ارزیابی ویژگی‌های فیزیکی و بیومتری الیاف چوب بادام برگ‌سنجدی (Amygdalus elaeagnifolia) در رویشگاه‌های مختلف استان چهارمحال و بختیاری

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، گروه مهندسی صنایع مبلمان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران.

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

3 استادیار، گروه علوم جنگل، دانشکدۀ منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد

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

5 استادیار، گروه مهندسی صنایع مبلمان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

6 دانشیار، گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

7 دانشیار، گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

چکیده

سابقه و هدف: جنگل‌های زاگرس یکی از مهم‌ترین رویشگاه‌های جنگلی ایران به شمار می‌روند و گونه‌های مختلف بادام وحشی از عناصر شاخص این اکوسیستم محسوب می‌شوند. هدف از این پژوهش، بررسی تأثیر شرایط رویشگاهی بر ویژگی‌های فیزیکی چوب و خصوصیات زیست‌سنجی الیاف گونه بادام برگ‌سنجدی (Amygdalus elaeagnifolia) در دو رویشگاه چلیچه و کره‌بس در استان چهارمحال و بختیاری است.
مواد و روش‌ها: نمونه‌های چوب از درختان سالم و هم‌سن در ارتفاع برابر سینه به روش انتخابی برداشت شدند و ویژگی‌های فیزیکی مانند دانسیته خشک، دانسیته پایه بحرانی، واکشیدگی، هم‌کشیدگی و مشخصات زیست‌سنجی الیاف (طول، قطر و ضخامت دیواره سلولی) اندازه‌گیری شد. به‌منظور بررسی تأثیر رویشگاه بر ویژگی‌های فیزیکی و زیست‌سنجی چوب بادام برگ‌سنجدی، ابتدا داده‌ها از نظر نرمال بودن با آزمون کولموگروف–اسمیرنوف و همگنی واریانس‌ها با آزمون لون ارزیابی شدند. در صورت تأیید فرض نرمال بودن و همگنی واریانس‌ها، مقایسه میانگین‌ها با آزمون t مستقل انجام گرفت. در مواردی که پیش‌فرضهای لازم برای آزمون پارامتریک نقض شد، از آزمون ناپارامتری یومن‌ویتنی برای مقایسه میانگین‌ها استفاده گردید. برای تحلیل روابط بین متغیرها، از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد و ماتریس همبستگی به‌عنوان مبنای شناسایی محورهای غالب تغییرات ارائه گردید. این ماتریس امکان بررسی هم‌خطی بین صفات و تعیین مجموعه متغیرهای هم‌راستا را فراهم کرد. همچنین برای تحلیل روابط بین متغیرها از تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) برای کاهش ابعاد داده‌ها و شناسایی مؤلفه‌های اصلی استفاده شد.
یافته‌ها: نتایج آزمون‌های آماری نشان داد قطر الیاف و دانسیته پایه چوب بادام برگ‌سنجدی تحت تاثیر شرایط رویشگاهی قرار دارند. تفاوت‌های مشاهده‌شده در شاخص‌هایی نظیر دانسیته و مؤلفه‌های ساختاری الیاف بین دو رویشگاه، نقش مؤثر عوامل محیطی مانند اقلیم را در تعیین خصوصیات چوب تأیید می‌کند. همبستگی‌های بالا بیانگر وابستگی مستقیم جرم به حجم در تمام سطوح رطوبتی است و نشان می‌دهد که تغییرات جرمی نمونه‌ها عمدتاً تابعی از تغییرات حجمی آن‌هاست، موضوعی که با رفتار فیزیکی چوب کاملاً سازگار است. همبستگی بین دانسیته خشک با دانسیته تر و جرم تر حاکی از پایداری نسبی ساختار چوب در گذار از وضعیت خشک به تر است. دانسیته پایه بحرانی با قطر الیاف همبستگی مثبت و قوی را نشان داد. این نشان می‌دهد که الیاف ضخیم‌تر معمولاً با دیواره سلولی ضخیم‌تر همراه هستند که منجر به افزایش دانسیته پایه (جرم خشک به حجم تر) می‌شود. هم‌کشیدگی با واکشیدگی همبستگی مثبت و بسیار قوی نشان داد. حاکی از آن است که این دو ویژگی مکانیکی رفتاری هم‌راستا دارند؛ یعنی چوبی که هنگام خشک شدن بیشتر همکشیدگی می‌کند، هنگام جذب رطوبت نیز واکشیدگی بیشتری نشان می‌دهد. در ویژگی‌های زیست‌سنجی نیز همبستگی مثبت و قوی بین متغیرهای قطر تاج و سطح مقطع تاج و بین قطر یقه و ارتفاع جست مشاهده می‌شود که بیانگر رشد هم‌زمان و متناسب اجزای مختلف درخت است. تحلیل مؤلفه‌های اصلی (PCA) نشان داد که دو مؤلفه نخست بخش عمده‌ای از واریانس کل داده‌ها را تبیین می‌کنند. مؤلفه اول عمدتاً تحت تأثیر ویژگی‌جرم، حجم و دانسیته چوب قرار داشت، در حالی‌که مؤلفه دوم بیشتر با صفات مرتبط با واکشیدگی، هم‌کشیدگی و عوامل اقلیمی همراه بود. این نتایج نشان می‌دهد که جدایش نمونه‌ها و رویشگاه‌ها نه صرفاً بر اساس یک ویژگی منفرد، بلکه بر پایه ترکیب هم‌زمان صفات فیبری و فیزیکی صورت می‌گیرد.
نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که شرایط رویشگاهی نقش تعیین‌کننده‌ای در تغییرپذیری خواص فیزیکی و زیست‌سنجی الیاف چوب بادام برگ‌سنجدی دارد. این یافته‌ها می‌تواند در شناخت توان اکولوژی گونه، برنامه‌ریزی مدیریتی، حفاظت و بهره‌برداری پایدار از رویشگاه‌های جنگلی زاگرس مورد استفاده قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of physical and fiber properties of Amygdalus elaeagnifolia wood in different habitats of Chaharmahal va Bakhtiari Province

نویسندگان [English]

  • Mohsen Bahmani 1
  • Fatemeh Ebrahimi 2
  • Saleh Kahyani 3
  • Yaghoub Iranmanesh 4
  • Leila Fathi 5
  • Nasrin Gharahi 6
  • Elham Ghehsareh 7
1 Associate Prof., Dept. of Furniture Industry Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
2 M.Sc. Graduate, Faculty of Natural, Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
3 Assistant Professor, Depsrtment. of Forestry, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
4 Associate Prof., Forests and Rangelands Research Dept. Isfahan Agricultural and Natural Resources Research and Education
5 Assistant Professor, Department of Furniture Industry Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran
6 Associate Professor, Department of Environmental Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord, Iran.
7 Associate Professor, Department of Natural Engineering, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University , Shahrekord, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and Objective: Zagros forests are a vital ecosystem in Iran, with wild almond species serving as key ecological components. This study investigates the effect of habitat conditions on wood physical properties and fiber biophysical characteristics of Amygdalus elaeagnifolia in two distinct habitats (Choliche and Karebas) within Chaharmahal va Bakhtiari Province.
Materials and Methods: Wood samples were selectively harvested from healthy and same-aged trees at breast height, and properties such as dry density, critical basal density, swelling, shrinkage, and fiber characteristics (length, diameter, and cell wall thickness) were measured. In order to investigate the effect of habitat on the physical and biochemical characteristics of A. elaeagnifolia tree, the data were first evaluated for normality using the Kolmogorov-Smirnov test and for homogeneity of variances using the Levene test. If the assumption of normality and homogeneity of variances was confirmed, the means were compared with independent t-test. In cases where the assumptions required for the parametric test were violated, the non-parametric Mann-Whitney U test was used to compare the means. To analyze the relationships between variables, the Pearson correlation coefficient was used and the correlation matrix was presented as the basis for identifying the dominant axes of change. This matrix allowed for the examination of collinearity between traits and the determination of the set of co-ordinated variables. Also, to analyze the relationships between variables, principal component analysis (PCA) was used to reduce the dimensions of the data and identify the principal components.
Findings: The results of statistical tests showed that some physical and biochemical properties of the wood of A. elaeagnifolia tree are affected by habitat conditions. The differences observed in indices such as density and structural components of fibers between the two habitats confirm the effective role of environmental factors such as climate in determining the properties of wood. The above correlations indicate a direct dependence of mass on volume at all moisture levels and indicate that the mass changes of the samples are mainly a function of their volume changes, which is fully consistent with the physical behavior of wood. The correlation between dry density and wet density and wet mass indicates the relative stability of the wood structure in the transition from dry to wet conditions. The critical basal density showed a strong positive correlation with fiber diameter. This indicates that thicker fibers are usually accompanied by thicker cell walls, which leads to an increase in basal density (dry mass to wet volume). Shrinkage and swelling showed a positive and very strong correlation. This indicates that these two mechanical properties have a coherent behavior; that is, wood that contracts more when drying also shows more swelling when absorbing moisture. In the biometric properties, a positive and strong correlation is also observed between the variables (crown diameter and crown cross-sectional area and between collar diameter and shoot height), which indicates the simultaneous and proportional growth of different tree components. Principal component analysis (PCA) showed that the first two components explain a major part of the total variance of the data. The first component was mainly influenced by the mass, volume and density of the wood, while the second component was more associated with traits related to swelling, shrinkage and climatic factors. These results indicate that the separation of specimens and habitats is not based solely on a single characteristic, but rather on the simultaneous combination of fiber and physical traits.
Conclusion: Habitat conditions critically shape the physical and biophysical properties of A. elaeagnifolia wood. These insights support ecological assessments, conservation planning, and sustainable management of Zagros forest habitats.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Amygdalus elaeagnifolia
  • Fiber biometry
  • Habitat conditions
  • Physical properties of wood
1.Talebi, M., Sagheb-Talebi, K., & Jahanbazi, H. (2006). Site demands and some quantitative and qualitative characteristics of Persian Oak (Quercus brantii Lindl.) in Chaharmahal & Bakhtiari Province (western Iran). Iranian Journal of Forest and Poplar Research. 14(1), 79-67.
2.Jazireh, M. H., & Ebrahimi Rostaghi, M. (2003). Silviculture in Zagros. Tehran University, Tehran. 560p.
3.Pourbabaei, H., Sadat Ebrahimi, S., & Heydarnia, H., (2018). Effect of Ailanthus altissima stand on herbaceous species diversity (Talesh, Guilan). Forest and Wood Products. 70(4), 579-581.
4.Jozi, S. A., & Moradi Majd, N. (2020). Evaluation of ecological capability of Amygdalus Scoparia Habitat in South Zagros region by using of MCDM method. Environmental Researches. 11(21), 73-84.
5.Dong, H., Dahmardeh Ghalehno, M., Bahmani, M., Ghehsareh Ardestani, E., & Fathi, L. (2022). Influence of soil physicochemical properties on biometrical and physical features of Persian oak wood. Maderas: Ciencia y Tecnología. 24(1), e404. https://doi.org/10.4067/ S0718-221X2022000100404.
6.Panshin, A. J., & de Zeeuw, C. (1980). Textbook of wood technology. New York: McGraw-Hill Book Company.
7.Mátyás, C., & Peszlen, I. (1997). Effect of age on selected wood quality traits of poplar clones. Silvae Genetica. 46, 64-72.
8.Fathi, L., Hasanagić, R., Iranmanesh, Y., Dahmardeh Ghalehno, M., Humar, M., & Bahmani, M. (2022). Physical and chemical properties of three wild almond wood species grown in Zagros forests. Les-Wood. 71(1), 23-30. https://doi.org/ 10.26614/les-wood.2022.v71n01a03.
9.Hasanpoor Tichi, A., Gholamyan, H., Oladi, R., & Khatiri, A. (2025). Investigation of selected physical, biometric and mechanical properties of persimmon tree (Diospyros lotus) in the Alborz forest site. Iranian Journal of Wood and Paper Industries. 15(4), 411-425.
10.Nazari, N., Bahmani, M., Kahyani, S., Humar, M., & Koch, G. (2020). Geographic variations of the wood density and fiber dimensions of the Persian oak wood. Forests. 11(9), 1003. https://doi.org/10.3390/f11091003.
11.Ashrafi, M. N., Far, M. G., & Kiani, A. M. (2021). Investigating the physical properties of Carpinus species in three different regions of Iran. European Journal of Wood and Wood Products. 79(4), 511-520. https://doi.org/10.1007/ s00107-021-01672-1.
12.Tetemke, B. A., Birhane, E., Rannestad, M. M., & Eid, T. (2024). Competition and slope effect on wood basic density and its variation among tree species and within individual trees in a dry Afromontane forest. Scandinavian Journal of Forest Research. 39(4), 349-360. https://doi.org/10.1080/02827581.2024.
13.International Organization for Standardization. ISO 13061-2., 2014. Physical and mechanical properties of wood-Test methods for small clear wood specimens-Part 2: Determination of density for physical and mechanical tests. ISO 13061-2. 2014. International Organization for Standardization Geneva, Switzerland. https://www.iso.org/standard/ 60064.html.
14.International Organization for Standardization. ISO 13061-14., 2016. Physical and mechanical properties of wood-Test methods for small clear wood specimens-Part 14: Determination of volumetric shrinkage. Geneva, Switzerland, Pp: 5.
15.Rita, A., Camarero, J. J., Colangelo, M., de Andrés, E. G., & Pompa-García, M. (2022). Wood anatomical traits respond to climate but more individualistically as compared to radial growth: Analyze trees, not means. Forests. 13(6), 956. https://doi.org/10.3390/f13060956.
16.Mo, L., Crowther, T. W., Maynard, D. S., et al. (2024). The global distribution and drivers of wood density and their impact on forest carbon stocks. Nature Ecology & Evolution. 8, 2195-2212. https://doi.org/10.1038/ s41559-024-02564-9.
17.Boakye, E. A., Mvolo, C. S., & Stewart, J. (2023). Systematic review: Climate and non-climate factors influencing wood density in the boreal zone. BioResources. 18(4), 8757-8770.
18.Mazzanti, P., Togni, M., & Uzielli, L. (2012). Drying shrinkage and mechanical properties of poplar wood (Populus alba L.) across the grain. Journal of Cultural Heritage. 13(3), 85-89. https://doi.org/ 10.1016/j.culher.2012.03.015.
19.Lautner, S. (2013). Wood formation under drought stress and salinity. In: Fromm, J. (eds) Cellular Aspects of Wood Formation. Plant Cell Monographs. vol 20. Springer, Berlin, Heidelberg. https:// doi.org/ 10.1007/ 978-3-642-36491-4_7.
20.Niemz, P., Teischinger, A., & Sandberg, D. (2023). Springer handbook of wood science and technology. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-81315-4.