بررسی الگوی مکانی درختان طی مراحل تحولی جنگل در توده‌های دست‌نخورده راش (Fagus orientalis Lipsky) در کلاردشت

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

2 دانشیار پژوهش، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

3 کارشناس ارشد تحقیقات، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور

چکیده

یکی از آشکارترین جنبه‌های ساختار یک توده جنگلی، الگوی مکانی یا نحوه توزیع درختان در آن است. تعیین الگوی مکانی درختان در هر مرحله تحولی، پویایی (dynamic) جنگل را در طول زمان نشان داده و می‌تواند اطلاعات مفیدی در مورد فرایندهای طبیعی به‌ویژه در جنگلهای ناهمسال در اختیار قرار دهد. به این منظور سه قطعه یک هکتاری به ابعاد 100×100 متر در سه مرحله تحولی اولیه (initial)، بلوغ (اوج؛ optimal) و پوسیدگی (تخریب؛ decay) در یک جنگل طبیعی دست‌نخورده راش در منطقه کلاردشت انتخاب شد. سپس در داخل این قطعات، مختصات کلیه درختان قطورتر از 5/7 سانتی‌متر به‌روش فاصله- آزیموت تعیین گردید و در نهایت الگوی مکانی درختان با استفاده از تابع K رایپلی تجزیه و تحلیل شد. نتایج این بررسی نشان داد که در حالی‌که تعداد درختان از مرحله اولیه تا پوسیدگی رو به کاهش می‌گذارد، الگوی پراکنش درختان در مراحل اولیه، بلوغ و پوسیدگی به‌ترتیب خوشه‌ای شدید، تصادفی و خوشه‌ای ضعیف است. نتایج این تحقیق، کاربرد آمار مکانی را در بررسی الگوی مکانی درختان نشان می‌دهد. عقیده بر این است که مدیران جنگل برای آگاهی از فرایندهای طبیعی در جنگل، به چنین اطلاعاتی از توده‌های دست‌نخورده به‌عنوان یک کلید راهنما برای مدیریت بهتر جنگلها احتیاج دارند تا همگام با طبیعت در سایر توده‌های تحت مدیریت عمل کنند و به مدیریت پایدار اکوسیستم‌های طبیعی بپردازند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial patterns in untouched beech (Fagus orientalis Lipsky) stands over forest development stages in Kelardasht region of Iran

نویسندگان [English]

  • Reza Akhavan 1
  • Khosro Sagheb-Talebi 2
  • Majeid Hassani 3
  • Pejman Parhizkar 3
1 Assistant Prof., Research Institute of Forests and Rangelands
2 Associate Prof., Research Institute of Forests and Rangelands
3 Senior research expert., Research Institute of Forests and Rangelands
چکیده [English]

Determination of trees spatial patterns in each development stage illustrates the dynamic of stands during the time and can provide valuable information on the underlying processes, particularly in case of uneven-aged forests. For this purpose, three one- hectare (100m×100m) plots were closely selected at three development stages of initial, optimal and decay in an untouched, unmanaged and uneven-aged beech (Fagus orientalis Lipsky) dominated forest in the Kelardasht region. Diameter of all trees with dbh greater than 7.5cm together with their coordinates, using azimuth-distance method, were recorded and fully mapped. Spatial point pattern analyses by Ripley's K- function showed that, while the number of stems decreases from initial stage toward decay stage, the spatial pattern of trees in initial, optimal and decay stages are highly aggregated, random and slightly aggregated, respectively. This research emphasizes the application of spatial statistics for investigating tree spatial patterns. It's believed that forest managers for any insight of natural processes, need to such information from untouched stands as a key reference for any close to nature intervention in under managing forests and for sustainable management of forest ecosystems, as well.

کلیدواژه‌ها [English]

  • development stages
  • Ripley's K- function
  • Spatial pattern
  • untouched stand
  • beech
- اسلامی، ع.ر. و ثاقب طالبی، خ.، 1386. بررسی ساختار طبیعی راشستانهای خالص و آمیخته در جنگلهای شمال کشور. پژوهش و سازندگی، 20 (4): 48-39.

- اسلامی، ع.ر.، ثاقب‌طالبی، خ. و نمیرانیان، م.، 1386. بررسی دستیابی به منحنی تعادل در راشستانهای ناهمسال شمال کشور در مازندران. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 15 (2): 104-92.

- بصیری، ر.، سهرابی، ه. و مزین، م.، 1385. تحلیل آماری الگوی پراکنش مکانی گونه‌های درختی در منطقه قامیشله مریوان. مجله منابع طبیعی ایران، 59 (3): 588-579.

- بی‌نام، 1377. طرح جنگل‌داری سری یک لنگا، حوضه آبخیز شماره 36 (کاظم‌رود). اداره کل منابع طبیعی نوشهر. 450 صفحه.

- پوربابایی، ح.، آهنی، ح. و بنیاد،‌ ا.، 1383. بررسی الگوی مکانی درختان کرکف در جنگلهای شفارود، رضوان‌شهر گیلان. فصلنامه علمی محیط زیست، 1: 30-24.

- ثاقب‌طالبی، خ.، اسلامی، ع.ر.، قورچی بیگی، ک.، شهنوازی، ه. و موسوی میرکلایی، س.ر.، 1380. ساختار راشستانهای خزری و کاربرد شیوه تک‌گزینی در آنها. مجموعه مقالات دومین اجلاس بین‌المللی جنگل و صنعت. جلد اول: 138-107.

- حبشی، ه، حسینی، س.م.، محمدی،‌ ج. و رحمانی، ر.، ‌1386. تعیین الگوی پراکنش و ساختار در جنگل آمیخته راش شصت‌کلا گرگان. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، ‌15 (1): 64-55.

- حیدری، ‌ر.ح.، زبیری، م.،‌ نمیرانیان، م. و سبحانی، ‌ه.، ‌1386. بررسی کاربرد روش نمونه‌برداری مربع تی در برآورد مشخصه‌های کمی جنگلهای زاگرس،‌ سرخه‌دیزه کرمانشاه. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، ‌15 (1): 42-32.

- دلفان اباذری، ‌ب.، ثاقب‌طالبی، خ. و نمیرانیان، م.، 1383. بررسی مراحل تحولی راشستانهای طبیعی در قطعه شاهد منطقه کلاردشت (لنگا). تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 12 (3): 325-307.

- ذوالفقاری، ا.، مروی مهاجر، م.ر. و نمیرانیان، م.، 1386. نقش خشکه‌دارها در تجدیدحیات طبیعی توده‌های جنگلی (مطالعه موردی: بخش چلیر جنگل خیرودکنار نوشهر). تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 15 (3): 240-234.

- سفیدی، ک.، مروی مهاجر، م.ر.، زبیری، م. و اعتماد، و.، 1386. بررسی تأثیر خشکه‌دارها در استقرار نهالهای راش و ممرز در جنگل آمیخته راش. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 15 (4): 373-365.

- شهسواری پیرکویی ، ح.، متاجی، ا. و اخوان، ر.، 1388. تعیین الگوی مکانی خشکه‌دارها در منطقه مدیریت شده و مدیریت نشده راش (مطالعه موردی: جنگل خیرودکنار نوشهر). فصلنامه تخصصی علوم و فنون منابع طبیعی، 4 (1): 18-11.

- علوی، س.ج.، زاهدی امیری، ق. و مروی مهاجر، م.ر.، 1384. تعیین الگوی پراکنش مکانی گونه ملج در جنگلهای شمال ایران، خیرودکنار نوشهر. مجله منابع طبیعی ایران، 58 (4): 804-793.

- عرفانی‌فرد، س.ی.، فقهی، ج.، زبیری، م. و نمیرانیان، م.، 1386. بررسی الگوی مکانی درختان در جنگلهای زاگرس. مجله منابع طبیعی ایران، 60 (4): 1328-1319.

- فلاح، ا.، 1379. بررسی ساختار توده‌های طبیعی راش در استانهای مازندران و گلستان. رساله دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران. 202 صفحه.

- متاجی، ا. و ثاقب‌طالبی، خ.، 1386. بررسی مراحل تحولی و پویایی دو جامعه گیاهی راش شرقی در جنگلهای طبیعی منطقه خیرودکنار نوشهر. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 15 (4): 416-398.

- متاجی، ا.، بابایی کفاکی، س.، صفایی، ح. کیادلیری، ه.، 1387. الگوی مکانی حفره‌های تجدیدحیات در توده‌های مدیریت شده و مدیریت نشده در جنگلهای طبیعی راش شرقی. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 16 (1): 157-149.

- Aakala, T., Kuuluvainen, T., De Grandpre, L. and Gauthier, S., 2007. Trees dying standing in the northeastern boreal old-growth forests of Quebec: spatial patterns, rates and temporal variation. Canadian journal of forest research, 37:50-61.

- Arevalo, J.R. and Fernandez- Palacios, J.M., 2003. Spatial patterns of trees and juveniles in a Laurelforest of Tenerife, Canary Islands. Plant ecology, 165: 1-10.

- Besag, J., 1977. Contribution to the discussion of Dr. Ripley's paper. J. R. Stat. Soc, B (39): 193-195.

- Bonnicksen, T.M. and Stone, E.C., 1981. The giant seduoia- mixed conifer forest community characterized through pattern analysis as a mosaic of aggregations. Forest ecology and management, 3: 307-328.

- Chen, J., Song, B., Rudnicki, M., Moeur, M., Bible, K., North, M., Shaw, D.C., Franklin, J.F. and Braun, D.M., 2004. Spatial relationship of biomass and species distribution in an old- growth Pseudotsuga- Tsuga forest. Forest science, 50 (3): 364-375.

- Clark, P. and Evans, E., 1954. Distance to nearest neighbor as a measure of spatial relationships in populations. Ecology, 35 (4): 445-453.

- Cressie, N.A.C., 1993. Statistics for spatial data. Wiley, New York, 900 p.

- Dale, M.R.T., 1999. Spatial pattern analysis in plant ecology. Cambridge university press, 326 p.

- Dimov, L.D., Chambers, J.L., Lockhart, B.R., 2005. Spatial continuity of tree attributes in bottomland hardwood forests in the southeastern United States. Forest science, 51 (6): 532-540.

- Fisher, R.A., Thornton, H.G., Mackenzie, W.A., 1922. The accuracy of the platting method for estimating the density of bacterial populations with particular reference to the use of Thorenton's agar medium with soil samples. Ann. Appl. Biol., 9: 325-359.

- Gray, H. and He, L., 2009. Spatial point pattern analysis for detecting density dependent competition in a boreal chronosequence of Alberta. Forest ecology and management, 259: 98-106.

- Greig- Smith, P., 1952-a. The use of random and contiguous quadrates in the study of structure in plant communities. Ann. Bot., 16 (2): 293-316.

- Greig- Smith, P., 1952-b. Ecological observations on degraded and secondary forest in Trinidad, British West Indies: El Structure of the communities. Journal of ecology, 40: 316- 330.

- Goreaud, F., Courbaud, B. and Collinet, F., 1997. Spatial structure analysis applied to modeling of forest dynamics: a few examples. IUFRO workshop: Emprical and process-based models for forest tree and stand growth simulation. Novas Tecnologias, Oeiras, Portugal: 155-172.

- Hanewinkel, M., 2004. Spatial patterns in mixed coniferous even-aged, uneven-aged and conversion stands. European journal of forest research, 123: 139-155.

- Korpel, S., 1995. Die Urwälder der Westkarpaten. Gustav Fischer, Berlin. 310 p.

- Leibundgut, H., 1993. Europäische Urwälder der Bergstufe. Paul Haupt, Bern. 260 p.

- Liebhold, A.M. and Gurevitch, J., 2002. Integrating the statistical analysis of spatial data in ecology. Ecography, 25 (5): 553-557.

- Longuetaud, F., Seifert, T., Leban, J.M. and Pretzsch, H., 2008. Analysis of long-term dynamics of crowns of sessile oak at the stand level by means of spatial statistics. Forest ecology and management, 255: 2007-2019.

- Mitchell, A., 2005. The ESRI guide to GIS analysis. vol. 2, ESRI press. USA. 252 p.

- Moeur, M., 1993. Characterizing spatial patterns of trees using stem- mapped data. Forest science, 39 (4): 756-775.

- Morisita, M., 1957. A new method for the estimation of the spacing method applicable to non- randomly distributed population. Physiol. Ecol., 7 (4): 215-235.

- Mosandl, R. and Kleinert, A., 1998. Development of oaks emerged from birds dispersed seeds under old growth pine stands. Forest ecology and management, 106: 35-44.

- Nathan, R. and Muller- Landua, H.C., 2000. Spatial patterns of seed dispersal, their determinants and consequences for recruitment. Trends Ecol. Evol., 15: 278-285.

- Peet, R.K. and Christensen, N.L., 1987. Competition and tree death. Bioscience, 37: 586-595.

- Pielou, E.C., 1959. The use of point to plant distances in the study of the pattern of plant populations. J. Ecol., 47 (3): 607-613.

- Pommerening, A. and Stoyan, D., 2008. Reconstructing spatial tree point patterns from nearest neighbor summary statistics measured in small subwindows. Canadian journal of forest research, 38: 1110-1122.

- Ripley, B.D., 1977. Modeling spatial patterns. J. R. Stat. Soc., B 39 (2): 172-212.

- Ripley, B.D., 1979. Test of randomness for spatial point patterns. J. R. Stat. Soc., B 41 (3): 368-374.

- Ripley, B.D., 1981. Spatial statistics. John Wiley and Sons, 252 p.

- Sagheb-Talebi, Kh. and Schütz, J-Ph., 2002. The structure of natural oriental beech (Fagus orientalis) in the Caspian region of Iran and potential for the application of the group selection system. Forestry, 75 (4): 465-472.

- Sagheb-Talebi, Kh., Delfan Abazari, B. and Namiranian, M., 2005. Regeneration process in natural uneven-aged Caspian beech forests of Iran. Swiss Forestry Journal, 156 (12): 477-480.

- Salas, C., LeMay, V., Nunez, P., Pacheco, P. and Espinosa, A., 2006. Spatial patterns in an old- growth Nothofagus oblique forest in south-central Chile. Forest ecology and management, 231: 38-46.

- Tomppo, E., 1986. Models and methods for analyzing spatial patterns of trees. In: Communications Institute Forestalis Fenniae, vol. 138, The Finnish forest research institute, Helsinki, Finland, 65 p.

- van Laar, A. and Akca, A., 1997. Forest mensuration. Cuvillier Verlag, Göttingen, Germany, 418 p.

- Veblen, T.T., Ashton, D.H., Schlegel, F.M., 1979. Tree regeneration strategies in a lowland Nothofagus- dominated forest in south- central Chile. J. Biogeogr., 6 (4): 329-340.

- Veblen, T.T., Schlegel, F.M. and Escobar, B., 1980. Structure and dynamics of old growth Nothofagus forests in the Valdivian Andes, Chile. J. Ecol., 68 (1): 1-31.

- Watt, A.S., 1947. Pattern and process in the plant community. J. Ecol., 35: 1-22.

- Woodall, C.W. and Graham, J.M., 2004. A technique for conducting point pattern analysis of cluster plot stem- maps. Forest ecology and management, 198: 31-37.

- Zenner, E.K. and Peck, J.E., 2009. Characterizing structural conditions in mature managed red pine: spatial dependency of metrics and adequacy of plot size. Forest ecology and management, 257: 311-320.

- Zhang, Q., Zhang, Y., Peng, S., Yirdaw. E. and Wu, N., 2009. Spatial structure of Alpine trees in mountain Baima Xueshan on the southeast Tibetan plateau. Silva Fennica, 43 (2): 197-208.