اثر منشأ رویشگاهی بر رشد درختان پده با بهره‌گیری از تحلیل‌های خوشه‌بندی و رگرسیون

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

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

2 دانشیار پژوهش، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

10.22069/jwfst.2026.24731.2164

چکیده

سابقه و هدف: هدف تحقیق حاضر بررسی تأثیر منشأ رویشگاهی بر صفات رشدی درختان پده با استفاده از تحلیل‌های خوشه‌بندی و رگرسیون است تا ضمن تبیین تفاوت عملکرد رویشگاه‌ها، رویشگاه‌های مناسب‌تر برای قلمه‌گیری و تولید نهال برای استفاده در برنامه‌های جنگل‌کاری و احیای رویشگاه‌های طبیعی شناسایی شوند.
مواد و روش‌ها: در فصل خزان، شاخه‌های یک‌ساله از پایه‌های طبیعی درختان منتخب پده در رویشگاه‌های استان مرکزی برداشت شد و از آن‌ها قلمه تهیه گردید. تمامی قلمه‌های جمع‌آوری شده در خزانه نهالستان اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان مرکزی کشت شدند و سپس نهال‌های یک‌ساله تولید شد. پس از تولید نهال در خزانه و آماده‌سازی زمین در بهمن‌ماه 1400، نهال‌های یک‌ساله حاصل از 10 رویشگاه مورد مطالعه در عرصه نهالستان اراک کشت شدند. آزمایش در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد و از هر رویشگاه 9 نهال در هر تکرار کاشته شد. در پایان سال سوم کاشت نهال، مشخصه‌های قطر در ارتفاع برابرسینه و ارتفاع کل درختان اندازه‌گیری و ثبت شدند و حجم درخت سرپا تولیدی محاسبه شد. پس از محاسبه حجم درختان و با احتساب درصد زنده‌مانی، حجم در سطح تیمار با توجه به فاصله کاشت محاسبه و به واحد مترمکعب در هکتار تبدیل شد. تجزیه و تحلیل داده‌های کمی رشد با استفاده از تحلیل واریانس دو طرفه (Two-Way ANOVA) و با در نظر گرفتن اثرات اصلی رویشگاه و بلوک و اثر متقابل آن‌ها انجام شد. همچنین به منظور بررسی الگوی شباهت و تفاوت بین رویشگاه‌ها، تجزیه خوشه‌ای سلسله‌مراتبی (Cluster Analysis) بر اساس داده‌های حاصل از ترکیب رویشگاه و بلوک (به‌عنوان تکرارها) با استفاده از نرم‌افزار JMP و روش Ward انجام شد. علاوه بر این، برای محاسبه شاخص‌های آمار توصیفی صفات رویشی شامل میانگین، انحراف معیار، خطای معیار و ضریب تغییرات از پلتفرم Distribution در نرم‌افزار JMP استفاده شد. همچنین به منظور بررسی روابط بین صفات رویشی، تحلیل رگرسیون (Regression Analysis) با در نظر گرفتن حجم درخت به‌عنوان متغیر وابسته و قطر برابر سینه و ارتفاع به‌عنوان متغیرهای مستقل در نرم‌افزار JMP انجام شد.
یافته‌ها: در سال سوم کاشت نهال‌ها در عرصه نهالستان شهید رجایی اراک، بیشترین قطر برابر سینه، ارتفاع و حجم کل در رویشگاه بازرجان تفرش در بلوک سوم وجود داشت به طوری که حجم کل از حداقل 95/5 مترمکعب در هکتار در بلوک سوم – رویشگاه جفتان تفرش تا حداکثر 48/20 مترمکعب در هکتار در بلوک سوم – رویشگاه بازرجان تفرش متغیر بود. تحلیل خوشه‌بندی سلسله‌مراتبی صفات رشدی درختان پده با استفاده از روش Ward، بر اساس داده‌های استانداردشده صفات قطر برابر سینه، ارتفاع و حجم کل انجام شد. خوشه 1 شامل رویشگاه بازرجان تفرش بلوک‌های 1، 2 و 3، محلات بلوک‌های 1 و 2 و ارجرود ساوه بلوک‌های 2 و 3 و خوشه 5 شامل رویشگاه دزفول بلوک 1، قلعتین ساوه و جلماجرد خمین در بلوک 2، گتوند بلوک‌های 2 و 3، اصفهان بلوک 2، جفتان تفرش و کرمان بلوک 3 است. خوشه‌های ۲، ۳ و ۴ نیز از نظر صفات رشدی در وضعیت میانی قرار گرفتند. نتایج رگرسیون خطی چندگانه نشان می‌دهد که مدل رگرسیونی برآورد حجم درخت بر اساس قطر برابر سینه و ارتفاع در سطح 05/0 معنی‌دار بود. مقدار ضریب تعیین (R²) برابر با 956/0 است که نشان می‌دهد 96 درصد از واریانس متغیر حجم درخت توسط متغیرهای قطر برابر سینه و ارتفاع به‌طور همزمان تبیین می‌شود. بر اساس ضرایب به‌دست‌آمده، معادله رگرسیون چندگانه برای برآورد حجم درخت به صورت V=-20.016+4.605×D+2.328×H به‌دست آمد.
نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که منشأ رویشگاهی قلمه‌ها بر صفات رشدی درختان پده تأثیر قابل توجهی دارد و برخی رویشگاه‌ها، از جمله بازرجان تفرش، محلات و ارجرود ساوه، در شرایط نهالستان شهید رجایی اراک عملکرد رشدی مطلوب‌تری نسبت به سایر رویشگاه‌ها نشان دادند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of site origin on the growth of Populus euphratica Oliv. trees using cluster and regression analyses

نویسندگان [English]

  • fatemeh ahmadloo 1
  • Mohsen Calagari 2
1 Assistant Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I.R. Iran
2 Associate Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, I.R. Iran
چکیده [English]

Background and objectives: The objective of the present study is to investigate the effect of site origin on the growth traits of P. euphratica trees using cluster and regression analyses in order to clarify differences in site performance and to identify more suitable sites for cutting collection and seedling production for use in afforestation programs and the restoration of natural stands.
Materials and methods: During the leaf-fall season, one-year-old branches were collected from natural bases of selected P. euphratica trees in sites of Markazi Province, and cuttings were prepared from these branches. All collected cuttings were planted in the nursery of the Markazi Natural Resources and Watershed Administration, where one-year-old seedlings were produced. After seedling production in the nursery and land preparation in February 2021, the one-year-old seedlings originating from the 10 studied sites were planted in the Arak nursery field. The experiment was conducted using a randomized complete block design (RCBD) with three replications (blocks), and nine seedlings from each site were planted in each replication. At the end of the third year after planting, DBH and total tree height were measured and recorded, and the standing tree volume was calculated. After calculating tree volume and considering the survival rate, volume per treatment was estimated based on planting spacing and converted to m3 ha-1. Data on quantitative growth traits were analyzed using two-way analysis of variance (Two-Way ANOVA), considering the main effects of site and block as well as their interaction. Furthermore, in order to examine the pattern of similarity and differences among sites, hierarchical cluster analysis (Cluster Analysis) was performed based on the data obtained from the combination of site and block (as replications) using JMP software and Ward’s method. In addition, descriptive statistical indices of growth traits, including mean, standard deviation, standard error, and coefficient of variation, were calculated using the Distribution platform in JMP software. Moreover, to investigate the relationships among growth traits, regression analysis (Regression Analysis) was conducted in JMP software, considering tree volume as the dependent variable and diameter at breast height (DBH) and tree height as independent variables.
Results: In the third year after planting of seedlings in the Shahid Rajaei nursery field in Arak, the highest values for DBH, height, and total volume were observed for the Bazarjan site in Tafresh in block 3. The total volume ranged from a minimum of 5.95 m³ ha-1 in block 3- Joftan site (Tafresh) to a maximum of 20.48 m³ ha-1 in block 3- Bazarjan site (Tafresh). Hierarchical cluster analysis of the growth traits of P. euphratica trees was performed using Ward’s method based on standardized data of DBH, height, and total volume. Cluster 1 comprised the Bazarjan site in Tafresh (blocks 1, 2, and 3), Mahallat (blocks 1 and 2), and Arjrud in Saveh (blocks 2 and 3). Cluster 5 included the Dezful site (block 1), Ghalatein in Saveh and Jelmajerd in Khomein (block 2), Gotvand (blocks 2 and 3), Isfahan (block 2), and Joftan in Tafresh and Kerman (block 3). Clusters 2, 3, and 4 showed intermediate growth performance. The results of multiple linear regression indicated that the regression model for estimating tree volume based on DBH and height was significant at the 0.05 level. The coefficient of determination (R2) was 0.956, indicating that approximately 96% of the variance in tree volume was jointly explained by DBH and height. Based on the estimated coefficients, the multiple regression equation for estimating tree volume was derived as: V=−20.016+4.605×D+2.328×H.
Conclusion: The results of this study showed that the site origin of cuttings has a significant effect on the growth traits of P. euphratica trees.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hierarchical cluster analysis
  • Regression coefficient
  • Seedling production
  • Site origin
  • Vegetative characteristics