qorbani, Kh. (2024). The effect of changes in quantitative characteristics of forest stand structure on leaf area index in Hyrcanian forests, Golestan province. Forest Ecology of Iran. 12, 2.
پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 31، شماره 4
اسفند 1403
صفحه 63-99

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار