فهرست مطالب

  • سال بیست و ششم شماره 1 (بهار 1398)
  • تاریخ انتشار: 1398/03/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • زهرا سید موسوی، جهانگیر محمدی*، شعبان شتایی جویباری صفحات 1-19
    سابقه و هدف

    در این تحقیق قابلیت داده های لیزر اسکنر هوایی در برآورد ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان جنگلی در بخشی از جنگل های پهن برگ شصت کلاته گرگان مورد ارزیابی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه 125 پایه ی درختی از درختان که دارای تاج مستقل بودند و تداخل تاجی با پایه های مجاور نداشتند انتخاب شد. اطلاعات نوع گونه، ارتفاع، قطر بزرگ و قطر کوچک تاج هر درخت اندازه گیری و سپس ارتفاع درختان با استفاده از دستگاه ورتکس لیزری اندازه گیری شد و موقعیت مراکز درختان با استفاده از دستگاه سیستم موقعیت یاب تفاضلی برداشت گردید. پس از جداسازی مرز تاج پوشش تک درختان و تهیه پلی گون مرز آن ها از تصاویر دوربین رقومی هوایی UltraCam-D، داده های لیزر اسکنر هوایی برای هر درخت جدا و تمامی شاخص های ارتفاعی و تراکمی داده های لیزر اسکنر هوایی برای آنها محاسبه گردید. سپس با استفاده از الگوریتم های ناپارامتریک (RF، k-NN، SVR و ANN) و رگرسیون چند متغییره مشخصه های ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان جنگلی مدلسازی شدند.

    یافته ها

    نتایج حاصل از روابط رگرسیونی و الگوریتم های ناپارامتریک بین ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش درختان اندازه گیری شده با استخراج شده از داده های لیزر اسکنر هوایی نشان داد که درصد میانگین مجذور مربعات خطا و انحراف معیار از تفاوت هابرای مشخصه های ارتفاع، حجم، رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان با استفاده از بهترین مدل به ترتیب 39/13، 78/56، 17/33، 34/22 و 88/25 درصد و 71/1 متر و 59/0 متر مکعب، 049/0 متر مربع، 2/9 سانتی متر و 26/39 مترمربع به دست آمد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج نشان داد که داده های لیزر اسکنر هوایی قابلیت برآورد مشخصه ارتفاع درختان را با دقت خوب، و مشخصه های رویه زمینی، قطر برابر سینه و مساحت تاج پوشش تک درختان را با دقت مناسب دارد ولی قابلیت برآورد مشخصه حجم سرپا تک درختان را با دقت خوب نداشت. همچنین نتایج نشان داد که از میان الگوریتم های پارامتریک و ناپارامتریک الگوریتم ناپارامتریک شبکه عصبی مصنوعی عملکرد بهتری نسبت به سایر الگوریتم ها داشت.

    کلیدواژگان: الگوریتم های پارامتریک و ناپارامتریک، درصد جذر میانگین مربعات خطا، داده کاوی، مشخصه های کمی تک درختان
  • مرضیه زمانی، مهرداد نیکوی* صفحات 21-35
    سابقه و هدف

    گونه های شاخص یکی از مولفه های مهم در طبقه بندی پوشش گیاهی هستند، مطالعه و تعیین آنها در حاشیه جاده های چند سال ساخت اهمیت زیادی برای حفظ رویشگاه گونه های گیاهی نادر و در معرض انقراض دارد، آگاهی از سن جاده می تواند در جهت حفظ و توسعه جوامع گیاهی موثر باشد چرا که روند تاثیرگذاری جاده می تواند به مدیریت بهینه پوشش گیاهی در زمان ساخت جاده های جدید یا در هنگام نگهداری از آنها کمک شایانی کند. هدف این پژوهش، طبقه بندی اکولوژیکی و تعیین گونه های شاخص در سنین مختلف حاشیه جاده های جنگلی در منطقه ناو اسالم واقع در غرب استان گیلان بود.

    مواد و روش ها

    جمع آوری داده به صورت نمونه برداری تصادفی بر این اساس که در 7 منطقه جنگلی ناو اسالم گیلان، به روش ترانسکت خطی، 28 خط نمونه به طول 150 متر عمود بر حاشیه جاده تا درون جنگل صورت گرفت. فاصله بین خطوط نمونه 100 متر بود، پنج قطعه نمونه به ابعاد 30×5 متر برای برداشت پوشش درختی و درختچه ای با فاصله 30 متر مشخص شد. در قطعات نمونه 4 متر مربعی هم گونه های علفی با استفاده از فلورهای گیاهی شناسایی و درصد پوشش گیاهی در اشکوبهای مختلف (درختی، درختچه و علفی) با استفاده از مقیاس براون- بلانکه ثبت شد. همچنین، تحلیل گونه شاخص با استفاده از قطعه نمونه گروه اکولوژیک و در محیط نرم افزارPC- ORD for Win. Ver. 5 بررسی شد.

    یافته ها

    نتایج تحلیل گونه های شاخص نشان داد که 146 گونه گیاهی مورد بررسی در این منطقه، در جاده های چند سال ساخت وجود دارد. حضور گونه های درختی و درختچه در جاده های قدیمی بیشتر از جاده های تازه ساخت بود. در این تحقیق جاده های تازه ساخت (10 سال) در دو گروه گونه دوم و چهارم اکولوژیک، جاده هایی با سنین متوسط (10-20 سال) در گروه گونه سوم اکولوژیک و جاده های قدیمی (بیشتر از 20 سال) در گروه گونه اول اکولوژیک قرار گرفتند. با استفاده از آنالیز دو طرفه گونه های شاخص، پوشش گیاهی محدوده تحقیق به صورت دو گروه Viola alba Besser, Carpinus betulus L, Brachypodium sylvaticum, Carex divulsa Stokes طبقه بندی شدند. در این تحقیق حضور گونه های درختی Alnus subcordata C.A.Mey و Acer velutinum Boiss در قطعات نمونه حاشیه جاده بیشتر از داخل جنگل بود و با افزایش فاصله از حاشیه جاده و نفوذ به سمت جنگل، تنوع این گونه های درختی و فرکانس نسبی آنها کم بود. در این تحقیق، گونه Carex divulsa Stokes بعنوان گونه نادر و گونه Fagus orientalis Lipsky بعنوان گونه ای با فراوانی زیاد شناخته شد.

    نتیجه گیری

    نتایج این تحقیق تاکید دارد که سن جاده نه تنها در تعیین گروه گونه های اکولوژیک بلکه در شناخت گونه های شاخص در سطح منطقه و بهبود نتایج طبقه بندی گروه گونه های درختی، علفی و زادآوری در جاده های چند سال ساخت می تواند موثر باشد. تعیین گونه های شاخص هم نه تنها به منظور تعیین حدود گروه های اکولوژیکی طبقه بندی شده در حاشیه جاده بلکه در بهبود نتایج طبقه بندی گروه های گیاهی و همچنین تعیین دقیق عوامل اثر گذار بر گروه های اکولوژیکی برای مدیریت اصولی و بهره برداری پایدار از اکوسیستم های جنگلی می تواند کاربرد داشته باشد.

    کلیدواژگان: گروه های اکولوژیک، طبقه بندی پوشش گیاهی، گونه های شاخص، تجزیه و تحلیل خوشه ای
  • علیرضا مشکی*، مجتبی امیری، مریم ملاشاهی، عزیزالله هوشمند، محمد کیا کیانیان صفحات 37-48
    سابقه و هدف

    جنگلکاری در هر منطقه با توجه به گونه، سن، نوع آمیختگی و شرایط رویشگاهی میتواند اثرات متفاوتی بر کیفیت توده و خصوصیات خاک داشته باشد. هدف اصلی این تحقیق بررسی ویژگی های جنگلشناسی و تاثیر بر خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک این دو گونه گیلاس وحشی (Prunus avium L.) و افرا پلت (Acer velutinum Boiss.) به صورت خالص و آمیخته بوده است.

    مواد و روش ها

    جهت بررسی ویژگی های جنگلشناسی و تاثیر بر خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک دو گونه مذکور به صورت خالص و آمیخته، سه سطح جنگلکاری شده خالص گونه های گیلاس وحشی (6000 مترربع) و افراپلت (8000 مترمربع) و آمیخته دو ‘گونه (10000 مترمربع) واقع در طرح جنگلداری غرب هراز (ازدارسی) انتخاب شدند. در هر یک از توده ها، ویژگی های جنگل شناسی شامل نوع گونه، قطر برابرسینه، ارتفاع کل، ارتفاع تنه و قطر تاج درختان در چهار جهت جغرافیا یی و خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک شامل اسیدیته و شوری، کربن آلی، نیتروژن کل، پتاسیم و فسفر قابل جذب، بافت و رطوبت نسبی در عمق 15 سانتی متری مورد مقایسه قرار گرفتند.

    یافته ها

    بر اساس نتایج درختان افرا پلت و گیلاس وحشی در توده های آمیخته قطر و ارتفاع کمتری نسبت به توده های خالص داشتند. حجم درختان در جنگلکاری گیلاس وحشی (17/0 متر مکعب) به طور معنی داری بیشتر از جنگلکاری خالص افرا پلت (11/0 متر مکعب) بود و آمیختگی اثر معنی داری روی حجم درختان نداشت. ضریب قدکشیدگی جنگلکاری خالص و آمیخته گیلاس وحشی (07/1 و 03/1)، به طور بیشتر از جنگلکار یهای خالص و آمیخته افرا پلت (85/0و83/0) بود. بیشترین میزان اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک در جنگلکاری های خالص گیلاس وحشی (47/6 و 25/72 میکرو زیمنس بر سانتی متر) و کمترین آن در جنگلکاری های خالص افرا پلت (96/5 و 80/47 میکرو زیمنس بر سانتی متر) مشاهده گردید. همچنین، بالاترین درصد کربن آلی و میزان ازت خاک در جنگلکاری های گیلاس وحشی خالص (88/1% و12/0%) و کمترین میزان آنها در توده های آمیخته گیلاس وحشی و افرا پلت (92/0% و06/0%) مشاهده شد. توده های مختلف مورد بررسی تفاوت معنی داری را از نظر خصوصیات فیزیکی خاک مانند بافت (رسی)، رطوبت نسبی)5/9 تا 13 درصد) و وزن مخصوص ظاهری (20/1 تا 32/1 گرم بر سانتیمتر مکعب) نشان ندادند.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج بدست آمده از این پژوهش جنگلکاری خالص با گونه بومی گیلاس وحشی از موفقیت نسبی خوبی برخوردار بوده و در برخی از فاکتورهای مورد مطالعه عملکرد بهتری را نسبت به افرا پلت خالص نشان داد. کاشت آمیخته این دو گونه هم در بیشتر فاکتورهای مورد بررسی این تحقیق وضعیت بهتری را نسبت به کاشت خالص هر گونه نشان نمی دهد.

    کلیدواژگان: جنگلکاری های خالص، جنگلکاری های آمیخته، خصوصیات فیزیک و شیمیایی خاک، ضریب قد کشیدگی، هیرکانی
  • فرحناز رشیدی*، شادی شریفیان صفحات 49-64
    سابقه و هدف

    با توجه به روند تخریب جنگل های طبیعی، افزایش جمعیت انسانی و نیاز روز افزون به خدمات اکوسیستمی، توسعه جنگل و جنگل کاری امری اجتناب ناپذیرخواهد بود .پروژه های جنگل کاری در سال های اخیر، با توجه به اهمیت زیست محیطی و اقتصادی - اجتماعی، رشد زیادی داشته و بصورت یک فعالیت عمرانی و توسعه در سطح بین الملل مطرح گردیده است. در همین راستا، قبل از هر گونه اجرای پروژه جنگل کاری می باید مکان یابی مناطق مستعد و ارزیابی توان اکولوژیکی منطقه مد نظر قرارگیرد. در سال های اخیر استفاده از روش های ارزیابی چند معیاره گسترش فراوانی داشته و در این میان روش تحلیل سلسله مراتبی و تحلیل شبکه‎ای بیشتر مورد توجه قرار گرفته است. فرایند تحلیل شبکه ای، ضمن حفظ کلیه قابلیت های AHPمی تواند بر محدودیت های جدی آن، از جمله در نظر نگرفتن وابستگی های متقابل بین عناصر تصمیم و فرض اینکه ارتباط بین عناصر تصمیم، سلسله مراتبی و یک طرفه است، برتری یافته و چارچوب مناسبی را برای تحلیل مسایل مختلف فراهم آورد. لذا ANP روش مناسبی در بحث تصمیم گیری چند معیاره است. این تحقیق با هدف ارزیابی توان اکولوژیک حوضه آبخیز ارنگه واقع در استان البرز و مکان یابی عرصه های مناسب برای جنگل کاری صورت گرفته است. به منظور ارزیابی توان جنگل کاری منطقه از فرآیند تحلیل شبکهای (ANP) و سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) استفاده شد.

    مواد و روش ها

    براساس مطالعات پیشین و نظرات کارشناسان، شاخص های متناسب با شرایط منطقه تعیین و پس از ایجاد شبکه، پرسشنامه‎ها بین کارشناسان توزیع شد و آنان به مقایسه خوشه ها و عوامل موثر در جنگل کاری به صورت زوجی و امتیاز دهی پرداختند. با استفاده از مقایسه و ارزیابی گزینه های موثر در ارزیابی توان جنگل کاری از طریق پرسشنامه و وزن نهایی گزینه ها با محاسبهی سوپرماتریس حد در هر پرسشنامه، از طریق نرم افزار Super Decision تعیین گردید. سپس یازده گزینه موثر در فرآیند در قالب چهار خوشه توپوگرافی، خاک، اقلیم و زیستی طبقه بندی شد. یازده زیر معیار مربوط به این خوشه ها شامل شیب، ارتفاع، جهت، بافت خاک، فرسایش، زهکش، عمق خاک، دما، بارندگی، تراکم پوشش و تیپ گیاهی، در محیط سامانه ی اطلاعات جغرافیایی با طبقات مربوط تهیه گردید. نقشه معیار ها با استفاده از انرم افزار IDRISI در دامنه فازی 0-255 استاندارد سازی شدند. سپس گزینه ها به لایه های اطلاعاتی تبدیل و با استفاده از تکنیک ترکیب خطی وزنی (WLC) لایه های وزن دار شاخص ها در محیط سامانه ی اطلاعات جغرافیایی تلفیق شدند.

    یافته ها

    نقشه ی نهایی توان جنگل کاری منطقه در4 طبقه بدست آمد. نتایج بیانگر آنست که 6/4 درصد از منطقه تناسب خوب، 9/13 درصد تناسب متوسط و2/19 درصد تناسب کم و 1/62 درصد تناسب بسیار کم برای توسعه جنگل دارد. نتایج این مطالعه حاکی از آنست که معیار ارتفاع از سطح دریا بیشترین و معیار فرسایش کمترین تاثیر را در تعیین مناطق مناسب جهت جنگل کاری در منطقه مورد مطالعه دارد.

    نتیجه گیری

    با توجه به نتایج این مطالعه، جنگل کاری در حوزه آبخیز ارنگه بر اساس نقشه پتانسیل منطقه قابل انجام بوده و توسعه جنگل در 5/18 درصد از منطقه از توان مناسب تا متوسط برخوردار است. قسمتهای غرب به سمت مرکز در منطقه ارنگه به عنوان اولویت جنگل کاری می باشد و بررسی کاربری های دیگر برای قسمت هایی از منطقه که توان نامناسب و بسیار نامناسب را نشان می دهند قابل توصیه است.

    کلیدواژگان: تصمیم گیری چندمعیاره، ترکیب خطی وزنی، جنگل کاری، سیستم اطلاعات جغرافیایی
  • منصور غفاری*، علی قاسمیان، محمدرضا دهقانی فیروزآبادی، حسین یوسفی صفحات 65-77
    سابقه و هدف

    نانوسلولز و نانولیگنوسلولز به عنوان فراوان ترین نانوپلیمرهای زیستی در دهه اخیر توجه محققان رشته های مختلف را به خود جلب کرده است. روش سوپرآسیاب دیسکی خواص برجسته ای همچون سادگی، سرعت و راندمان زیاد تولید و تک مرحله ای بودن را دارا است. این خواص، برتری های ویژه ای در مقابل سایر روش های بالا به پایین تولید نانوسلولز دارد.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، الیاف خمیر کارتن کنگره ای کهنه (OCC) با فرآیند سریع، ساده و تک مرحله ای سوپر آسیاب دیسکی به نانوفیبرهای لیگنوسلولزی تبدیل شدند. خواص فیبرهای لیگنوسلولزی شامل ویژگی های ریخت شناسی (قطر و توزیع قطری) با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدان (FE-SEM)، آنالیز عنصری توسط روش اسپکتروسکپی پراش انرژی اشعه ایکس (EDX/EDS)، گرما وزن سنجی (TGA)، پایداری سوسپانسیون و نفوذپذیری به هوا در دو مقیاس میکرو و نانو مورد مطالعه قرار گرفت.

    یافته ها

    مقایسه متوسط قطری میکرولیگنوسلولز (10±37 میکرومتر) و نانولیگنوسلولز (10±66 نانومتر) نشان داد که فرآیند آسیاب با کاهش قطر، در تولید نانولیگنوسلولز دارای عملکرد مطلوبی بوده است. بر خلاف ته نشینی سوسپانسیون خمیر اولیه (میکروفیبر) پس از 2 دقیقه، سوسپانسیون نانوفیبر کاملا پایدار بوده است. مقدار نفوذپذیری به هوا در فیلم میکرولیگنوسلولز (6/42 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بسیار بیش تر از نفوذپذیری فیلم نانولیگنوسلولز (26/1 میکرومتر بر پاسکال در ثانیه) بوده که نشان می دهد با کوچک سازی ابعاد سلولز از مقیاس میکرو به نانو، سطح ویژه و پیوند افزایش یافته و ساختار فیلم به دست آمده یکنواختی بیش تر و تخلخل کم تری دارد.

    نتیجه گیری

    به طور کلی نتایج این تحقیق حاکی از موفق بودن تولید میکرو و نانولیگنوسلولز و فیلم آن از خمیر کارتن کنگره-ای کهنه (OCC) است. تولید نانولیگنوسلولز و بررسی پتانسیل های آن در مقابل تولید نانوسلولز (عاری از لیگنین و همی-سلولزها) می تواند سبب مزایای متعدد کاربردی و صنعتی برای تجاری سازی بیشتر این فراورده با ارزش افزوده زیاد گردد.

    کلیدواژگان: سوپرآسیاب دیسکی، کارتن کنگره ای کهنه، میکروفیبرلیگنوسلولز، نانوفیبرلیگنوسلولز
  • الیاس افرا، مهدیس شفاعی، علی ابیض*، پروانه نارچین صفحات 79-103

    رشد روز افزون مصرف مصنوعات کاغذی نیاز های مقاومتی ویژه بالاتر در محصولات جدید، از ‏جمله استفاده از مصنوعات سلولزی در مصارف غیر تحریر مثل محصولات بسته بندی و بهداشتی و ‏همچنین بهبود خواصی همچون چاپ پذیری و...، نیاز به استفاده از روش ها و مواد مختلف تقویت ‏کننده ساختار کاغذ را افزایش می دهد‎. ‎در صنایع بسته بندی هدف‎ ‎از‎ ‎بسته بندی‎ ‎مواد‎ ‎غذایی‎ ‎جلوگیری‎ ‎از‎ ‎فساد‎ ‎باکتریایی‎ ‎و‎ ‎از‎ ‎دست‎ ‎رفتن‎ ‎مواد‎ ‎مغذی و‎ ‎در‎ ‎نتیجه،‎ ‎افزایش‎ ‎مدت زمان‎ ‎ماندگاری‎ ‎آن ها‎ ‎است. ‏بسته بندی مواد غذایی راهکاری حیاتی برای تضمین ایمنی آن ها است. در این مقوله یکی از ‏موضوعات مهم، بهداشتی بودن و بهداشتی کردن ماده مورد استفاده در این صنایع است که می توان ‏با ایجاد این خاصیت در کاغذ دامنه کاربرد آن را افزایش داد و موارد مصرف جدیدی را برای آن ‏تعریف کرد. در دنیای صنعتی امروز به دلیل ارتقای سطح آگاهی و توقع مصرف کننده نسبت به ‏کیفیت، همواره بایستی به دنبال راه حل های کارا و سودمند در جهت بهبود کیفیت بود. در حال ‏حاضر فرآیند های تکمیلی گسترش چشمگیری یافته اند و نقش به سزایی در کیفیت محصول دارند‎ ‎‏ ‏امروزه تلاش های زیادی به منظور بهبود خواص فیزیکی، مقاومتی و ممانعتی کاغذ ها انجام شده که ‏از جملهی آن می توان به افزودن مواد افزودنی فیبری چون الیاف بلند سوزنی برگان، الیاف نرمه ی ‏حاصل از خمیر شیمیایی و مواد افزودنی غیر فیبری مانند پرکننده ها، عوامل آهاردهی درونی و ‏چسب های ویژه خمیر کوب از جمله پلیمر های طبیعی و مصنوعی نام برد. هدف این تحقیق تولید نانو ‏کامپوزیت سلولز نانو فیبریله شده/ نانو نقره و به کارگیری آن در کاغذ به منظور بهبود همزمان ‏ویژگی های مکانیکی و ضد باکتری کاغذ می باشد. در این پژوهش احیای نانو ذرات نقره در دو سطح ‏مصرفیppm ‎‏ 5 و 10 بر روی سلولز نانو فیبریله شده با کمک سدیم بور هیدرید انجام شد و در نهایت ‏نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو نقره در سه سطح 5، 10 و 15% وزنی نسبت به وزن کاغذ به منظور بهبود ‏همزمان ویژگی های مکانیکی و ضد باکتری استفاده شد. نتایج افزایش دانسیته و شاخص مقاومت به ‏ترکیدگی را نشان می دهد. همچنین درجه روشنی کاغذ های تیمار شده با نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو ‏نقره کاهش و شاخص ماتی افزایش یافت. ویژگی های‎ ‎ضدباکتریایی بر‎ ‎علیه‎ ‎دو‎ ‎نوع‎ ‎باکتری‎ ‎اشرشیاکلای‎ ‎و‎ ‎استفیلوکوکوس اورئوس که به ترتیب نماینده باکتری های گرم منفی و گرم مثبت هستند ‏مورد بررسی قرار گرفت.‏‎ ‎نتایج حاکی از آن است که با وجود مقادیر کم نقره در کاغذ های تیمار شده ‏مانع رشد باکتری شدند. به منظور هدف جانبی خواص ضد باکتری فیلم نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نقره و ‏فیلمNFC ‎‏ تیمار شده با نانو ذرات نقره به روش غوطه وری در دو سطح نقره مصرفیppm ‎‏ 5 و 10 ‏تهیه شد. نتایج نشان می دهد خواص ضد باکتری نانو کامپوزیت ‏NFC‏/ نانو نقره به دلیل لایه نشانی ‏نانو ذرات نقره بر روی ‏‎ NFCنسبت به فیلم ‏NFC‏ تیمار شده با نانو ذرات نقره به روش غوطه وری ‏بیشتر می باشد.‏

    کلیدواژگان: ویژگی های مکانیکی، نوری و آنتی باکتریایی کاغذ، سلولز نانوفیبریله شده، نانونقره
  • عبدالله الیاسی*، تقی طبرسا، علیرضا شاکری صفحات 105-115
    سابقه و هدف

    هدف از این تحقیق تولید کاغذهای دکور آغشته شده به رزین ملامین فرمالدهید (روکش های ملامینه) ضد باکتری با استفاده از نانوذرات کیتوزان می باشد. امروزه در بسیاری از مصارف، نیاز به فراورده های چندسازه ای می باشد که به نحو مطلوبی پرداخت شده اند. روکش های ملامینه پرکاربرد ترین روکش اوراق فشرده چوبی در جهان بر اساس گزارش FAO می باشد. روکش های ملامینه به عنوان پوشش تزئینی یا محافظ بر سطح محصولات کامپوزیت چوبی مانند تخته خرده چوب و تخته فیبر استفاده می شود که آن ها می توانند در کف پوش ها، لمینیت ها و مبلمان از جمله میزهای کامپیوتر و میز آشپزخانه به کار روند. تحقیقات در زمینه پوشش های ضد میکروبی برای حفاظت از سطوح با استفاده از بقایای میکروارگانیسم ها که می تواند منجر به جلوگیری از گسترش بیماری ها در جوامع انسانی شود، بسیار مورد توجه قرار گرفته است.. بنابراین توسعه پوشش نانوساختار با خواص ضد میکروبی علاقه مندی زیادی را به خود جلب کرده است.

    مواد و روش ها

    در این پژوهش جهت تولید روکش های دکور ملامینه ضد باکتری از روش غوطه وری کاغذهای دکور پایه در رزین ملامین فرمالدهید تیمار شده با نانو ذرات کیتوزان استفاده شده است. سپس رطوبت روکش های ملامینه تولید شده تا محدوده 5 تا 7 درصد توسط خشک کن آزمایشگاهی کاهش داده شد. نمونه های تهیه شده با استفاده از تکنیک های XRD، FESEM و FTIR مورد ارزیابی قرار گرفتند. برای آزمون بیولوژیکی روکش ها از روش اندازه گیری هاله عدم رشد و باکتری استافیلوکوکوس اورئوس و اشرشیاکلی به عنوان دو باکتری شاخص در آزمون های بیولوژیکی استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد غلظت نانوذرات کیتوزان روی فعالیت ضد میکروبی روکش های ملامینه تهیه شده موثر بوده و اثر آن بر روی باکتری های گرم مثبت قوی تر می باشد و سبب افزایش قطر هاله عدم رشد می گردد. روکش های ملامینه حاوی 5/1 درصد نانوکیتوزان دارای بیشترین اثر ضد میکروبی بودند.

    نتیجه گیری

    روکش های ملامینه تیمار شده با نانو ذرات کیتوزان دارای خواص ضد میکروبی بالائی بودند. با در نظر گرفتن کلیه نتایج تحقیق حاضر و هزینه های اقتصادی استفاده از نانوذرات کیتوزان میزان مصرف کمتر از 1 درصد وزنی به عنوان میزان مصرف بهینه تعیین گردید. لازم به ذکر است با پراکنش بهتر نانوذرات مصرفی رزین در سطح ماتریس، در مقادیر کم مصرف هم می توان خاصیت ضد باکتری قابل توجهی به روکش های ملامینه تولیدی افزود.

    کلیدواژگان: نانو ذرات کیتوزان، رزین ملامین فرمالدهید، ضد میکروبی، آغشته سازی، غوطه وری
  • حسین جلالی ترشیزی*، علی صفی زاده، حمیدرضا رودی، علی پرتوئی نیا صفحات 117-128
    سابقه و هدف

    کاغذ به عنوان کامپوزیتی از الیاف لیگنوسلولزی، افزودنی های معدنی و آلی شناخته می شود. کمبود الیاف لیگنوسلولزی و نیز جنبه های فنی، زیست محیطی و اقتصادی، بطور روزافزونی مصرف پرکننده های معدنی در کاغذسازی را افزایش داده است. افزودن پرکننده ها به خمیرکاغذهای بازیافتی، مضاعف شدن مزایا را دربر داشته؛ که اخیرا مورد توجه قرار گرفته است. در این راستا، تاثیر کربنات کلسیم رسوبی (PCC) و نیز پیش اختلاط آن با پروتئین سویا ایزوله بر ویژگی های کاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله چاپ و تحریر بررسی شد.

    مواد و روش ها

    خمیرکاغذ بازیافتی از کاغذهای باطله چاپ و تحریر و فاقد افزودنی از نقطه قبل از ارسال به ماشین کاغذ در کارخانه اترک تهیه شد. پرکننده کربنات کلسیم رسوبی در سطوح 10، 12 و 15 درصد جرم کاغذ و پروتئین سویا در سطوح 10 و 15 درصد جرم PCC بطور منفرد و نیز بصورت پیش اختلاط یافته به دوغاب خمیرکاغذ بازیافتی اضافه شد. کاغذهای دست ساز با گرماژ g/m23 ±60 تهیه شد و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی، ویژگی های روشنی، ماتی، ضخامت، گرماژ، حجیمی و شاخص مقاومت به ترکیدن در کاغذهای آزمایشگاهی مورد مقایسه قرارگرفت.

    یافته ها

    تصاویر SEM حضور پرکننده در ساختار کاغذ و نیز دلمه شدن آنها بر اثر کاربرد پلیمر پروتئین را تائیدنمود. افزایش کاربرد پرکننده کربنات کلسیم رسوبی بجای الیاف بازیافتی منجر به کاهش پیوسته ضخامت، گرماژ و مقاومت ترکیدن و افزایش پیوسته حجیمی و روشنی کاغذ گردید. کاربرد منفرد پروتئین سویا بدون پرکننده منجر به افزایش گرماژ و ضخامت و کاهش شاخص ترکیدن گشته و تاثیری بر دیگر ویژگیها نداشته است. پیش اختلاط پرکننده-پروتئین بهبود چشمگیر ضخامت، حجیمی و گرماژ کاغذ را درپی داشته، لیکن روشنی و ماتی کاغذ در مقایسه با عدم کاربرد پروتئین بدون تاثیر بوده است.

    نتیجه گیری

    پیش اختلاط پروتئین سویا با پرکننده منجر به افزایش حجیمی، ضخامت، گرماژ و روشنی و در برخی موارد شاخص ترکیدن در خمیرکاغذ بازیافتی چاپ و تحریر گردید. نقش نگهدارندگی پلیمر پروتئینی علاوه بر ویژگی های فیزیکی، توسط مشاهدات میکروسکوپ الکترونی نیز تائیدگردید که مزیت مهمی از جنبه های اقتصادی بواسطه افزایش بهره وری تولید، زیست محیطی بواسطه کاهش اتلاف مواد زیستی؛ و فراوری بواسطه کاهش انسدادها و افزایش سرعت تولید می تواند محسوب گردد. بخش چربی دوست پروتئین احتمالا منجر به اختلال در پیوندیابی و عدم افزایش یکنواخت مقاومت است.

    کلیدواژگان: کربنات کلسیم رسوبی، پروتئین سویا، ویژگی های کاغذ بازیافتی چاپ و تحریر
|
  • Zahra Sayed Mosavi, Shaban Shataee Pages 1-19
    Background and objectives

    In this study we evaluated the potential of ALS data in estimation of height, volume, basal area and DBH and canopy cover area of individualtrees for the part of Shast kalate of Gorgan.

    Materials and methods

    In this study 125 tree that located in dominant story and without overlay with adjacent trees, were selected. Tree species, tree diameter at breast height (DBH) and tree crown diameter were measured. The height of trees was measured using a Vertex VL 402. Center coordinates of sample trees were determined using Digital Golobal Position System. After separating the crown border of a single tree and providing a polygon of the boundaries of them using aerial digital images, all of height and density metrics were created.Then, we explored the possibility of defining relationships between combination of airborne laser scanning data and height, volume, basal area, DBH and canopy cover area of individual trees using machine learning algorithms (random forest (RF), support vector machine (SVM), k-nearest neighbor (k-NN) and artificial neural network (ANN)).

    Results

    The best RMSE% on an independent validation data for height, volume, canopy basal area, diameter, and basal area were 13.39, 56.88, 33.17, 22.34 and 25.88%. Also, the results demonstrate that the ANN algorithm can be useful for modeling biophysical properties of individual tree in the North of Iran.

    Conclusion

    Overall, the results showed the ALS data has the ability to estimate of tree height, basal area, diameter at breasts, and canopy cover but this data hasn’t the ability to estimate the volume very accurate. Also, the results showed that between all algorithms, the ANN algorithm have a better performance than other algorithms.

    Keywords: Parametric, Nonparametric Algorithms, Root Mean Square Error Percentage, Data Mining, Biophysical Properties of Individual tree
  • Mehrdad Nikooy * Pages 21-35
    Background and Objectives

    Indicator species are one of the important components in vegetation classification, and studying and determining them on the roadside of old roads is very important for maintaining the habitat for rare and endangered plant species. Awareness of the road age can be effective in preserving and developing the plant communities, as the road effect can be helpful in optimal management of vegetation when constructing or maintaining new roads. The purpose of this study was ecological classification as well as identification of indicator species in roadside of forest roads with different ages in Nav-e-Asalem area, west of Guilan province.

    Materials and Methods

    Data were collected by random sampling, as in the seven forest areas of Nav-e-Aslam, Guilan, a number of 28 transects (150 m in length) perpendicular to the road from roadside to the inside of the forest using line transect method, linear transect method was used and 28 transects (150 m in length) perpendicular to the road were taken. The distance between the transects was 100 m, Five sample plots (30 × 5 m) were taken for sampling trees and shrubs with a distance of 30 m from each other. In 4 m2 sample plots herbaceous species were identified using vegetation flora and vegetation percentage was recorded in different strata (tree, shrubs and herbaceous) using Braun-Blanquet scale. Also, indicator species analysis was performed using ecological group sample in PC-ORD for Win. Ver 5 software.

    Results

    The results of indicator species analysis showed that 146 species were found in the roadside of roads with several years’ age. The presence of tree and regeneration species was higher on old roads compared to new ones. In this research, newly constructed roads (10 years) occurred in two groups of second and fourth ecological species, roads with medium ages (10-20 years) in the third ecological group and older roads (>20 years) in the first ecological species group. By using two-way indicator species analysis (TWINSPAN), vegetation cover was classified into two groups: Viola alba Besser, Carpinus betulus L. and Brachypodium sylvaticum, Carex divulsa Stokes. In this research, the presence of Alnus subcordata CAMey and Acer velutinum Boiss species was higher in the sample plots near the road compared to inside forest. The diversity of these tree species and their relative frequency decreased by increasing the distance from the roadside and moving to inside forest. In this research, Carex divulsa Stokes was identified as a rare species and Fagus orientalis Lipsky as a species with high frequency.

    Conclusion

    The results of this research emphasize the importance of road age not only in determining the ecological species group, but also in identifying the indicator species in the area as well as in improving the classification results of tree, herbaceous and regeneration species in roadside area. Determination of the indicator species is effective not only in determining the extent of the ecological groups classified on the roadside, but also in improving the classification results of plant groups as well as identifying the factors affecting ecological groups seems to be useful for proper management and sustainable exploitation of forest ecosystems.

    Keywords: Ecological groups, Vegetation classification, Identified species, Cluster analysis
  • Alireza Moshki *, Mojtaba Amiri, Maryam Mollashahi, Azizollah Hooshmand, Mohammad Kia Kianian Pages 37-48
    Background and Objectives

    Plantation in each region, depending on Planted species, age, mixture and habitat conditions, can have different effects on stand quality and soil characteristics. The main objective of this study was to investigate the silvicultural characteristics of Pure and mixed plantations of Prunus avium L. and Acer velutinum Boiss.and the effect of those species on soil physic-chemical properties.

    Material and methods

    In order to investigate silvicultural characteristics and soil physico chemical properties of two pure and mixed plantations of P. avium and A. velutinum, three planted area of P. avium (6000 m2), A. velutinum (8000 m2), and the mixed stand of two species (10000 m2) in forest plantation of west Haraz (Azdarsi) were selected. In each stand, the silvicultural characteristics (i.e. type of species, diameter in breath height, total height, trunk height and crown diameter) in four geographical directions and soil properties (i.e. pH, EC, organic carbon, total nitrogen, available potassium und phosphorus, texture and relative humidity) were compared in depth of 15 cm were compared.

    Results

    Based on the results, the P. avium and A. velutinum trees in mixed stands had lower diameter and height values than those in pure ones. Trees volume in P. avium (0.17 m3) was higher than those in A. velutinum (0.11 m3) and mixture of two species had no significant impacts on volume of trees. Form factor index in pure and mixed stands of P. avium (1.03 and 1.07) were significantly higher than those in pure and mixed stands of A. velutinum (0.85 and 0.83). The highest and the lowest soil pH and EC were found in pure P. avium (6.47, 72.25 μScm-1) and pure A. velutinum (5.96, 47.80 μScm-1) plantations, respectively. Furthermore, the highest percentage of organic carbon and nitrogen content were observed in pure P. avium (1.88% and 0.12%) and the lowest one in mixed stand and A. velutinum (0.92% and 0.06%). The different studied tree stands did not show any significant differences in soil physical properties (i.e. texture, relative humidity and bulk density).

    Conclusion

    According to the results of this study, pure plantation of native P. avium has a good relative success and in some of the studied factors showed better performance than pure A. velutinum. The combined planting of these two species together in most of the investigated factors does not show a better situation than pure planting of any species.Form factor index, Haraz, Hyrkanian, Pure plantation, Mixed plantation, Soil properties.

    Keywords: Form factor index, Pure plantation, Mixed plantation, &quot, Soil properties&quot, Hyrkanian
  • Farahnaz Rashidi *, Shadi Sharifian Pages 49-64
    Background and target

    regarding to the destruction process of natural forests, increasing human population and increasing demand for ecosystem services, the forest development and the forestry will be unavoidable. Forestry projects have grown in recent years due to environmental and socioeconomic importanc and have been raised as a developmental activity and development internationally. Therefore, before any implementation of forestry project, it should be possible to locate the susceptible areas and evaluate the ecological capability of the area. In recent years, using of multi-criteria evaluation methods has been expanded and hierarchical analysis and network analyzes have been more widely considered. The network analysis process, while maintaining all the capabilities of AHP, can address its serious constraints, including not considering the interdependencies between decision elements and assuming that the relationship between decision elements is hierarchical and one-sided, and the appropriate framework for analyzing various issues.Therefore, ANP is a suitable method for discussing multi-criteria decision-making. This research was conducted for the purpose of evaluation of ecological ability of Arangeh drainage basin located in Alborz province. ANP and geographical information system has been used in order to evaluate the forestation ability in the area.

    Materials and methods

    according to previous studies and experts opinion, the indexes that were suitable for the area’s condition, were specified and after establishing of network, the questionnaires were distributed among experts and they compared the clusters and effective factors in forestry in a pair and scored by help of comparison and evaluation of the effective options in evaluating the power of forestry, it is done through questionnaire and the final weight of options calculated by super matrix limit it was determined through Super Decision software. Nine sub-criterias related to these clusters have been provided that includes slope, elevation, aspect, soil texture, erosion, temperature, rainfall, cover and types of vegetation in the environment of geographical information system with a certain clarification. Comparison and evaluation of effective options in evaluation of ecological ability for forestation by questionnaire and the final weight of options by calculating limited supermatrix is fulfilled in every questionnaire. The map of criteria has been standardized in fuzzy range of 0-255 by using IDRISI software, then the options are converted to information layers and the weight-carrying layers of indexes in geographical information system of area are assimilated by WLC technic.

    Findings

    the final plan of forestry ability of the area are obtained in four classes. The results of evaluation indicate that 4.6 percent has high proportion, 13.9 percent has average proportion, 19.2 percent has low and 962.1 percent have a very low proportion for forest development. Results of this study indicate that the elevation criteria has the highest and erosion criteria has the least impact to determine the appropriate areas for forestry in the studied areas.

    Conclusion

    Although considering the aquired results in this study and according to potential map of the region, forestry in Arangeh watershed is possible and the forest development has a proper to mediocre potential in 18.5 percent of the total area. The western parts of the center are in the region of Arenghe as a priority for forestry and it's advisable to check other uses for parts of the area that show inappropriate and highly inappropriate potential.

    Keywords: Forestation, Multiple Criteria Decision Making, Weighted Linear Combination, Geographic Information System
  • Mansoor Ghaffari *, Ali Ghasemian, M.R Dehghani Firouzabadi, Hossein Yousefi Pages 65-77
    Background and objective

    Cellulose Nano-fiber (CNF) and lignocellulose Nano-fiber (LCNF) are the most abundant bio-Nano-polymers that attracted much attention in researches and applications during recent decades. Super disk grinding method has prominent characteristics compared to the other methods such as simplicity, high speed, and high yield of production and owning single-stage process.

    Material and methods

    In this study, old corrugated container (OCC) was converted to lignocellulose microfibers (LCMF) and LCNF. LCNF was produced with ultra-fine friction grinding process, as a simple, fast and one-step downsizing method. The objective of this study was to investigate the grinding method on morphological characteristics (fiber diameter and distribution) with field emission scanning electron microscopy (FE-SEM), energy dispersive X-ray spectrometry (EDX/EDS) analysis, thermal gravimetric analysis (TGA), suspension stability and air permeability of films made from LCMF and LCNF.

    Results

    The average diameter of LCMF and LCNF obtained was 37±10 µm and 66±10 nm, respectively. The suspension of LCMF was unstable over checking stability time (after 2 min.), while the LCNF suspension had a long-term stability. The air-permeability of LCMF and LCNF films was 42.6 and 1.26 µmPa-1s-1, respectively. With downsizing lignocellulose fibers from micro to Nano scale, specific surface and bonding area increased and higher uniformity and lower porosity obtained.

    Conclusions

    In general, the results of this study showed that the production of LCNF and its film from OCC pulp were succeeded. Further investigations on the production of LCNF and evaluation its potential to produce different products compared to CNF (free of lignin and hemicelluloses) can bring many practical and industrial benefits to further commercialization of this value-added product.

    Keywords: Disk super-grinding, old corrugated container (OCC), Lignocellulose microfiber, Lignocellulose nanofiber
  • Elyas Afra, Mahdis Shafaee, Ali Abyaz *, Parvaneh Narchin Pages 79-103

    The packaging industry is one of the most important consumers of paper, in that about one ‎third of materials used in the packaging industry are paper and paperboard. In general, ‎packaging papers need to have high barrier and mechanical properties. Regarding the importance ‎of sustainable development and debates on using petrochemical-based polymers in food ‎packaging, there is an increasing interest in replacing synthetic and fossil-based polymers with ‎more renewable and sustainable materials. A renewable biomaterial that may be a good ‎alternative for improving strength and barrier properties of paper and composites is ‎nanofibrillated cellulose (NFC).‎ Cellulose is the most abundant natural, renewable, biodegradable and biocompatible polymer. ‎Cellulose and its derivatives have been used in a variety of applications in several areas, such as ‎the textile industry, the paper industry and in the medical field, where they are used as tissue ‎engineering materials owing to their good biocompatibility and mechanical properties similar to ‎those of hard and soft tissue and easy fabrication into a variety of shapes with adjustable ‎interconnecting porosity. Cellulose and its derivatives are viable alternatives to alleviate such ‎issues, due to their inherent properties such as non-toxicity, hydrophilicity, and chemical ‎resistivity (1). The use of nanofibrillated cellulose (NFC) for the production of nanocomposites ‎containing inorganic nanoparticles has attracted the attention of the scientific community. ‎Nanofibrillated cellulose (NFC) and microbial cellulose, due to their nanosized dimensions can ‎impart improvement and in many cases new properties to the ensuing (nano) composite ‎materials (2). With the growing public health awareness of disease transmissions and cross-‎infection caused by microorganisms, use of antimicrobial materials has increased in many ‎application areas like protective clothing for medical and chemical works, other health related ‎products. The aim of this study was to produce NFC/Ag nanocomposites and used paper to ‎improve the mechanical and antibacterial properties. Silver nanoparticles reducing was used to ‎help NaBH4 on nanofibrillated cellulose at the level 5 and 10 ppm and finally, nanocomposite ‎NFC /Ag at 5, 10, 15% w/w of the paper were used to improve mechanical and antibacterial ‎properties. The results show an increase density and burst index. The brightness of paper treated ‎with nanocomposite NFC /Ag was low and opacity index was increased. Antibacterial properties ‎investigated towards gram negative (E.colie) and gram positive (S. aureus) bacteria. The results ‎indicated that the presence of few amounts of silver in treated paper were inhibited bacterial ‎growth. Lateral to target antibacterial properties was prepared of nanocomposite NFC/Ag ‎nanocomposite the immersion method used by the silver 5 and 10 ppm.‎

    Keywords: Mechanical, optical, antibacterial properties of paper, nanofibrillated cellulose, nanosilver
  • Abdollah Elyasi *, Taghi Tabarsa, Alireza Shakeri Pages 105-115
    Background and objectives

    The purpose of this study is production of decorative antibacterial melamine papers veneers using chitosan nanoparticles. Today, for many uses, there is a need for composite products that are well paid. Melamine Laminate is the most widely used veneer for wood-based composite product in the world, according to the FAO report. Melamine veneers are used as a decorative and protective layer on the surface of wood-based composite products such as particleboard and fiberboard, which then can be used in laminate flooring, furniture such as the computer tables and kitchen worktops. Researches on antimicrobial coatings to protect surfaces from residues of microorganisms on surfaces in the environment that could prevent the spread of diseases in human societies have attracted a remarkable interest. Therefore, the development of Nano-structure coatings with antimicrobial properties has been interested considerably.

    Materials and methods

    In this study, immersion of decor-base paper in melamine formaldehyde resin treated with chitosan nanoparticles was used for the production of antibacterial melamine decorative veneers. Then, the moisture content of produced melamine coatings was reduced to a range of 5 to 7% by a laboratory drying agent. The specimens were evaluated using XRD, FESEM and FTIR techniques. For biologic tests of papers, bacterial inhibition zone measurement method and Staphylococcus aureus and Escherichia coli were used as two indicator bacteria in biological tests.

    Results

    The results showed that the chitosan nanoparticle concentrations were effective on the antimicrobial activity of melamine coatings and its effect on the gram-positive bacteria was stronger and increased the diameter of the inhibition zone. Melamine coatings containing 1.5% of Nano chitosan had the highest microbial effect.

    Conclusion

    Melamine coatings treated with chitosan nanoparticles had high antimicrobial properties. Considering all the results of the present research and economic costs of using chitosan nanoparticles, consumption less than 1% by weight was determined as optimum consumption. It should be noted that with a better distribution of resin nanoparticles at the matrix surface, also in small amounts, significant antibacterial properties can be added to the melamine coatings produced.

    Keywords: Chitosan nanoparticles, Melamine formaldehyde resin, Antimicrobial, Impregnation, Immersion
  • Ali Safizadeh, Hamidreza Rudi, Ali Partoeinia Pages 117-128
    Background and objectives

    Paper is considered as a composite product of lignocellulosic fibers and mineral and/or organic additives. The lignocellulosic fibers shortage together with economical, technical and environmental aspects ever increased mineral fillers application in papermaking. The filler utilization in recycled pulp involve more benefits which is highly considered, recently. Therefore, effects of precipitated calcium carbonate (PCC) and its premixing with isolated soy protein (ISP) on paper properties recycled from writing and printing papers were investigated.

    Materials and methods

    Pulp recycled from printing and writing papers was received from Atrak Pulp and Paper Co. stock preparation point without any additive. PCC (10, 12 and 15% based on O.D paper mass) and ISP (10 and 15% based on PCC mass) were added individually and as premixed composite to the recycled pulp. Laboratory hand sheets (60 g/m2) were made and have been compared according to SEM images, opacity, brightness, caliper, grammage, bulk and burst strength.

    Results

    SEM images revealed fillers presence in paper structure and its flocculation due to the ISP polymer usage. Increasing of filler addition replacing the recycled fibers reduced caliper, grammage and burst index of paper continuously and also increased the bulk and brightness, continuously. Individually addition of ISP and without filler increased grammage and caliper and reclined burst index, with no effects on the other properties. PCC-ISP premixing drastically improved caliper, bulk and the paper grammage, but opacity and brightness were stable compared to ISP unemployment.

    Conclusion

    PCC-ISP premixing enhanced bulk, caliper, grammage, brightness and in some cases burst strength of paper from recycled printing and writing papers. Retention behavior of ISP polymer proved by scanning electron microscopy observations, in addition to the physical properties. The retention role is an important benefit regarding to several aspects of economical due to higher productivity, environmental due to the biomaterial loss reduction, and also processing features because of blockage and shutdown decrease and production rate increment. Lipophilic part of ISP is probably resulted in fiber bonding hinder and uneven the structure strengthening.

    Keywords: Precipitated Calcium Carbonate, Isolated Soy Protein, Writing, Printing Recycled Paper Properties