ارزیابی رویش شعاعی بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) و تعیین سال‌های نمادین آن

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشگر، بخش تحقیقات جنگل، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات جنگل‌ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

3 استاد، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 استاد پژوهش، بخش تحقیقات جنگل، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

5 دانشجوی دکتری، گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

سابقه و هدف: رویش شعاعی درختان که در قالب حلقه‌های سالانه ثبت می‌شود، شاخص کلیدی برای ارزیابی پویایی جنگل‌ها و واکنش آن‌ها به شرایط محیطی و مدیریتی است. بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.)، به عنوان گونه شاخص جنگل‌های زاگرس، تحت تأثیر فشارهای انسانی و تنش‌های اقلیمی با تغییرات قابل توجه رشد مواجه است و متأسفانه اطلاعات جامعی از میانگین رویش شعاعی آن در سطوح مختلف رویشگاهی و منطقه‌ای وجود ندارد. این پژوهش به‌منظور برآورد میانگین رویش شعاعی و بررسی الگوی رشد این گونه در رویشگاه‌های مختلف استان چهارمحال و بختیاری انجام شد تا به شناسایی بهتر الگوی رشد، سال‌های نمادین این گونه در زاگرس و تکمیل داده‌های پیشین کمک کند.
مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری از درختان با سن بیش از میانسال (حدود 50 سال) در چهار رویشگاه منتخب تنگ ‌زندان و آب‌زالو به‌عنوان رویشگاه الگو و پارک ‌جنگلی و قلعه‌مدرسه به‌عنوان رویشگاه دخالت‌شده انجام شد تا نماینده شرایط طبیعی جنگل‌های این منطقه باشند. از هر درخت، دو نمونه مغزی با مته سال‌سنج استخراج شد و نمونه‌ها پس از آماده‌سازی با درجات مختلف سمباده برای تفکیک حلقه‌های رویشی، توسط میز Lintab6 اندازه‌گیری شدند و سری زمانی رویش آنها به‌دست آمد. صحت تطابق سری‌های زمانی که بیانگر منحنی‌های رویش درختان بود، توسط نرم‌افزار TSAP و برنامه COFECHA ارزیابی شد تا میانگین رویش درختان، رویشگاه و درنهایت کل منطقه مورد مطالعه به‌دست آید. با توجه به تمرکز بیشتر نوسانات رشد در دو سده اخیر، در این پژوهش سال‌های نمادین مثبت و منفی توسط روش کروپر (Cropper) برای هر رویشگاه و درنهایت کل منطقه‌ محاسبه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد الگوی رشد درختان در تمام رویشگاه‌ها مشابه بوده و طول دوره رویشی آن‌ها بین 167 تا 313 سال متغیر است. درختان رویشگاه‌های تنگ ‌زندان و پارک ‌جنگلی با متوسط میانگین رویش 75/0 و 5/1 میلی‌متر به‌ترتیب کمترین و بیشترین مقدار رویش را نشان دادند. از نظر سن، رویشگاه‌های قلعه‌مدرسه و آب‌زالو دارای مسن‌ترین و جوان‌ترین درختان بودند. بررسی منحنی رویش کلیه درختان نشان داد که پهنای حداقل و حداکثر منحنی میانگین رویش سالانه 31/0 و 2/2 میلی‌متر است. با توجه به تعداد بیشتر نمونه‌ها پس از سال 1880 میلادی، تحلیل منحنی رویش رویشگاه‌های مورد مطالعه در دو سده اخیر نشان داد که بیشینه و کمینه میانگین رشد درختان به‌ترتیب در سال‌های 1992 و 2018 میلادی به مقادیر 85/1 و 48/0 میلی‌متر رسیده است. علاوه‌براین، تحلیل سال‌های نمادین در کلیه رویشگاه‌ها با روش کروپر نشان داد که سال‌های نمادین منفی غالب بوده و سال‌های مشترک منطقه‌ای که در بیش از سه رویشگاه همزمان مشاهده می‌شد، شامل ۹ سال مثبت (1924، 1943، 1946، 1957، 1992، 2013، 2016، 2019، 2020) و ۷ سال منفی (1901، 1937، 1960، 1964، 1984، 2009، 2018) بودند.
نتیجه‌گیری: هدف پژوهش، برآورد میانگین رویش شعاعی بلوط ایرانی، گونه کلیدی جنگل‌های زاگرس بود که برای درختان با میانگین سنی ۱۷۰ سال یک میلی‌متر به‌دست آمد. منحنی‌های رویش نشان داد که پویایی رشد در تمام رویشگاه‌ها از الگوی منطقه‌ای تبعیت می‌کند، اما تفاوت‌های محلی در سن و شرایط محیطی موجب تغییر پهنای حلقه‌ها شده و توده‌های جوان‌تر رشد سریع‌تر و توده‌های مسن‌تر پایداری بلندمدت اکوسیستم را نشان می‌دهند. منحنی رویش ۳۱۳ساله بلوط ایرانی در چهارمحال و بختیاری نشان داد که الگوی رشد شامل افزایش سریع در جوانی، اوج در بلوغ و کاهش تدریجی در سنین بالاتر است که در زاگرس با وجود درختان شاخه‌زاد کمتر این روند دیده می‌شود. بررسی سال‌های نمادین طی دو سده اخیر که دارای بیشترین تعداد نمونه‌های رویشی بودند، نشان داد که نوسانات رشد هم‌زمان و منطقه‌ای بوده و غلبه سال‌های منفی بر مثبت حاکی از حساسیت گونه به خشکسالی و گرمایش‌های شدیدی است که می‌تواند پایداری بلندمدت جنگل‌های زاگرس را تهدید کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Radial Growth Assessment of Brant’s oak (Quercus brantii Lindl.) and Identification of Pointer Years

نویسندگان [English]

  • Firoozeh Hatami 1
  • Yaghoub Iranmanesh 2
  • Kambiz Pourtahmasi 3
  • Mehdi Pourhashemi 4
  • Erfan Motamedi 5
1 Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
2 Associate Prof., Forests and Rangelands Research Department, Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center (AREEO), Isfahan, Iran
3 Prof., Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Prof., Forest Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
5 Ph.D. Student, Department of Wood and Paper Science and Technology, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives: Radial growth of trees, recorded in the form of annual rings, is a key indicator for assessing forest dynamics and their responses to environmental and management conditions. Brant’s oak (Quercus brantii Lindl.), the dominant species of the Zagros forests, has experienced considerable growth changes due to human pressures and climatic stresses. However, comprehensive information on the mean radial growth across different sites and regional scales is limited. This study was conducted to estimate the mean radial growth and evaluate the growth patterns of this species in different forest stands of Chaharmahal and Bakhtiari Province, to improve understanding the growth dynamics and identification of pointer years.
Materials and Methods: Sampling was carried out on trees older than middle-aged (almost 50years) in four selected habitats (Tang-e Zendan, Abzalo, Forest Park, and Ghale Madreseh) representing natural forest conditions in the region. From each tree, two perpendicular cores were extracted with increment borer. After preparation with progressively finer sandpaper to clearly distinguish annual rings, ring widths were measured using a LINTAB table. The accuracy of cross-dated time series (growth curves) was verified using TSAP software and the COFECHA program. Mean growth of any trees, sites and finally this area calculated. Given the greater concentration of growth fluctuations during the past two centuries, positive and negative pointer years were identified for each site and the entire region using the Cropper method.
Results: The results showed that growth patterns were similar across all sites, with growth periods of 167 to 313 years. Trees in Tange Zendan and Forest Park exhibited the lowest and highest mean radial growth, with averages growth rate of 0.75 and 1.5 mm, respectively. In terms of age structure, Ghale Madreseh and Abzalo had the oldest and youngest trees, respectively. Analysis of the overall growth curve indicated that the minimum and maximum annual ring widths were 0.31 mm and 2.2 mm, respectively. Considering the greater number of samples after 1880, analysis of growth trends over the past two centuries revealed that maximum and minimum mean growth occurred in 1992 and 2018, reaching 1.85 mm and 0.48 mm, respectively. Pointer year analysis using the Cropper method showed a predominance of negative pointer years across all sites. Regionally synchronous years observed in more than three sites included nine positive years (1924, 1943, 1946, 1957, 1992, 2013, 2016, 2019, 2020) and seven negative years (1901, 1937, 1960, 1964, 1984, 2009, 2018).
Conclusion: This study aimed to estimate the mean radial growth of Q. brantii, a key species of the Zagros forests, which was found to be approximately 1 mm for 170-year-old trees. Growth curves indicated that site dynamics generally follow a regional growth pattern, however, local differences in age structure and environmental conditions influenced ring width variability. Younger sites exhibited faster growth, whereas older stands reflected greater long-term ecosystem stability. The 313-year growth chronology of Brant’ oak in Chaharmahal and Bakhtiari showed a typical pattern of rapid growth in youth, a peak during maturity, and a gradual decline in older ages. Pointer year analysis over the past two centuries demonstrated synchronous regional growth fluctuations, and the predominance of negative years suggests high sensitivity of this species to drought and extreme warming events, potentially threatening the long-term sustainability of Zagros forests.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Chaharmahal and Bakhtiari
  • Cropper method
  • annual growth
  • pointer years
  • increment

مراجع

1.Cook, E. R., & Kariukstis, L. A. (1990). Methods of dendrochronology: Applications in the environmental sciences. Kluwer Academic Publishers, Dordrecht.
2.López, L., & Villalba, R. (2016). Reliable estimates of radial growth for eight tropical species based on wood anatomical patterns. 28, 139-152.
3.Voelker, S. (2011). Age-dependent changes in environmental influences on tree growth and their implications for forest responses to climate change. Pp: 455-479. https://doi.org/10.1007/ 978-94-007-1242-3_17.
4.Jazirehi, M. H., & Ebrahimi Rastaghi, M. (2013). Zagros silviculture. University of Tehran Press. [In Persian]
5.Pourhashemi, M., Sadeghzadeh Hallaj, M. H., Jafari, A., et al. (2024). Comprehensive and strategic analysis
of Iran’s forests. Research Institute of Forests and Rangelands, Tehran. [In Persian]
6.Marvi Mohajer, M. R. (2012). Silviculture and forest management. University of Tehran Press. [In Persian]
7.Shiravand, H., Khaledi, S., & Behzadi, S. (2019). Evaluation and prediction of decline of oak forests in Middle
Zagros. Iranian Journal of Forest and Range Protection Research, 17(1), 64-81. [In Persian]
8.Food and agriculture organization of the United Nations (FAO). (2020). The state of the world’s forests 2020. FAO Forestry Paper No. 90. Rome, Italy.
9.Sagheb Talebi, Kh., Sajedi, T., & Pourhashemi, M. (2014). Forests of Iran: A Treasure from the Past, A Hope for the Future. Springer, Dordrecht.
10.Speer, J. (2010). Fundamentals of tree ring research. University of Arizona Press. 368p. ISBN: 978-0-816-52684-0.
11.Knapic, S., Louzada, J. L., Leal, S., & Pereira, H. (2007). Radial variation of wood density components and ring width in cork oak trees. Annals of Forest Science. 64(2), 211-218.
12.Kalbarczyk, R., Ziemiańska, M., & Machowska Molik, A. (2018). Dendroclimatological analysis of radial growth of old growth oak (Quercus robur L.). Drvna industrija, 69(2).
13.Sousa, V., Silva, M. E., Louzada, J. L., & Pereira, H. (2021). Wood density and ring width in Quercus rotundifolia. Forests, 12(11), 1499.
14.Jahanbazi, H. (1996). Study diameter growth Oak in Chaharmahal va Bakhtiari Province. Agricultural and Natural Resources Research Center, 78p. [In Persian]
15.Jahanbazi, H., Pourhashemi, M., Iranmanesh, Y., Khanhasani, M., Heidari, M., Rahimi, H., Zarafshar, M., Asgari, Y., Karamian, R., Negahdar Saber, M. R., Mehdifar, D., Henare Khaliani, J., Rasahidi, F., Hosseini, A., & Tahmasbi, M. (2022). Oak decline trend in the forest habitats of Zagros. Iran Nature. 7(5), 7-11. [In Persian]
16.Fallah, A., & Heidari, M. (2018). Studying the diameter growth of Persian oak and its relationship with climatic parameters in Zagros forests (Case study: Sarab-Karzan forests of Ilam). Forest Research and Development.
3(4), 361-375. https://jfrd.urmia.ac.ir/ article_20526.html. [In Persian]
17.Motaharfard, E., Mahdavi, A., Akhavan, R., Fallah, A., Omidipour, R., & Maxwell, S. (2025). Tree growth responses to climatic factors. Iranian Journal of Forestry. [In Persian]
18.Askari, Y., Soltani, A., & Akhavan, R. (2017). Estimation of annual radial growth, biomass and carbon allocation in different forms of Quercus brantii Lindl. Iranian Journal of Forest.
9(3), 427-444. [In Persian]
19.Iranmanesh, Y., Sagheb-Talebi, K., Sohrabi, H., Jalali, S. G., & Hosseini,
S. M. (2014). Biomass and carbon stocks of Brant’s oak (Quercus brantii Lindl.) in two vegetation forms in Lordegan, Chaharmahal & Bakhtiari forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research. https://doi.org/10. 22092/ijfpr.2014.13197. [In Persian]
20.Delpasand, S., Maleknia, R., & Naghavi, H. (2022). Modelling of forest cover change to identify suitable areas
for REDD+ projects (case study: Lordegan county). Forest Research and Development.
21.Eckstein, D., & Bauch, J. (1969). Beitrag zur Rationalisierung eines dendrochronologischen Verfahrens und zur Analyse seiner Aussagesicherheit. Forstwissenschaftliches Centralblatt. 88(1), 230-250.
22.Cropper, J. P. (1979). Tree-ring skeleton plotting by computer. Tree-Ring Bulletin. 39, 47-59.
23.Alexander, K. N. A. (2001). What are veteran trees? Where are they found? Why are they important? In: Forfang A., Marciau R., Paltto H., Anderson L., Tardy B. (eds.), Tools for preserving woodland biodiversity. Pp: 28-31. London: Naconex Project.
24.Suchocka, M., Wojnowska-Heciak, M., Błaszczyk, M., et al. (2022). Old trees are perceived as a valuable element of the municipal forest landscape. PeerJ, 10, e12700.
25.Wang, B., Chen, T., Xu, G., Li, C., Wu, G., & Liu, G. (2021). Stand age related dissimilarity in radial growth. Forest Ecology and Management. 482, 118895.
26.Badalamenti, E., La Mela Veca, D. S., Costa, M., Giardina, G., La Mantia, T., Laschi, A., Maetzke, F. G., Petroncini, S., Sala, G., & Bueno, R. S. (2025).
Old-growthness level assessed by structural heterogeneity indices in Mediterranean Quercus pubescens forests. Forest Ecosystems. 14, 100365.
27.Clark, J. R. (1983). Age-related changes in trees. Arboriculture & Urban Forestry. 9(8), 201-205. https://doi.org/ 10.48044/jauf.1983.050.
28.Saeedi, S., Bahmani, M., Kool, F., Iranmanesh, Y., & Abbasi, M. (2017). Investigation of biometrical, chemical and physical properties of Persian oak (Quercus brantii Lindl.) (Case study: Lordegan Township). Journal of Wood and Forest Science and Technology. 24(3), 171-182. https://doi.org/10.22069/ jwfst.2017.13170.1676. [In Persian]
29.Hatami, F., Etemad, V., Pourtahmasi, K., Iranmanesh, Y., & Najafi Harsini, F. (2025). Radial growth variation of declined and healthy Brant’s oak (Quercus brantii Lindl.) trees in the Zagros forests. Iranian Journal of Forest. 17(3), 327-346. [In Persian]
30.Najafi-Harsini, F., Oladi, R., Pourtahmasi, K., Souto-Herrero, M., & García-González, I. (2022). Using tree-ring width and earlywood vessel features to study the decline of Quercus brantii. European Journal of Forest Research. 141(3), 379-393.
31.Arsalani, M., Grießinger, J., & Bräuning, A. (2022). Tree-ring-based seasonal temperature reconstructions and ecological implications of recent warming on oak forest health in the Zagros Mountains, Iran. International Journal of Biometeorology.
66(12), 2553-2565. https://doi.org/10. 1007/s00484-022-02380-5.
32.Freund, M., Helle, G., Balting, D., Ballis, N., Schleser, G., & Cubasch, U. (2023). European tree-ring isotopes indicate unusual recent hydroclimate. Communications Earth & Environment. 4, 26.
33.Pourhashemi, M., & Sadeghi, S. M. M. (2020). A review on ecological causes of oak decline phenomenon in forests of Iran. Ecology of Iranian Forests. 8, 148-164. [In Persian]
34.Jetschke, G., van der Maaten, E., & van der Maaten-Theunissen, M. (2019). Towards the extremes: A critical analysis of pointer year detection methods. Dendrochronologia. 53, 55-62.
35.Jalilvand, H., & Balapour, S. (2014). Effect of climate on Oak (Quercus macranthera) annual tree-ring chronologies at tree line of hyrcanian forest. Journal of Wood and Forest Science and Technology.
36.Ebrahimi, N., Zarrin, A., Mofidi, A., & Dadashi-Roudbari, A. (2023). Projected precipitation extremes in Lake Urmia basin under climate change. https:// doi. org/10.22067/jsw.2023.81891.1270.
37.Attarod, P., Zhu, H., Beiranvand, S., Pypker, T. G., Bayramzadeh, V., Mariv, H. S., & Karimi, K. (2025). Past and future climate change in the Zagros region of western Iran. Anthropocene. 50, 100475.
38.Tamandi, M., Fathian, F., Desmond, A.F., & Jamalizadeh, A. (2025). Modeling drought characteristics using scale mixtures of multivariate Rayleigh distributions. Theoretical and Applied Climatology. 156(8), 430.
39.Beiranvand, S., Bayramzadeh, V., Attarod, P., Pourtahmasi, K., G. Pypker, T., Bräuning, A., & Nadi, M. (2024). Increasing drought frequency in the central Zagros Mountains of western Iran over the past two centuries. Journal of Arid Environments. 224, 105240. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2024.105240.
40.Wu, Y., Liu, Y., Li, Q., Cai, Q., Song, H., Sun, C., Zhang, T., & Ye, M. (2023). Drought variations in the Yili Basin, Northwest China since AD 1673 Based on Tree-Ring Width. Forests. 14, 2127. https://doi.org/10.3390/f14112127.
پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 33، شماره 1
فروردین 1405
صفحه 51-69

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار