فهرست مطالب

تحقیقات جنگل و صنوبر ایران - سال سی و یکم شماره 3 (پیاپی 93، پاییز 1402)

فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران
سال سی و یکم شماره 3 (پیاپی 93، پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/12/05
  • تعداد عناوین: 6
|
  • مازیار حیدری*، ابوالفضل جعفری، محسن کلاگری، مهدی پورهاشمی، بایزید یوسفی صفحات 169-185
    سابقه و هدف

    با وجود پیش بینی ها مبنی بر افزایش نیاز کشور به چوب برای سال های آینده و باتوجه به آغاز طرح توقف بهره برداری از جنگل های هیرکانی از سال 1399، کمبود چوب مورد نیاز صنایع چوبی کشور به یکی از مهم ترین چالش های این حوزه تبدیل شده است. باتوجه به افزایش نرخ ارز، واردات چوب، تامین کننده نیاز کل کشور نیست، بنابراین افزایش سطح زراعت چوب، یکی از راه های اصلی برای حل این مشکل است. هرچند مساحت صنوبرکاری ها و زراعت چوب در استان کردستان، چشمگیر نیست، اما امکان توسعه آن باتوجه به دریافت بارندگی مناسب و وجود رودخانه های فصلی و دایمی متعدد در این استان وجود دارد، بنابراین، اهمیت دارد که موانع و چالش های پیش روی توسعه زراعت چوب در استان کردستان شناسایی و مدیریت شوند.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در مورد صنوبرکاری های استان کردستان و راهبردهای مدیریتی توسعه آن انجام شد. پرسش نامه حاوی قوت ها، ضعف ها، فرصت ها و تهدیدهای توسعه زراعت چوب در این استان تهیه و نهایی شد. برای شناسایی و تفکیک اجزای چهارگانه قوت ها، ضعف ها، فرصت ها و تهدیدها، مرز استان کردستان به عنوان مرز سیستم درنظر گرفته شد. در این پژوهش از نمونه گیری به شیوه هدفمند استفاده شد و افراد صاحب نظر و متخصص مرتبط با موضوع پژوهش، انتخاب شدند. درمجموع، 60 نفر از کارشناسان اجرایی و مطلع و نقش آفرینان محلی (براساس فرمول کوکران با درصد خطای 10 درصد)، پرسش نامه تحلیل سوآت برای زراعت چوب استان کردستان را بررسی و امتیازدهی کردند. امتیازدهی با استفاده از مقیاس لیکرت (بین 1 تا 5 امتیاز) انجام شد. نتایج پرسش نامه و امتیازدهی ایتم های تحلیل سوآت در برنامه Excel وارد شدند و مجموع امتیازهای هر معیار و سپس، میانگین و وزن نسبی برای هرکدام از معیارها (زیر بخش های چهارگانه تحلیل سوآت) محاسبه شد. براساس مجموع میانگین های امتیازهای قوت ها و ضعف ها (درون سازمانی)، و فرصت ها و تهدید ها (برون سازمانی)، راهبرد مدیریتی با استفاده از ماتریس ارزیابی موقعیت و اقدام راهبردی برای زراعت چوب استان تعیین گردید. براساس راهبرد مدیریتی تعیین شده، اقدام به تدوین برنامه های راهبردی (10 تا 15 ساله) برای زراعت چوب استان کردستان شد.

    نتایج

    براساس یافته های پژوهش برای توسعه زراعت چوب استان کردستان به ترتیب 16، 22، 15 و 8 قوت، ضعف، فرصت و تهدید وجود دارد. یافته ها نشان داد که مهم ترین قوت و فرصت توسعه زراعت چوب در استان کردستان به ترتیب «وجود 3000 کیلومتر رودخانه های دایمی در استان» و«افزایش روزافزون تقاضای صنایع چوب و کاغذ به مواد اولیه چوبی» هستند. مهم ترین ضعف و تهدید توسعه زراعت چوب این استان نیز به ترتیب «طولانی بودن دوره برداشت و برگشت سرمایه (سن اقتصادی بیشتر از هشت سال) و عدم دستیابی به درآمد در طی این مدت» و «تغییر اقلیم و کاهش در بارندگی سالانه و آب های سطحی» بودند. از سوی دیگر، نقش آفرینان محلی، «افزایش تقاضای چوب در استان های دیگر (به دلیل کمبود صنایع تبدیلی در استان) » را به عنوان مهمترین فرصت توسعه زراعت چوب عنوان کردند. براساس نتایج، راهبرد محافظه کارانه (با موقعیت 14/25؛ 67/19-) در ربع دوم دستگاه مختصات تایید شد. براساس این راهبرد، چهار برنامه بلندمدت شامل: 1) پیش خرید تضمینی چوب به صورت سالانه از کشاورز حمایت، 2) حمایت و تخصیص تسهیلات توسعه زراعت چوب استان، 3) ترویج زراعت چوب و افزایش مشارکت های مردمی در مناطق مستعد و 4) ارتقا زیرساخت استان و توسعه صنایع مرتبط با چوب برای توسعه بهینه زراعت چوب در استان کردستان تایید شدند.

    نتیجه گیری کلی: 

    باتوجه به اهمیت توسعه زراعت چوب در استان کردستان، ضرورت دارد که در کوتاه مدت، برنامه ریزی با تاکید بر موارد زیر انجام شود: 1- احداث کارخانه وابسته به صنایع چوب (صنایع چوب و کاغذ) در شهر سنندج، 2- مشارکت تعاونی ها و تشکل های محلی در توسعه زراعت چوب استان، 3- مشارکت فنی کارشناسان منابع طبیعی در اجرای طرح های توسعه زراعت چوب، 4- تاسیس تعاونی های صنفی صنوبرکاران، 5- ایجاد امکان خرید تضمینی چوب (افزایش مشوق های توسعه زراعت چوب استان)، 6- برگزاری جشنواره صنوبر، 7- معرفی رویشگاه های مناسب برای توسعه زراعت چوب.

    کلیدواژگان: تسهیلات، راهبرد محافظه کارانه، صنوبر، فرصت، نهالستان
  • علی اصغر واحدی*، اصغر فلاح، نسترن نظریانی صفحات 186-202
    سابقه و هدف

    خشک دارهای ریز به دلیل اهمیت بیش از پیش انرژی های تجدیدپذیر در توسعه اقتصادی، نقش آشکاری در چرخه کربن و تغییر اقلیم ایفا می کنند. بنابراین ضروری است که اطلاعات دقیقی از پراکندگی موجودی حجمی خشک دارهای مزبور برای روند مدیریتی جنگل های هیرکانی به خصوص برای شرایط پساتنفس (پس از اتمام اجرای مصوبه استراحت جنگل) در دسترس باشد.

    مواد و روش ها

    پژوهش پیش رو در جنگل پژوهشی خیرود نوشهر در امتداد ارتفاع 100 تا 1815 متر از سطح دریا با استفاده از طرح قطعه نمونه خوشه ای انجام شد. هر قطعه نمونه با شعاع 32/7 متر با زاویه های آزیموت صفر، 120 و 240 درجه به شکل مثلث در قالب یک خوشه با فاصله 6/36 متر از یکدیگر پیاده شدند. یک قطعه نمونه دیگر نیز با همان مساحت در مرکز این طراحی جانمایی شد. در داخل هر قطعه نمونه دایره ای شکل در راستای شعاع 32/7 متر (در قالب یک خط ترانسکت) و در یک آزیموت ثابت 150 درجه، قطر خشک دارهای ریز در سه طبقه قطری شامل یک تا 5/2، 5/2 تا 5/4 و 5/4 تا 5/7 سانتی متر برمبنای انقطاع محور مرکزی چوب های افتاده با خط نمونه اندازه گیری شد. همه قطعه نمونه ها در هریک از گرادیان ارتفاعی به طور تصادفی پیاده سازی شدند. پس از ثبت مختصات هریک از خشک دارهای ریز از تکنیک کریجینگ و فاصله معکوس وزنی برای ارزیابی خودهمبستگی مکانی تغییرات موجودی حجمی آن ها استفاده شد. تغییرات تیپ توده و جهت دامنه هم راستا با تغییرات دامنه ارتفاعی به عنوان اثرات اصلی در تحلیل واریانس چندطرفه بررسی شدند.

    نتایج

    میانگین موجودی حجمی خشک دارهای ریز در جنگل مورد پژوهش به ترتیب طبقه های قطری مزبور 14/2، 01/6 و 23/16 متر مکعب در هکتار برآورد شد. از طرفی نتایج نشان داد که تغییرات موجودی حجمی خشک دارهای ریز در کلاسه سوم قطری نسبت به سایر کلاسه های قطری  دارای نوسانات کمتری است. برآیند برازش بین مشاهده ها و مقادیر تخمینی حاصل از پهنه بندی و محاسبات تکنیک های کریجینگ و فاصله معکوس وزنی برای موجودی حجمی خشک دارهای ریز (بر مبنای ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا) حاکی از دقت برآوردی بسیار ضعیف (32/6= RMSE، 16/0= R2) و غیرقابل قبول (17/21= RMSE، 04/0= R2 ؛ 11/37= RMSE، 03/0= R2)، بود. در واقع نتایج حاصل از تکنیک های زمین آمار حاکی از آن است که مقدار موجودی حجمی خشک دارهای ریز در انواع طبقه های قطری به عنوان متغیر ناحیه ای محسوب نمی شود و پراکندگی آن ها در گرادیان ارتفاعی، همبستگی مکانی ندارد. براین اساس، نتایج تحلیل واریانس چندطرفه مبتنی بر اندازه اثر و توان مشاهده نشان داد که اثرات متقابل گرادیان ارتفاعی، تیپ توده و جهت دامنه بر تغییرات موجودی حجمی خشک دارهای ریز در طبقه های مختلف قطری، معنی دار نیستند (05/0P>). همچنین، خروجی های حاصل از آزمون مقایسه اثرات اصلی (LSD) به صورت مقایسه جفتی با احتساب فراوانی انواع خشک دارهای ریز در طبقات قطری مختلف نشان داد که فقط تغییرات میانگین حاشیه ای موجودی حجمی در خشک دارهای ریز طبقه اول قطری در گرادیان ارتفاعی، معنی دار بود (05/0P<).

    نتیجه گیری کلی: 

    در یک نتیجه گیری کلی می توان اذعان کرد که با احتساب اثرات اصلی عوامل مذکور و با صرف نظر از پارامترهای رویشگاهی، روابط پیچیده بوم شناختی و جنگل شناسی یا به دلیل ماهیت و نوع گونه خشک دارهای ریز، نوسان ها و تغییرات موجودی حجمی خشک دارهای ریز در انواع طبقه های قطری در جنگل مورد پژوهش به صورت مستقل و به طور کامل، تصادفی است.

    کلیدواژگان: انرژی زیستی، تکنیک زمین آمار، تیپ توده، جنگل خیرود، جهت دامنه
  • مرتضی شریف، عطا عبدالهی*، سوسن حیدری، ابوذر کیانی صفحات 203-224
  • ولی کریمی*، ابراهیم زرقانی صفحات 225-240
    سابقه و هدف

    جمع آوری گونه های بومی از اهداف باغ های گیاه شناسی است. زمان جمع آوری نهال گونه ها، فصل خزان است. در این مرحله به دلیل عاری بودن شاخه های گیاهان از برگ، به طور معمول امکان شناسایی گونه های تیره گل سرخ (Rosaceae) مشکل است. یکی از روش های دسترسی به گیاهان مشابه پایه مادری، تکثیر به روش قلمه است. مبارزه با آفات و بیماری ها از چالش های اصلی در مرحله تکثیر گیاهان در اقلیم های مرطوب محسوب می شود. هدف از این پژوهش، دسترسی به پایه های مشابه گونه های وحشی تیره گل سرخ از طریق قلمه همراه با مبارزه با نماتد بود.

    مواد و روش ها

    این پژوهش از پاییز سال 1398 تا اسفندماه 1399 در قطعه خزانه ای باغ گیاه شناسی نوشهر اجرا شد. چهار آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کامل تصادفی در سه تکرار روی چهار گونه شامل سیب جنگلی (Malus orientalis Uglitzk. ex Juz.)، گلابی مازندرانی (Pyrus mazanderanica Schonb.-Tem.)، آلوچه جنگلی خاردار (Prunus spinosa L.) و آلوچه جنگلی بی خار (P. divaricata Ledeb.) اجرا شد. فاکتور اول، خیساندگی انتهای قلمه در عصاره بید در سه زمان صفر (شاهد)، پنج ثانیه و 24 ساعت و فاکتور دوم، تغذیه قلمه ها با محلول غذایی حاوی عصاره سیر در سه غلظت صفر (شاهد)، 10 درصد و 20 درصد بودند. قلمه ها از گونه های تیره گل سرخ واقع در جنگل های هیرکانی گرفته شدند. کاشت قلمه ها از نیمه دوم آذر 1398 در بستر خزانه با بافت لومی شنی شروع شد. تغذیه قلمه ها از 15 فروردین سال 1399 به صورت محلول غذایی همراه با عصاره سیر هر 10 روز یک بار به خاک انجام شد. برای تهیه عصاره های سیر و بید به ترتیب از فلس های Allium sativum L. و شاخه های جوان یک ساله درخت بید (Salix alba L.) استفاده شد. به منظور بررسی تغییرات جمعیت نماتد هر پنج ماه یک بار به مدت یک سال و نیم از خاک و ریشه گیاهان نمونه برداری شد. نماتدهای موجود در نمونه ها استخراج و به تفکیک مرحله های مختلف رشد (توده تخم، لاروها و نر و ماده های بالغ) شمارش شدند. آلودگی به نماتد جنس های Meloidogyne sp. و Pratylenchus sp. از طریق نمونه برداری از ریشه و خاک و مشاهده آن توسط میکروسکوپ مشخص شد.

    نتایج

    براساس نتایج به دست آمده، گونه ها ازنظر ریشه زایی، رشد جوانه های رویشی در قلمه، تراکم توده تخم نماتد در یک گرم ریشه و تراکم نماتد در 200 گرم خاک، اختلاف معنی داری داشتند. در سیب جنگلی، بیشترین تعداد جوانه رشدیافته، تعداد ریشه و وزن تر ریشه در تیمار 24 ساعت خیساندگی انتهای قلمه در عصاره بید مشاهده شد. کمترین تراکم جمعیت نماتد هم در یک گرم از ریشه سیب جنگلی و هم در 200 گرم از خاک آن در سطح 20 درصد عصاره سیر مشاهده شد. در گلابی مازندرانی، بیشترین وزن تر و خشک ریشه در تیمار 24 ساعت خیساندگی انتهای قلمه در عصاره بید مشاهده شد. در هر دو گونه آلوچه جنگلی، بلندترین شاخه و بیشترین تعداد ریشه در تیمار خیساندگی انتهای قلمه در 24 ساعت در عصاره بید مشاهده شد. اثرات متقابل عصاره های بید و سیر بر جمعیت نماتد در خاک بستر دو گونه آلوچه جنگلی نشان داد که کمترین تراکم نماتد متعلق به قلمه های تغذیه شده با غلظت 20 درصد عصاره سیر همراه با 24 ساعت خیساندگی انتهای قلمه در عصاره بید است.

    نتیجه گیری کلی: 

    اثر عصاره های گیاهی بید و سیر به ترتیب با خاصیت تحریک کنندگی ریشه زایی در قلمه ها و ضدعفونی کنندگی محیط ریشه زایی در گونه های جنگلی تیره گل سرخ، سبب بهبود ریشه زایی و سلامت محیط ریشه ازنظر آلودگی به نماتد شد. آلوچه بی خار، بیشترین ریشه زایی و رشد جوانه رویشی و کمترین آلودگی به نماتد را نشان داد که بهترین تیمار شناخته شد. سیب جنگلی و گلابی مازندرانی به اثرات متقابل عصاره های گیاهی، واکنش موثری نشان ندادند.

    کلیدواژگان: باغ گیاه شناسی، تکثیر رویشی، عصاره طبیعی، کلکسیون درختان میوه، نوشهر
  • کیومرث سفیدی*، رقیه جهدی صفحات 241-256
    سابقه و هدف

    وجود درختان با اندازه های مختلف می تواند به ایجاد تنوع و پیچیدگی ساختار منجر شود. اطلاعات کافی درمورد تاثیر آشفتگی های انسانی بر الگوهای پراکنش مکانی و تنوع اندازه درختان در توده های جنگلی ارسباران در شمال غرب ایران وجود ندارد. پژوهش پیش رو به منظور بررسی اثرات آشفتگی های انسانی بر تنوع اندازه درختان با استفاده از شاخص های مبتنی بر فاصله در جنگل های ارسباران انجام شد. نتایج این پژوهش می تواند بینشی درمورد مدیریت جنگل های موجود ارایه دهد که برای بقیه مناطق جنگلی تحت فشار جمعیت و الگوهای مختلف استفاده از آن ها مفید باشد. علاوه براین، این یافته ها در ارایه اطلاعات برای توسعه اقدام های حفاظتی که می تواند برای بهینه سازی استفاده از منابع محدود جنگلی اعمال شود، موثر هستند.

    مواد و روش ها

    برای بررسی اثرات آشفتگی های انسانی، سه ناحیه با وضعیت های مختلف آشفتگی (با در نظر گرفتن تاریخچه جنگل، مشاهده های میدانی و فاصله از مرکز بحرانی آشفتگی) انتخاب شد. در هر ناحیه، چهار قطعه نمونه یک هکتاری (100×100 متر مربع) انتخاب شد و آماربرداری صددرصد درختان و درختچه های موجود انجام گرفت. به این صورت که مشخصه های قطر در ارتفاع برابر سینه (مساوی و بزرگ تر از پنج سانتی متر)، ارتفاع و تعداد گونه در هکتار ثبت شد. به منظور تعیین کمیت ویژگی های اندازه درختان در این سه ناحیه از روش نزدیک ترین همسایه و بدون قطعه نمونه استفاده شد. در هر ناحیه، سه خط نمونه به صورت موازی و عمود بر جاده فرعی پیاده شد و در فاصله های منظم 25 متری نمونه برداری شد. با استفاده از انتخاب تصادفی- سیستماتیک، پس از انتخاب تصادفی مکان اول، در فاصله های منظم 25 متری، نزدیک ترین درخت به خط نمونه به عنوان درخت شاهد انتخاب شد. سپس، چهار اصله از نزدیک ترین همسایه های درختان شاهد نیز شناسایی شدند. برای هریک از این درختان، مشخصه های قطر، ارتفاع و فاصله بین درختان اندازه گیری و ثبت شد. برای تجزیه وتحلیل تنوع اندازه درخت از شاخص های فاصله از نزدیک ترین همسایه، میانگین و ضریب تغییرات قطر، تمایز قطری، تمایز ارتفاعی، ضریب جینی و تنوع اندازه ای درختان شانون استفاده شد. آزمون همبستگی پیرسون برای بررسی همبستگی بین هر شاخص مربوط به تنوع اندازه درخت و شدت آشفتگی در منطقه به کار برده شد. از آزمون آنالیز واریانس نیز برای تجزیه وتحلیل تفاوت بین نواحی با شدت آشفتگی مختلف استفاده شد.

    نتایج

    تراکم درختان  و درختچه ها در منطقه مورد مطالعه به طور متوسط 399 اصله در هکتار ثبت شد. بیشترین تراکم در ناحیه با آشفتگی کم مشاهده شد. درعین حال، میانگین قطر برابرسینه و ارتفاع کل درختان در ناحیه با آشفتگی زیاد، نسبت به دو ناحیه دیگر (آشفتگی کم و متوسط) بیشتر بود. براساس نتایج مقایسه میانگین شاخص های تغییرات اندازه درختان، شاخص فاصله از نزدیک ترین همسایه در ناحیه با شدت آشفتگی زیاد به طور معنی داری بیشتر از دو ناحیه دیگر بود (49/41F=، 001/0>sig). علاوه براین، در ناحیه با آشفتگی کم، بیشترین مقدار ضریب تغییرات قطر مشاهده شد که به طور معنی داری بیشتر از دو ناحیه دیگر است (11/17F=، 001/0>sig). درعین حال، بین ضریب تغییرات قطر و شاخص شدت آشفتگی، رابطه منفی (معکوس) و معنی دار (682/0-r=، 001/0>sig) وجود داشت. اگرچه میانگین قطر در ناحیه با آشفتگی زیاد بیشتر بود، اما تفاوت بین سه ناحیه، غیرمعنی دار به دست آمد (06/1F=، 356/0=sig). بیشینه شاخص ضریب جینی (02/0±36/0) در ناحیه با شدت آشفتگی کم مشاهده شد که به طور معنی داری بیشتر از دو ناحیه دیگر بود (89/17F=، 001/0>sig). شاخص تمایز قطری درختان نیز در ناحیه با آشفتگی کم به طور قابل توجهی بیشتر از دو ناحیه دیگر به دست آمد (86/13F=، 001/0>sig).

    نتیجه گیری کلی: 

    براساس نتایج این پژوهش، نقش منفی آشفتگی های انسانی بر تنوع اندازه ای درختان و ساختار توده جنگل  می تواند سبب کاهش پیچیدگی در ساختار توده های جنگلی شود، بنابراین توصیه می شود که راهبردهای کاهش آسیب و برنامه های حفاظتی برای آشفتگی های انسانی در مناطق فاقد تنوع اندازه و کاشت درختان پیشگام برای غنی سازی و افزایش پیچیدگی در ساختار عمودی توسعه یابد. علاوه براین، افزایش تنوع اندازه ای مستلزم تهیه یک برنامه حفاظتی و اصلاحی مناسب با شرایط جمعیت و زیستگاه است که باید در دستورکار سازمان ها و جوامع محلی برای افزایش تاب آوری جنگل های مورد مطالعه قرار گیرد.

    کلیدواژگان: پیچیدگی ساختار جنگل، حفاظت از طبیعت، شاخص ابعاد درختان، مدیریت بوم شناختی جنگل
  • احسان عبدی* صفحات 257-265
    سابقه و هدف
    تکنیک های زیست مهندسی با کارکرد های چندگانه و قابلیت استفاده در سطوح وسیع، مزایایی مانند پایداری بالا در طول زمان، قابلیت خودتجدیدی، خودترمیمی و سازگاری با تغییرات محیطی دارند. بیشتر پژوهش های زیست مهندسی بر سیستم ریشه و نقش آن در تثبیت و مسلح سازی خاک متمرکز بوده است، بنابراین برآورد ویژگی های زیست فنی (شامل پراکنش و مقاومت مکانیکی) ریشه گونه های مختلف به عنوان ورودی مدل های برآورد مسلح سازی، اهمیت زیادی دارد.
    مواد و روش ها
    برآورد مسلح سازی، نیازمند داده های پراکنش و مقاومت مکانیکی است. تاکنون در ایران برای بررسی پراکنش و تراکم سیستم ریشه، اغلب از روش های مخرب نمونه برداری دیواره پروفیل و هسته خاک با تاکید بر برخی گونه های درختی (راش، ممرز، توسکا، افرا پلت، بلندمازو، انجیلی، ون، نویل، بلوط ایرانی، بلوط وی ول، زرد تاغ، بید، گز و حرا) استفاده شده است. پروفیل های مورد استفاده با ابعاد ثابت و در بالا یا پایین دست نمونه های روی شیب و یا در پایین دست و در دو یا سه فاصله افقی از تنه حفر شده اند. ویژگی های مکانیکی چندین هزار نمونه ریشه از گونه های درختی مذکور در رویشگاه ها (هیرکانی، زاگرس، بیابانی، کران آبی و کشندی) و تیمارهای متفاوت نیز در آزمایشگاه توسط دستگاه اینسترون استاندارد اندازه گیری و بررسی شده اند. نمونه های ریشه برای آزمایش مکانیکی، با حفر چاله هایی نزدیک به پایه ها استخراج و در فاصله انتقال از عرصه به آزمایشگاه، ریشه ها برای جلوگیری از پوسیدگی قارچی و خشک شدن، با محلول الکل 15 درصد مرطوب و در دمای چهار درجه سانتی گراد تا زمان انجام آزمایش نگهداری می شوند. به تازگی فقط در یک پژوهش جدید در ایران، دستگاه ریشه کش درجا با توان 10 کیلونیوتن برای اندازه گیری مقاومت مکانیکی در جنگل های کشندی استفاده شده است.
    نتایج
    با جمع بندی داده های به دست آمده، دامنه میانگین نسبت سطح ریشه به سطح خاک به عنوان شاخص تراکم، بسیار وسیع و حدود 15/0 تا 6/2 درصد بوده است. عوامل زیادی مانند نوع گونه، تنوع درون گونه ای، مقدار شیب، وضعیت سلامت پایه ها، دخالت های انسانی، جهت اعمال تنش غالب، ارتفاع از سطح دریا و کلاسه قطری تنه درختان، سن و فاصله های افقی و عمودی از تنه بر مقدار این شاخص، تاثیر معنی دار دارند. نتایج نشان داده اند که افزایش در شیب، قطر تنه، ارتفاع از سطح دریا و سن باعث افزایش تراکم ریشه می شود، درحالی که بیماری، آفات و گلازنی، کاهش تراکم ریشه ها را به دنبال دارد. مقدار مقاومت مکانیکی، تابع نوع گونه، آفات و بیماری ها، گلازنی، شیب، باد غالب، فصل، ارتفاع از سطح دریا، سن و کلاسه قطری تنه است. به طورکلی، فصل خزان، افزایش قطر تنه و ارتفاع از سطح دریا و وجود تنش های شیب و باد غالب باعث افزایش مقاومت مکانیکی و بروز بیماری و آفات و گلازنی باعث کاهش مقدار این پارامتر می شوند. در ایران، دامنه میانگین نیروی کششی، مقاومت کششی و مقاومت به بیرون کشیدن (فقط در یک پژوهش) به ترتیب حدود 17 تا 145 نیوتن، سه تا 45 مگاپاسکال و 19/1 کیلونیوتن گزارش شده اند.
    نتیجه گیری
    باتوجه به موارد ذکرشده، اطلاعات مورد نیاز برای مدل های کلاسیک مسلح سازی در ایران حداقل درمورد برخی گونه ها وجود دارد، اما چنانچه هدف، استفاده از مدل های نوین باشد، بهتر است از دستگاه ریشه کش درجا برای برآورد ویژگی های مکانیکی استفاده شود. درضمن، درمورد معماری، پراکنش و تراکم ریشه ها نیز هنوز دو کمبود اطلاعاتی در پژوهش های زیست مهندسی ایران دیده می شود که شامل کسب داده ها از روش استخراج کامل درخت و در مرحله بعد، توسعه مدل های آلومتریک مختص زیست مهندسی هستند.
    کلیدواژگان: پراکنش ریشه، معماری ریشه، مقاومت به بیرون کشیدن، مقاومت کششی، نیروی کششی
|
  • M. Haidari *, A. Jaafari, M. Calagari, M. Pourhashemi, B. Yousefi Pages 169-185
    Background and objectives

    In light of projections indicating a growing demand for wood in the forthcoming years and the initiation of a plan to cease the exploitation of the Hyrcanian forests from 2019, the inadequacy of wood essential for the country's wood industry has emerged as a paramount challenge. The escalation in the exchange rate has rendered wood imports insufficient to cater to the nation's entire needs, underscoring the imperative to elevate wood cultivation levels as a primary solution. Despite the relatively modest expanse of poplar plantations and wood cultivation in Kurdistan province, the conducive conditions of ample rainfall and the presence of numerous seasonal and permanent rivers render it a viable area for expansion. Consequently, it becomes crucial to identify and effectively manage the obstacles and challenges impeding the development of wood cultivation in Kurdistan province.

    Methodology

    This study focused on wood plantations and management strategies in Kurdistan province. A comprehensive questionnaire, encompassing the strengths, weaknesses, opportunities, and threats related to the development of wood farming in Kurdistan province, was meticulously prepared and finalized. The geographical boundaries of Kurdistan province served as the system's perimeter for the identification and categorization of these four key components. Employing purposeful sampling, experts well-versed in the research topic were deliberately chosen for their valuable insights. A total of 60 informed experts and local stakeholders, determined in accordance with Cochran's formula with a 10% error rate, actively participated in the review and scoring of the SWOT analysis questionnaire for wood farming in Kurdistan province, utilizing a Likert scale ranging from 1 to 5 points. The collected data, including the questionnaire results and SWAT analysis scores, were meticulously entered into an Excel program. Subsequently, total points for each item were calculated, followed by the determination of averages and relative weights for each of the four subsections of the SWAT analysis. Building on the average scores for strengths and weaknesses (internal organization) as well as opportunities and threats (external organization), the management strategy was discerned through the utilization of the Space Matrix and Strategic Action tools for wood farming in the province. This determined management strategy served as the foundation for the development of strategic plans spanning a period of 10 to 15 years, meticulously crafted to optimize wood farming in Kurdistan province.

    Results

    According to the research findings, there are 16 strengths, 22 weaknesses, 15 opportunities, and 8 threats identified for the development of wood farming in Kurdistan province. The results highlight the most significant strength and opportunity for wood farming development in Kurdistan: "3000 kilometers of seasonal and permanent rivers in the province" and "the increasing demand from wood and paper industries for wood raw materials," respectively. Conversely, the most critical weakness and threat for wood farming in the province are identified as the "long harvest period of wood (economic age over 8 years) and the lack of income during this period" and "climate change leading to a reduction in annual rainfall and surface water." Local stakeholders emphasized that "the increase in demand for wood in other Iranian provinces (due to the lack of conversion industries in Kurdistan province)" stands out as a pivotal opportunity for the development of wood farming. Based on these findings, the conservative strategy (with a position of -19.67; 25.14) was endorsed in the second quarter of the coordinate system. Consequently, four long-term programs were formulated to optimize wood farming development in Kurdistan province: 1) Ensuring the annual pre-purchase of wood from farmers, 2) providing support and allocating facilities for the development of wood cultivation in the province, 3) promoting wood farming and increasing community participation, and 4) enhancing the province's infrastructure and fostering the growth of wood-related industries.

    Conclusion

    Recognizing the crucial significance of advancing wood farming in Kurdistan province, it is imperative to underscore and strategically plan the following short-term initiatives: 1- Construction of a Wood Industry Factory, 2- Cooperative and Local Organization Engagement, 3- Technical Involvement of Natural Resources Experts, 4- Formation of Trade Union Cooperatives, 5- Guaranteed Wood Purchase Opportunities, 6- Wood Farming Festival, and 7- Infrastructure Enhancement and Industry Development.

    Keywords: conservative strategy, Facilities, nursery, opportunity, Poplar
  • A.A. Vahedi *, A. Fallah, N. Nazariani Pages 186-202
    Background and Objectives

    Given the significance of fine woody debris (FWDs) in the context of the carbon cycle, climate change, and its implications for renewable energy and economic development, it is imperative to obtain accurate information on the dispersion of FWDs volume stock for effective management of Hyrcanian forests in Iran.

    Methodology

    This study was conducted in the Kheiroud forest in Nowshahr county, Iran, employing cluster sample plots distributed along the altitude range of 100-1815 meters above sea level (m.a.s.l.). Circular sample plots were established within each cluster, employing a line transect with a constant azimuth of 150 degrees and a radius length of 7.32 meters. Three diameter classes (1-2.5 cm, 2.5-4.5 cm, and 4.5-7.5 cm) were measured based on line-intersected fallen woods. The coordinates of the samples were recorded, and kriging and inverse distance weighted (IDW) methods were utilized to elucidate the autocorrelation of FWDs volume stock. Stand type, aspect variations, and altitudinal range were considered as main factors in the multiple-way ANOVA.

    Results

    The findings revealed that the mean FWDs volume stock for each diameter class was 2.14, 6.01, and 16.23 m3/ha in the studied forest. Notably, fluctuations in the FWDs at the third diameter class were less pronounced than in other diameter classes. The goodness of fit data between observations and estimations indicated that both Kriging and IDW techniques estimated responses with low accuracy (R2 = 0.16; RMSE = 6.32) and no accuracy (R2 = 0.04; RMSE = 21.17; R2 = 0.03; RMSE = 37.11). Geostatistical techniques demonstrated that FWDs volume stock cannot be considered a regional variable, lacking autocorrelation and spatial correlation. Consequently, ANOVA results, based on observed power and partial eta squared, revealed that the interaction of altitude, stand type, and aspect did not significantly influence variations in FWDs volume stock (P > 0.05). Pairwise comparisons based on the LSD test indicated that the marginal mean of FWDs in the first diameter class was significantly different only along the altitude (P < 0.05).

    Conclusion

    In conclusion, the observed variation in FWDs volume stock at different diameter classes appears to be random and independent of the considered interactions. However, complex ecological and biological factors likely contribute to the dispersion of FWDs volume stock in the studied forest.

    Keywords: Bioenergy, geostatistical technique, Kheiroud forest, Slope aspect, stand type
  • M. Sharif, A. A. Kakroodi *, S. Heidari, A Kiani Pages 203-224
    Background and objectives

    Riparian forest ecosystems play a crucial role in maintaining ecological resilience and biodiversity in hot and arid regions. Additionally, these forests serve as vital safeguards against agricultural land erosion and alterations in riverbeds. Long-term monitoring is imperative to preserve the ecological capacity and biodiversity of riparian forests, which are continually impacted by climate change and land use/cover changes (LUCC). These changes have far-reaching implications for the environment, biodiversity, food security, and human health.

    Methodology

    This study utilized the Landsat satellite series archive for Gotvand County in Iran. The analysis commenced with an image from the MSS sensor (Landsat 1) in 1972, followed by images from the TM, ETM+, and OLI sensors placed in orbit on 7/16/1982, 4/15/1999, and 11/2/2013, respectively. Raw calibrated pixel values underwent conversion to surface reflectance through atmospheric correction. Classification input layers included spectral bands and two indices (NDVI, SAVI for vegetation cover, and MNWDI, NDWI2 for water class), derived from available spectral bands for each year. Object-based classification, employing the SVM algorithm, was implemented to extract forest areas, water bodies, agricultural lands, and other phenomena. Various values for scale, shape, and compression were applied in the object-based classification method to enhance separation. Evaluation metrics such as Overall Accuracy, Producer’s Accuracy, User’s Accuracy, and Kappa Coefficient were employed to assess classification results.

    Results

    The study observed the lowest difference between Red and NIR bands for the MSS sensor and the highest difference for the ETM+ sensor. Classification accuracy was lower for years when ground sample conditions were validated through satellite images compared to other years. In 2022, with improved spatial and spectral accuracy, the overall accuracy reached 98.9%, the Kappa coefficient was 0.89, and user and producer accuracies for the forest class were 97% and 99%, respectively. Agricultural land changes witnessed a staggering growth of over 4393% from 1972 to 2022. Riparian forest ecosystems, dominant in the area between 1972 and 2000 (ranging from 3670.6 to 2379.2 hectares), experienced a 35% loss. From 2000 to 2022 (covering 1569.6 hectares), an additional 34% of this plant ecosystem's area was lost.

    Conclusion

    The research findings highlight a 57.23% decrease in riparian forests over the past fifty years, reaching its lowest point of 1279.2 hectares in 2010. Concurrently, agricultural land area expanded by 45 times from 1972 to 2022, indicating a significant shift in land cover from forests to agriculture. The observed changes align with shifting precipitation (-1.5 mm/yr) and temperature (0.04 °C/yr) trends, impacting the studied ecosystems. This study serves as a crucial benchmark for the sustainable management of riparian forests along the Karun River in Gotvand County.

    Keywords: Biodiversity, ecological capability, Landsat, OBIA, SVM
  • V. Karimi *, E. Zarghani Pages 225-240
    Background and objectives

    Botanical gardens play a pivotal role in preserving native species, a challenging task in the autumn season when identifying leafless plants, particularly in the rose family (Rosaceae), becomes challenging. Propagation through cuttings offers a solution to maintain plant diversity. However, in humid climates, the main hurdle in plant propagation is combating pests and diseases. This research aimed to explore similar bases of Rosaceae wild species as rootstocks through cutting propagation, coupled with nematode control.

    Methodology

    Conducted in the nursery section of Nowshahr Botanical Garden, Iran, from autumn 2019 to March 2021, this research employed a four-factorial experiment using a completely randomized design on four Rosaceae species: forest apple (Malus orientalis Uglitzk. ex Juz.), Mazanderani pear (Pyrus mazanderanica Schonb.-Tem.), prickly forest plum (Prunus spinosa L.), and thornless forest plum (P. divaricata Ledeb.). Factors included dipping cuttings in willow extract (zero, five seconds, and 24 hours) and feeding cuttings with a nutrient solution containing garlic extract (zero, 10%, and 20%). Cuttings were sourced from Rosaceae species in Hyrcanian forests. Willow extract, derived from one-year-old willow tree branches (Salix alba L.), and garlic extract from garlic species (Allium sativum L.) scales were utilized. Changes in nematode populations were monitored through soil and root sampling every 5 months for 18 months, with microscopic observations determining nematode infestation of Meloidogyne sp. and Pratylenchus sp. species.

    Results

    Significant differences were observed among species concerning root formation, vegetative bud growth in cuttings, egg mass nematode density in one gram of root, and nematode density in 200 grams of soil. In forest apple, the 24-hour treatment of cutting tip dip in willow extract yielded the highest number of sprouts, roots, and fresh root weight. The lowest nematode density was recorded at 20% garlic extract. For Mazandarani pear, the 24-hour willow extract treatment resulted in the highest wet and dry root weights. Prickly and thornless forest plums exhibited optimal growth in the 24-hour willow extract treatment. Interaction effects of willow and garlic extracts on nematode populations in soil indicated the lowest density in 20% garlic extract with a 24-hour willow extract soak for forest plum species.

    Conclusion

    Willow and garlic extracts proved effective in stimulating rooting in cuttings and soil disinfection, enhancing rooting and soil health by reducing nematode contamination. Thornless plum species exhibited the highest root formation and vegetative growth with minimal nematode contamination. Conversely, forest apple and Mazandarani pear did not exhibit a significant response to the interaction effects of plant extracts.

    Keywords: Botanical garden, collection of fruit trees, natural extract, Nowshahr, vegetative propagation
  • K. Sefidi *, Rogheye Jahdi Pages 241-256
    Background and objectives

    The presence of trees of varying sizes contributes to the creation of diverse and complex forest structures. However, human disturbances can disrupt these structures and negatively impact tree size diversity. This study investigates the effects of human disturbances on tree size diversity in the Arasbaran forests of northwestern Iran. The findings provide valuable insights for managing existing forests under population pressure and diverse land uses, as well as for developing conservation measures that optimize the utilization of limited forest resources.

    Methodology

    To assess the impact of human disturbances, three areas with varying disturbance levels were selected based on forest history, observations, and proximity to the primary disturbance source. Within each area, four 1-hectare (100 × 100 m²) sample plots were established. A census of all trees and shrubs was conducted, and their diameter at breast height (DBH; ≥5 cm), height, and species number per hectare were recorded. Tree size characteristics in these areas were quantified using the plotless nearest neighbor method. Three transects were laid parallel and perpendicular to the secondary road in each area, with samples taken at regular 25-meter intervals. Using random-systematic selection, the nearest tree to the sample line was selected as a reference tree, and four neighboring trees were identified. DBH, height, and tree-to-tree distance were measured for each tree. Tree size diversity was analyzed using indices including distance from the nearest neighbor, diameter mean and coefficient of variation, diameter differentiation, height differentiation, Gini coefficient, and Shannon index of tree size diversity. Pearson's correlation test was used to determine the correlation between each tree size diversity index and the disturbance intensity index in the region.

    Results

     An average of 399 trees and shrubs were recorded per hectare in the study area, with the highest density observed in the low disturbance area. Mean diameter and total tree height were higher in the high disturbance area compared to the low and medium disturbance areas. The distance index from the nearest neighbor was significantly higher in the high disturbance area compared to the other two areas (F=41.49, sig<0.001). The coefficient of diameter variation was also significantly higher in the low disturbance area compared to the other two areas (F=17.11, sig<0.001). There was a significant negative correlation (r=-0.682, sig<0.001) between the coefficient of diameter variations and the disturbance intensity index. Average DBH was higher in the high disturbance area, but the difference between the three areas was not significant (F=1.06, sig=0.356). The Gini coefficient index was significantly higher in the low disturbance area compared to the other two areas (F=17.89, si <0.001). Tree diameter differentiation was also significantly higher in the low disturbance area compared to the other two areas (F=13.86, sig<0.001).

    Conclusion

    Human disturbances negatively impact tree size diversity and forest stand structure, leading to reduced structural complexity. Mitigation strategies and protection plans are recommended to address human-caused disturbances in areas lacking size diversity. Planting pioneer trees can enrich structural complexity. Additionally, a conservation plan tailored to habitat conditions is required to promote size diversity and enhance forest resilience. Local organizations should prioritize this plan.

    Keywords: Complexity of forest structure, Ecological Forest management, nature conservation, tree dimension index
  • E. Abdi * Pages 257-265
    Background and objectives
    Soil bioengineering techniques offer multifaceted benefits and find applications across diverse landscapes. These approaches are notable for their high sustainability, adaptability to environmental changes, and effective reestablishment. While existing bioengineering studies focus largely on assessing root systems for soil stabilization, it remains pivotal to estimate key biotechnical characteristics, such as root distribution and mechanical strength, for various plant species. These insights serve as crucial inputs for developing robust soil reinforcement models.
    Methodology
    Root system distribution and mechanical strength data are integral for accurate reinforcement estimation. In Iran, conventional methods such as profile trenching and soil core sampling were employed for destructive sampling to investigate root system distribution and density. This focused on several tree species, including Fagus orientalis Lipsky, Carpinus betulus L., Alnus glutinosa (L.) Gaertn., Acer velutinum Boiss., Quercus castaneifolia C.A.Mey., Parrotia persica (DC.) C.A.Mey., Fraxinus excelsior L., Picea abies (L.) H.Karst., Quercus brantii Lindl., Quercus libani Oliv., Haloxylon persicum Bunge ex Boiss. & Buhse, Salix alba L., Tamarix hispida Willd., and Avicennia marina (Forssk.) Vierh. The mechanical properties of root samples from various species and habitats were investigated in a laboratory setting using a universal device. A novel in-situ pullout device with a 10-kilonewton capacity was employed in Iran to measure mechanical resistance in mangrove forests.
    Results
    Findings indicated that the mean root area ratio, a density indicator, ranged from 0.15% to 2.6%. Various factors significantly influenced root area ratio values, including species, slope gradient, health status, human intervention, stress direction, altitude, trunk diameter, age, and horizontal and vertical distances from the trunk. Mechanical resistance values were impacted by factors such as health status, pollarding, slope gradient, wind direction, season, altitude, age, and trunk diameter. Generally, higher slope gradients, trunk diameters, elevations, and ages increased root density, while diseases, pests, and pollarding treatments decreased it. Mechanical resistance values varied with factors such as season, trunk diameter, elevation, and the presence of stressors like slope and prevailing wind. In Iran, mean tensile force, tensile strength, and pullout resistance ranged between 17-145 N, 3-45 MPa, and 1.19 kN, respectively.
    Conclusion
    Iran possesses essential data for applying classical models of soil reinforcement across various plant species. To enhance models, the use of in-situ pullout apparatus for assessing root mechanical characteristics in their natural environment is recommended. Despite the wealth of Iranian bioengineering literature, knowledge gaps persist, particularly in root architecture, distribution, and density, with a need for data on whole tree extraction and the development of allometric models for soil bioengineering applications.
    Keywords: Pullout resistance, Root architecture, root distribution, tensile force, tensile strength