اثر تغییرات مشخصه‎ های کمی ساختار توده ‎های جنگلی بر روی شاخص سطح برگ در جنگل‎ های هیرکانی، استان گلستان

نویسندگان
doi
10.61186/ifej.12.2.59
چکیده

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: شاخص سطح برگ در بین شاخص ‎ های ساختاری توده، به ‎ عنوان یک متغیر کلیدی در وضعیت اکوسیستم ‎ های جنگلی می ‎ باشد این شاخص از مهم ‎ ترین شاخص ‎ های ساختاری جنگل است که در فرآیندهای تبخیر و تعرق و پایش رشد درختان نقش مهمی دارد. نقش شاخص سطح برگ در بررسی تغییرات مشخصه ‎ های کمی ساختار توده ‎ های جنگلی بسیار مهم است. ارتباط کلی بین شاخص سطح برگ با مش خص ه ‎ های کمی توده وجود دارد. سطح برگ هر درخت می ‎ تواند با استفاده از معادلات آلومتریک مشخصه ‎ های کمی برآورد شود . این پژوهش اثر تغییرات مشخصه ‎ های کمی حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع بر شاخص سطح برگ و تهیه معادلات آلومتریک آن ‎ ها در جنگل ‎ های پهن ‎ برگ استان گلستان را مورد ارزیابی قرار می ‎ دهد. مواد و روش ‎ ها: در این مطالعه جهت برداشت اطلاعات زمینی شاخص سطح برگ 227 قطعه نمونه دایره ‎ ای شکل به مساحت 1000 مترمربع با روش نمونه برداری سیستماتیک و شبکه 100×100 متر در پنج رویشگاه از غرب به شرق (کردکوی، شصت کلاته، زرین گل، سرخداری و لوه) پیاده شد. در مرکز هر قطعه نمونه تله برداشت برگ با ابعاد 60×60 سانتی ‎ متر برای اندازه ‎ گیری شاخص سطح برگ استفاده شد. مرکز جغرافیایی هر قطعه نمونه با استفاده از دستگاه سیستم موقعیت یاب جهانی تفاضلی ثبت شد. در هر قطعه ‎ نمونه نوع گونه، قطر برابرسینۀ بیشتر از 12/5 سانتی متر، ارتفاع درختان، قطر بزرگ و قطر کوچک تاج اندازه گیری شد سپس حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع واقع در هر قطعه نمونه محاسبه شد. برای محاسبه شاخص سطح برگ ابتدا لازم است سطح ویژه برگ تمامی گونه ‎ ها در منطقه مورد مطالعه اندازه ‎ گیری شود. برای محاسبه شاخص سطح برگ نیز از هرگونه ی درختی در هر رویشگاه 20 درخت و از هر درخت پنج نمونه برگ در چهار جهت جغرافیایی جدا شد. در پنج رویشگاه در مجموع بیش از15000 نمونه برگ آنالیز و اسکن شد. مساحت هر برگ با استفاده از نرم افزار ImageJ اندازه گیری شد. وزن تر و خشک و مساحت سطح به طور هم زمان با استفاده از ترازوی دیجیتالی با دقت 0/01 اندازه گیری و سپس با اسکنر با وضوح بالا اسکن شد. برگ ‎ ها پس از اسکن در دمای 72 درجه سانتی گراد به ‎ مدت 48 ساعت در آون خشک شدند و وزن خشک آن ها توزین شدند. جهت بررسی روابط بین شاخص سطح برگ و مشخصه ‎ های ساختاری توده از مدل ‎ های غیرخطی رشنال فانکشن، گوسین، هایپر بولیک، هیت کاپاسیتی و نمایی استفاده شد. یافته ‎ ها: نتایج آنالیز آماره ‎ های توصیفی نشان داد که میزان حداقل، حداکثر، میانگین و انحراف معیار شاخص سطح برگ برای 227 قطعه نمونه به ‎ ترتیب (1/86، 13/45، 6/33 و 2/33) محاسبه شد. نتایج آنالیز آماره ‎ های توصیفی همچنین نشان داد که میانگین و انحراف معیار برای مشخصه ‎ های حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع نیز به ‎ ترتیب (298/96 و 205/18)، (24/05 و 12/82)، (24/05 و 12/82)، (148/51و 155/54)، (781/2 و 95/05)، (36/41 و 9/97) و (25/81و 4/93) محاسبه شد. نتایج بررسی روابط بین شاخص سطح برگ با مشخصه ‎ های کمی حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع میزان ضرایب تبین را بین (0/96 - 0/36 R 2 = ) و میزان میانگین مربعات خطا را بین (2/06- 0/ 48= MSE ) نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که در بین مشخصه ‎ های کمی بررسی شده ، مشخصه ‎ های کمی میانگین ارتفاع، حجم تاج در هکتار و حجم در هکتار بیشترین ضریب تبیین (0/96- 0/9 R 2 = ) و میانگین مربعات خطا (0/56 – 0/48 = MSE ) محاسبه شد. با مدل ‎ های آلومتریک گوسین، ریچارد و هیت کاپاسیتی و مشخصه تعداد در هکتار با مدل آلومتریک گوسین کمترین میزان ضریب تبیین (0/ 36 R 2 = ) و میانگین مربعات خطا (2/06 = MSE ) را در بررسی با شاخص سطح برگ داشتند. نتایج همچنین نشان داد که برای مشخصه ‎ های حجم تاج در هکتار تا 400 متر مکعب سیر تغییرات شاخص سطح برگ زیاد و سپس بعد از آن سیر یکنواختی دارد. برای مشخصه میانگین ارتفاع تا 40 متر سیر تغییرات شاخص سطح برگ زیاد می ‎ باشد. برای مشخصه حجم در هکتار نیز تا 800 متر مکعب شاخص سطح برگ با سیر صعودی افزایش می ‎ یابد و سپس بعد از آن تا 1200 متر مکعب سیر یکنواخت و حتی نزولی دارد. نتیجه ‎ گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده شد که سه مشخصه کمی حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار بیشترین تأثیر را بر روی تغییرات شاخص سطح برگ دارند و این سه مشخصه بهتر می ‎ توانند شاخص سطح برگ را تبیین کنند. با استفاده از این سه مشخصه حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار می ‎ توان شاخص سطح برگ را برآورد نمود. نتایج همچنین نشان داد که بر اساس مشخصه ‎ های مشخصه حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار می ‎ توان شاخص سطح برگ را در مقیاس وسیع تبیین کرد و نتایج برآوردی را می ‎ توان در مدل ‎ های اقلیمی و تدوین سیاست های مناسب تغییرات اقلیمی مورد بررسی قرار داد.