روابط آلومتریک به‌منظور برآورد زیتوده چهار گونه صنوبر در استان چهارمحال و بختیاری

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد جنگلداری

2 استادیار

3 مربی پژوهشی

چکیده

اندوخته شدن کربن در زیتوده گیاهی ساده‌ترین و به لحاظ اقتصادی عملی­ترین راهکار برای کاهش دی‌اکسید کربن اتمسفری است. تحقیق حاضر در مورد چهار گونه صنوبر کاشته­شده در ایستگاه تحقیقات صنوبر بلداجی واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. این چهار گونه شامل دو گونه بومی استان یعنی Populus alba وP. nigraو دو هیبریدP. alba × P. euphraticaوP. euphratica × P. alba هستند. نمونه­برداری از درختان به صورت تصادفی به تعداد 10 اصله درخت برای هر گونه (مجموعا 40 اصله) انجام شد. مشخصات درختان سرپا شامل قطر برابر سینه، ارتفاع و قطر تاج اندازه‌‌گیری و بعد درختان قطع ‌شدند. اجزای مختلف درخت به تفکیک، خشک و توزین گردیدند. با استفاده از تحلیل رگرسیون غیرخطی، زیتوده اندام‌های مختلف در مقابل متغیر‌های مستقل مدل­سازی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روابطی قوی برای برآورد میزان زیتوده همه قسمت‌های درخت در هر یک از گونه‌ها قابل ایجاد است. در گونه‌هایP. alba و P. alba × P. euphratica به‌ترتیب متغیر مستقل قطر برابر سینه، در مقابل تمام متغیر‌های وابسته (با ضریب تبیین 95/٠) و تنه اصلی در مقابل پوست تنه اصلی (با ضریب تبیین 86/٠)، مدل‌هایی را با دقت بسیار خوب ارائه نمودند؛ ولی در برابر سایر متغیر‌های وابسته، مدل‌هایی با دقت متوسط ارائه گردید. این در حالیست که در گونه‌های P. nigraوP. euphratica × P. alba، متغیر مستقل قطر برابر سینه، به هیچ وجه روابط خوبی به دلیل چندشاخگی تنه اصلی در ارتفاع برابر سینه ارائه نداد؛ اما برای این دو گونه، روابطی قوی در برآورد زیتوده برای قسمت‌های مختلف درخت به‌ویژه قسمت‌های چوبی بر اساس قطر تاج (با ضریب تبیین 88/٠) بدست آمد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Allometric equations for estimating biomass in four poplar species at Charmahal and Bakhtiari province

نویسندگان [English]

  • Mohammad Kazem Parsapour 1
  • Hormoz Sohrabi 2
  • Ali Soltani 2
  • Yaghoub Iranmanesh 3
1 MSc. Graduate, Department of Forest Science, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, ShahreKord University, ShahreKord, I.R. Iran.
2 Assistant Professor, Department of Forest Science, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Nour, I.R. Iran
3 Senior Research Expert, Agricultural and Natural Resources Research Center of Chaharmahal and Bakhtiari Province, ShahreKord, I.R. Iran.
چکیده [English]

Carbon sequestration into plant biomass is an easiest and economically most practical way for dropping off CO2 from atmosphere. The current study was made for four poplar species, consisting of two natives (Populus alba and P. nigra) and two exotics (P. alba×euphratica and P. euphratica× alba), planted at Boldaji Experimental Station in province of Charmahal and Bakhtiari of I.R. Iran. Tree sampling was made randomly (10 trees for each species). After measuring the tree's characteristics including diameter at breast height (dbh), total height and crown diameter, they were felled down to measure the dry weight of different organs, including: (whole tree, trunk, main branches, twigs, leaf and bark of twigs and branches). The regression analysis was applied to find out relationships between mass production and poplar characteristics and to develop different allometry models between different organs and their carbon sequestration ability. The results showed that there are significant correlations to predict biomass for the whole tree's organs at each species. The independent dbh values, in Populus alba and P. alba×euphratica  demonstrated high correlation against all the dependent variables (R2=0.95). On the other hand, the main trunk weight was significantly correlated to bark weight (R2=0.86), showed high accurate models. In      P. nigra and P. euphratica × P. alba, due to forked stems, dbh didn’t prove any correlation with the tree's characteristics. At the same species, on the other hand, crown diameter was correlated to carbon sequestrated amount on all portions of the trees (R2=0.88). The research showed also significant priority of woody organs in comparison to leaf and twigs, when the prediction of the carbon storage is scheduled.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon sequestration
  • regression
  • height
  • DIAMETER
  • Crown
  • bark

فصلنامة علمی - پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران

جلد 21  شمارة 3، صفحة 528-517، (1392)

 

روابط آلومتریک به‌منظور برآورد زیتوده چهار گونة صنوبر در استان چهارمحال و بختیاری

 

محمد‌کاظم پارساپور1، هرمز سهرابی2*، علی سلطانی3 و یعقوب ایرانمنش4

1- کارشناس ارشد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

2*- نویسنده مسئول، استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس، نور.

پست‌الکترونیک: hsohrabi@modares.ac.ir

3- استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

4- مربی پژوهشی، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاری، شهرکرد

تاریخ دریافت: 27/10/90                                                              تاریخ پذیرش: 29/2/92

 

چکیده

اندوخته شدن کربن در زیتوده گیاهی ساده‌ترین و به لحاظ اقتصادی عملی­ترین راهکار برای کاهش دی‌اکسید کربن اتمسفری است. تحقیق حاضر در مورد چهار گونه صنوبر کاشته­شده در ایستگاه تحقیقات صنوبر بلداجی واقع در استان چهارمحال و بختیاری انجام شده است. این چهار گونه شامل دو گونه بومی استان یعنی Populus alba وP. nigraو دو هیبریدP. alba × P. euphraticaوP. euphratica × P. alba هستند. نمونه­برداری از درختان به صورت تصادفی به تعداد 10 اصله درخت برای هر گونه (مجموعا 40 اصله) انجام شد. مشخصات درختان سرپا شامل قطر برابر سینه، ارتفاع و قطر تاج اندازه‌‌گیری و بعد درختان قطع ‌شدند. اجزای مختلف درخت به تفکیک، خشک و توزین گردیدند. با استفاده از تحلیل رگرسیون غیرخطی، زیتوده اندام‌های مختلف در مقابل متغیر‌های مستقل مدل­سازی شد. نتایج این تحقیق نشان داد که روابطی قوی برای برآورد میزان زیتوده همه قسمت‌های درخت در هر یک از گونه‌ها قابل ایجاد است. در گونه‌هایP. alba و P. alba × P. euphratica به‌ترتیب متغیر مستقل قطر برابر سینه، در مقابل تمام متغیر‌های وابسته (با ضریب تبیین 95/٠) و تنه اصلی در مقابل پوست تنه اصلی (با ضریب تبیین 86/٠)، مدل‌هایی را با دقت بسیار خوب ارائه نمودند؛ ولی در برابر سایر متغیر‌های وابسته، مدل‌هایی با دقت متوسط ارائه گردید. این در حالیست که در گونه‌های P. nigraوP. euphratica × P. alba، متغیر مستقل قطر برابر سینه، به هیچ وجه روابط خوبی به دلیل چندشاخگی تنه اصلی در ارتفاع برابر سینه ارائه نداد؛ اما برای این دو گونه، روابطی قوی در برآورد زیتوده برای قسمت‌های مختلف درخت به‌ویژه قسمت‌های چوبی بر اساس قطر تاج (با ضریب تبیین 88/٠) بدست آمد.

 

واژه‌های کلیدی: کربن، ارتفاع، قطر، تاج، رگرسیون، پوست

 


مقدمه

گیاهان سبز به‌ویژه درختان به وسیله فرایند فتوسنتز، دی­اکسید کربن اتمسفر را طی مراحل چرخه کالوین (Calvin cycle)، به مولکولهای قند تبدیل کرده و از این قند در ساخت زیتوده به صورت ریشه، ساقه، برگ و میوه استفاده می‌کنند (Moghaddam, 2001). این اندوخته کربن ساده‌ترین و به لحاظ اقتصادی، عملی‌‌ترین راهکار ممکن برای کاهش دی‌اکسید کربن اتمسفری است (William, 2002). از مجموع ١٨١٤ بیلیون تن کربن ذخیره شده در تمام اکوسیستم­های زمینی، جنگل‌ها بیشترین مقدار (١٠٨٨ بیلیون تن) را به شکل درختان زنده، لاشبرگ، کربن خاک و محصولات چوبی ذخیره می‌کنند Huang & Kronrad, 2001)). به واسطه اثر جنگلکاری، احیا و رشد جنگل، سالیا‌نه در حدود 1 گیگا تن کربن در اندام‌های گیاهی و خاک ذخیره می‌گردد (Pandey & Narayan, 2002).

برآورد زیتوده برای تشخیص ساختار جنگل مهم بوده و به‌عنوان یک شاخص مهم برای ارزیابی رویشگاه از نظر بیواکولوژیکی و اقتصادی در نظر گرفته می‌شود (Cole & Ewel, 2006). دقیق‌ترین شیوه برای تخمین زیتوده درخت، روشی است که در آن درخت را قطع و آن را به تفکیک اندام‌ها تقسیم، خشک و توزین می‌نمایند (Basuki et al., 2009). اما این روش به دلیل دشواری و هزینه زیاد و نیز عدم تطابق آن با ضوابط زیست‌محیطی چندان مطلوب نیست. در بین روش‌های موجود برای برآورد زیتوده درخت، روش‌هایی نیز وجود دارند که معایب روش قطع کامل را ندارند و تخریب کمتری را سبب می‌شوند. یکی از این روش‌ها که در این تحقیق نیز به آن پرداخته شده است، روش استفاده از روابط آلومتریک (Allometric equations) است که رابطه‌ای بین وزن و اندازه هر یک از اندام‌هاست (Anonymous, 2005).

روابط آلومتریک ابزاری برای برآورد وزن کل درخت و یا اندام­های درخت از طریق متغیر‌های مستقلی مانند قطر برابر سینه و یا ارتفاع است که در توده قابل اندازه­گیری هستند (Komiyama et al., 2008). روابط آلومتریک در واقع معادلات رگرسیونی‌ای هستند که بطور مستقیم اندازه­گیری‌هایی نظیر قطر و گاهی ارتفاع را به زیتوده کل درخت تبدیل می‌کنند (Losi et al., 2003). به‌عنوان مثال(2006)  Williams &Gresham در بررسی روابط موجود بین شاخص­های کمی درخت، شامل قطر برابر سینه، سطح مقطع، ارتفاع تاج، قطر ابتدای تاج، قطر در فواصل یک متری تنه، طول و سطح مقطع شاخه با زیتوده برگ گونه کاج تدا (Pinus taeda) و عنبر سائل (Liquidambarstyraciflua)، نشان دادند که همبستگی خوبی بین شاخص­های قطر برابر سینه و سطح مقطع شاخه­ها با زیتوده برگ وجود دارد. مطالعاتی از این دست در مناطق حاره نیز برای پیش­بینی و اندازه­گیری میزان زیتوده درختان به فراوانی انجام شده‌است، حاصل آنها روابط آلومتریک متعددی است که بر اساس متغیرهای مستقل ابعاد درختان استقرار یافته‌اند (Chave et al., 2005، Komiyama et al., 2005، Basuki et al., 2009، Ebuy et al., 2011 و Cole & Ewel., 2006).

با وجود نیاز بالا، فقر تحقیقات آلومتری برای گونه‌های تندرشد با کاربری در زراعت چوب به چشم می‌خورد. یکی از پر ارجاع‌ترین این تحقیقات مطالعة(2007)  Fang et al. می‌باشد. در این تحقیق بیشترین همبستگی ذخیره کربن و زیتوده اندام‌های مختلف کلن‌های 4 تا 8 ساله صنوبر با تراکم‌های متفاوت در چین، با قطر برابر سینه به‌دست آمد. در ایران نیز، مطالعات آلومتریک چندانی برای گونه‌های سریع‌الرشد به‌ویژه گونه‌های صنوبرانجام نشده است ولی در مورد گونه­های دیگر پژوهش­های دیگری مانند Bordbar & Mortazavi (2006) در خصوص برآورد قابلیت ذخیره کربن در جنگلکاری­های اکالیپتوس و آکاسیا در مناطق غربی استان فارس، Adl (2007) در زمینه برآورد زیتوده و شاخص سطح برگ دو گونه عمده جنگل‌های زاگرس، بلوط ایرانی (Quercus brantii) و بنه (Pistacia mutica) در جنگل‌های یاسوج، ارزیابی توان ترسیب کربن درختان موجود در دو توده خالص و ناخالص (آمیخته) در جنگل خیرود توسط Kabiri (2008)، بررسی زیتوده و ارتباط آن با عوامل فیزیوگرافی و خاک توسط Khademi et al. (2009) در مورد درختان شاخه‌زاد بلوط اوری(Q. macranthera)  در جنگل اندبیل خلخال انجام شده است.

همچنین، Panahi et al. (2011) در مطالعة خود در باغ گیاه­شناسی ملی ایران، زیتوده و ذخیرة کربن برگ و نیز روابط آلومتریک گونة بنه  (Pistacia atlantica)را بررسی کردند. در بررسی روابط آلومتریک پس از تعیین روابط رگرسیونی مناسب مشخص شد که متغیر قطر متوسط تاج، تأثیرگذارترین متغیر بر زیتودة برگ و ذخیرة کربن برگ است. Bakhtiarvand Bakhtiari (2011) روابط آلومتریک را برای برآورد اندوخته کربن و زیتوده دو گونه سوزنی­برگ و دو گونه پهن­برگ در جنگل‌کاری‌های اطراف کارخانه فولاد مبارکه اصفهان، به کار برده و بیان کرد که روابط آلومتری برای گونه اقاقیا کمترین ضریب همبستگی (89/٠) و برای گونه توت بیشترین ضریب (99/٠) را دارد. Sohrabi & Shirvani (2012) برای برآورد زیتوده تاج و تنه درختان بنه در پارک ملی خجیر معادلات آلومتریک را با مدل‌های توانایی و نمایی تحلیل نمودند. آنها مدل توانی را پیشنهاد نموده و به این نتیجه رسیدند که برآورد زیتوده بنه به کمک معادلات آلومتریک با دقت بالایی ممکن است.

صنوبر به ‌عنوان گونه‌ای تندرشد ازجمله درختانی است که به دلیل دارا بودن صفاتی مانند قدرت تولید جست فراوان، نیاز به مراقبت کم، دامنه اکولوژیکی به‌نسبت زیاد، امکان دورگ­گیری، دوره بهره‌برداری کوتاه مدت و ... می‌تواند با کاهش فشار برداشت چوب نقش بسیار مهمی در حفظ و صیانت از عرصه‌های جنگلی کشور ایفا نماید و در عین حال زیتوده زیادی در مدت زمانی کوتاه تولید کند. استان چهارمحال و بختیاری به‌دلیل وجود منابع آبی فراوان و اراضی مناسب حاشیه رودخانه‌ها، از مناطق مستعد برای توسعه کشت صنوبر محسوب می‌گردد. گونه بومی صنوبر در استان Populus albaبوده که نزدیک به 5000 هکتار از اراضی کشاورزی استان را به خود اختصاص داده است (Talebi et al., 2008). هدف از تحقیق حاضر، ارائه روابط آلومتریک برای برآورد زیتوده و اندوخته کربن چهار گونه صنوبر کاشته شده در ایستگاه تحقیقات درختان سریع‌الرشد بلداجی است.

 

مواد و روش‌ها

منطقه مورد مطالعه

این تحقیق در ایستگاه تحقیقات صنوبر و درختان سریع­‌الرشد مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان انجام شد. ایستگاه در 5 کیلومتری شهر بلداجی از توابع شهرستان بروجن در استان چهارمحال و بختیاری و در طول جغرافیایی شرقی ً7: ََ6 : ْ51 و عرض جغرافیایی شمالی ًً7/1: ََ55 : ْ31 قرار گرفته است. متوسط بارندگی سالیانه 700-600 میلی‌متر و دمای متوسط ایستگاه 11 درجه سانتیگراد بوده و ارتفاع از سطح دریای آن 2260 متر می‌باشد (Talebi et al., 2008).

این پژوهش در مورد چهار گونه صنوبر کاشته شده در ایستگاه تحقیقات بلداجی انجام شد. این 4 گونه شامل دو گونه بومی استان یعنی P. alba وP. nigraو دو هیبریدP. alba × P. euphraticaوP. euphratica × P. alba بودند. تفاوت دو هیبرید اخیر در تحقیق (Jafari Mofidabadi et al., 1998) تشریح شده است. گونه­ها در قالب طرح بلوک‌های کاملاً تصادفی در سه تکرار در سال 1384 کشت شده بودند. دو گونه دورگ موجود در این تحقیق، با استفاده از روش درون شیشه‌ای نجات رویان، مورد کشت قرار گرفتند. در این روش تولید گیاهچه از جنین‌ها بین 75 تا 90 درصد بود (Jafari Mofidabadi et al., 1998).

 

روش مطالعه

در این تحقیق، برای برآورد زیتوده و میزان کربن موجود در اندام‌های گیاهی و بعد استقرار روابط آلومتریک، چهار گونه دست­کاشت صنوبر شامل P. alba، P. nigra،P. alba × P. euphratica وP. euphratica × P. alba انتخاب گردید. ابتدا مشخصات تمام درختان سرپا شامل قطر برابر سینه، ارتفاع، طول درخت، طول و عرض تاج اندازه‌­گیری شد. سپس 10 اصله درخت از هر گونه با پراکنش کافی در طبقات قطری به صورت تصادفی انتخاب و قطع ‌شد.

در محل قطع، اجزای مختلف درخت شامل شاخه، پوست شاخه، سرشاخه، پوست سرشاخه، تنه، پوست تنه و برگ تفکیک شدند و با استفاده از ترازوی رقومی با دقت 10 گرم توزین گردید. ملاک جداسازی شاخه‌های اصلی و سرشاخه‌ها، قطر آنها بود که برای شاخه‌های اصلی، قطر بیشتر از 1 سانتیمتر و برای سرشاخه‌ها، قطر کمتر از 1 سانتیمتر در نظر گرفته شد (Walle et al., 2001).

سپس از هریک از اجزای درخت، نمونه‌هایی گرفته شد و به آزمایشگاه منتقل گردید. در آزمایشگاه، نمونه‌ها درون آون با دمای 80 درجه سانتیگراد تا رسیدن به وزن پایدار خشک و توزین شدند. پس از محاسبة وزن خشک، درصد ماده خشک موجود در نمونه‌ها محاسبه گردید و بعد وزن خشک هر اندام به‌دست آمد. از مجموع وزن خشک شاخه، سرشاخه و پوست این دو اندام، وزن خشک تاج به‌دست آمد. در این تحقیق، درصد کربنی که در ماده خشک هر یک از نمونه‌ها وجود دارد، به طور متوسط ٥٠% وزن خشک (زیتوده) نمونه‌ها در نظر گرفته ­شد (.(Fang et al., 1999  در مرحله بعد، روابط آلومتریک با استفاده از تحلیل رگرسیون غیر خطی با مدل توانی ()  که در آن، متغیر وابسته، متغیر مستقل و و ضرایب رگرسیون هستند، به‌دست آمد. معنی‌دار بودن مدل آلومتریک با تحلیل واریانس بررسی شد و برازش منحنی به روش حداقل مربعات انجام گردید. نرمال بودن باقیمانده‌های مدل نیز با آزمون کولموگروف- اسمیرونوف بررسی شد. تمام مراحل در محیط نرم‌افزار SPSS 17 انجام شد.

 

نتایج

روابط آلومتریک گونه P. alba

نتایج مدل­سازی برای پیش­بینی میزان زیتوده اندام‌های مختلف گونه P. alba در مقابل متغیر‌های مستقل قطر برابر سینه، ارتفاع درخت و قطر تاج در جدول 1 آورده شده است. نتایج نشان می‌دهند که تمام مدل‌های به­دست آمده بجز پنج مدل پیش­بینی وزن زیتوده تنه اصلی، پوست تنه اصلی، شاخه، پوست شاخه و برگ در مقابل قطر تاج، معنی‌دار هستند. متغیر ارتفاع در تمامی موارد برای برآورد میزان زیتوده، مدل‌هایی با دقت متوسط (ضریب تبیین حدود 50/0) را ارائه می‌دهد. متغیر قطر تاج نیز در برابر دو متغیر زیتوده سرشاخه و پوست سرشاخه، مدل‌هایی با قابلیت پیش‌بینی خوب را ارائه می‌دهد ولی در برابر سایر متغیر‌های وابسته، نتایج معنی‌دار نیستند. در کل مشاهده می‌شود که در گونه P. alba، متغیر قطر برابر سینه در تمامی موارد از سایر متغیر‌ها بهتر بوده و مدل‌های قویتری را ارائه می‌دهد) ضرایب تبیین بین 78/0 – 94/0) (جدول1).

 

روابط آلومتریک گونه P. alba × P. euphratica

از بین 24 مدل ایجاد شده برای پیش­بینی میزان زیتوده در گونه P. alba × P. euphratica، 12 مدل معنی‌دار نیستند که 7 مدل از این مدل‌ها، پیش­بینی‌های وزن زیتوده همه متغیر‌های وابسته بجز متغیر تنه اصلی در مقابل متغیر مستقل ارتفاع درخت و 4 مدل نیز مدل‌های پیش­بینی وزن زیتوده تنه اصلی، پوست تنه اصلی، سرشاخه و پوست سرشاخه در برابر قطر تاج هستند و در نهایت یک مدل نیز پیش­بینی وزن زیتوده سرشاخه در برابر قطر برابر سینه می­باشد (جدول2). به‌طورکلی متغیر قطر برابر سینه در مقابل متغیر‌های وابسته تنه اصلی و پوست تنه اصلی، مدل‌هایی با دقت بسیار خوب (با ضرایب تبیین به‌ترتیب 84/0 و 86/0) را ارائه می‌دهد ولی در برابر سایر متغیر‌های وابسته، مدل‌هایی با دقت متوسط ارائه می‌کند. متغیر قطر تاج نیز در برابر تاج، برگ، شاخه و پوست شاخه، مدل‌هایی با دقت متوسط را ایجاد نمود.

 

روابط آلومتریک گونه P. euphratica × P. alba

در مورد گونه P. euphratica × P. alba، تنها 8 مدل معنی‌دار بودند. نتایج جدول3 بیانگر این مطلب است که تنها قطر تاج در برابر همه متغیر‌ها بجز 3 متغیر برگ، تنه اصلی و پوست تنه اصلی مدل‌هایی با دقت متوسط را ارائه داده است. پس می‌توان گفت که در کل قطر تاج از سایر متغیر‌ها در برآورد میزان زیتوده مدل‌های بهتری را ایجاد می‌نماید (جدول3). متغیر قطر برابر سینه در این گونه، برای هیچکدام از متغیر‌های وابسته نمی‌تواند مدلی با پارامتر‌های دقیق را ارائه نماید. متغیر ارتفاع نیز در رابطه با سه متغیر برگ، تنه اصلی و پوست تنه اصلی، مدل‌هایی با دقت متوسط را ایجاد می‌کند (با ضرایب تبیین به‌ترتیب 49/0، 47/0 و 48/0) ولی در مقابل سایر متغیر‌ها مدل خوبی را نشان نمی‌دهد.


 

جدول1 - نتایج مدل­سازی زیتوده اندام‌های مختلف گونه P. alba در مقابل متغیر‌های مستقل قطر برابر سینه به سانتیمتر (d)، ارتفاع درخت به متر (h) و قطر تاج درخت به متر (c)

متغیر وابسته

مدل آلومتریک

ضریب  تعیین

اشتباه معیار

آماره F

زیتوده تاج

y = 69/8d02/3

y = 12/8h49/3

y = 17/0c79/1

947/0

511/0

453/0

221/0

670/0

709/0

2/142 ***

4/8 *

6/6 *

زیتوده برگ

y = 45/1d24/3

y = 04/2h49/3

y = 25/0c47/1

889/0

419/0

250/0

352/0

808/0

917/0

3/64 ***

8/5 *

7/2 ns

زیتوده پوست سرشاخه

y = 70/9d96/1

y = 50/5h57/2

y = 14/0c46/1

818/0

571/0

623/0

285/0

438/0

410/0

9/35 ***

6/10 *

2/13 **

زیتوده سرشاخه

y = 81/7d28/2

y = 27/5h83/2

y = 03/0c80/1

805/0

504/0

686/0

346/0

552/0

439/0

0/ 33 ***

1/8 *

5/17 **

زیتوده پوست شاخه

y = 05/0d47/4

y = 08/0h83/4

y = 002/0c17/2

897/0

425/0

289/0

466/0

103/1

227/1

9/69 ***

9/5 *

3/3 ns

زیتوده شاخه

y = 02/0d24/5

y = 04/0h64/5

y = 69/8c02/3

888/0

417/0

268/0

572/0

308/1

465/1

7/63 ***

7/5 *

9/2 ns

زیتوده پوست تنه اصلی

y = 04/0d62/1

y = 02/0h26/2

y = 16/0c75/0

788/0

621/0

228/0

260/0

348/0

496/0

7/29 **

1/13 **

359/2 ns

زیتوده تنه اصلی

y = 07/0d06/2

y = 03/0h85/2

y = 006/0c16/1

896/0

695/0

387/0

217/0

371/0

526/0

8/68 ***

2/18 **

1/5 ns

*** معنی‌داری با 9/99 درصد اطمینان، ** معنی‌داری با 99 درصد اطمینان،                                                    * معنی‌داری با 95 درصد اطمینان،ns  معنی‌دار نبودن

 

جدول2- نتایج مدل­سازی زیتوده اندام‌های مختلف گونه P. alba × P. euphraticaدر مقابل متغیر‌های مستقل قطر برابر سینه به سانتیمتر (d)، ارتفاع درخت به متر (h) و قطر تاج درخت به متر (c)

متغیر وابسته

مدل آلومتریک

ضریب  تعیین

اشتباه معیار

آماره F

زیتوده تاج

y = 62/20d64/2

y = 85/502h21/1

y = 37/3c36/1

532/0

042/0

463/0

778/0

114/1

834/0

1/9 *

3/0 ns

 9/6 *

زیتوده برگ

y = 23/5d69/2

y = 82/97h42/1

y = 88/1c23/1

604/0

062/0

411/0

687/

058/1

838/0

2/12 **

5/0 ns

6/5 *

زیتوده پوست سرشاخه

y = 10/3d45/2

y = 74/34h42/1

y = 51/0c28/1

425/0

053/0

380/0

897/0

151/1

931/0

9/5 *

4/0 ns

9/4 ns

زیتوده سرشاخه

y = 91/4d38/2

y = 62/75h18/1

y = 60/0c31/1

375/0

034/0

369/0

970/0

206/1

974/0

8/4 ns

3/0 ns

7/4 ns

زیتوده پوست شاخه

y = 61/3d49/2

y = 9/247h50/0

y = 20/0c50/1

459/0

007/0

544/0

852/0

155/1

783/0

8/6 *

1/0 ns

5/9 *

زیتوده شاخه

y = 31/5d70/2

y = 04/272h88/0

y = 41/0c51/1

493/0

020/0

508/0

861/0

198/1

849/0

8/7 *

2/0 ns

248/8 *

زیتوده پوست تنه اصلی

y = 03/0d84/1

y = 11/0h37/1

y = 03/0c69/0

868/0

278/0

396/0

226/0

565/0

484/0

7/52 ***

7/1 ns

2/5 ns

زیتوده تنه اصلی

y = 15/0d77/1

y = 12/0h08/2

y = 19/0c64/0

840/0

430/0

367/0

243/0

459/0

484/0

9/41 ***

0/6 *

7/4 ns

*** معنی‌داری با 9/99 درصد اطمینان، ** معنی‌داری با 99 درصد اطمینان،                                                       * معنی‌داری با 95 درصد اطمینان،ns  معنی‌دار نبودن

 

جدول3- نتایج مدل­سازی زیتوده اندام‌های مختلف گونه P. euphratica × P. alba در مقابل متغیر‌های مستقل قطر برابر سینه به سانتیمتر (d)، ارتفاع درخت به متر (h) و قطر تاج درخت به متر (c)

متغیر وابسته

مدل آلومتریک

ضریب  تعیین

اشتباه معیار

آماره F

زیتوده تاج

y =  1938d14/0

y = 77/99h99/1

y = 56/0c56/1

020/0

339/0

567/0

623/0

512/0

414/0

2/0 ns

1/4 ns

5/10 *

زیتوده برگ

y = 08/648d16/0

y = 61/3h41/3

y = 66/30c62/0

045/0

494/0

168/0

450/0

293/0

421/0

4/0 ns

0/8 *

6/1 ns

زیتوده پوست سرشاخه

y = 50/135d15/0

y = 49/2h63/2

y = 0003/0c49/2

008/0

214/0

518/0

044/1

930/0

728/0

1/0 ns

2/2 ns

6/8 *

زیتوده سرشاخه

y = 13/281d14/0

y = 03/5h63/2

y = 0002/0c68/2

006/0

205/0

572/0

069/1

956/

702/0

1/ ns 0

1/2 ns

7/10 *

زیتوده پوست شاخه

y = 5/165d24/0

y = 86/2h77/2

y = 001/0c28/2

027/0

314/0

571/0

901/

757/0

598/0

1/0 ns

7/3 ns

6/10 *

زیتوده شاخه

y = 3/493d17/0

y = 22/6h89/2

y = 005/0c19/2

014/0

343/0

534/0

902/0

736/0

620/0

1/0 ns

2/4 ns

2/9 *

زیتوده پوست تنه اصلی

y = 64/0d15/0

y = 08/0h43/1

y = 03/0c58/2

061/0

483/0

210/0

370/0

274/0

339/0

5/0 ns

5/7 *

1/2 ns

زیتوده تنه اصلی

y = 90/2d11/0

y = 30/0h53/1

y = 32/0c45/0

031/0

479/0

112/0

401/0

294/0

384/0

3/0 ns

4/7 *

0/1 ns

*** معنی‌داری با 9/99 درصد اطمینان، ** معنی‌داری با 99 درصد اطمینان،* معنی‌داری با 95 درصد اطمینان،ns  معنی‌دار نبودن

 

 

روابط آلومتریک گونه P. nigra

در رابطه با این گونه این طور نتیجه­گیری می‌شود که 11 مدل از 24 مدل پیش­بینی میزان زیتوده موجود در اندام‌ها، معنی‌دار نیستند که 8 مدل پیش­بینی وزن زیتوده همه متغیر‌های وابسته در مقابل متغیر مستقل قطر برابر سینه هستند. پس می‌توان گفت که قطر برابر سینه، مدل‌های پیش­بینی وزن زیتوده دقیقی (ضرایب تبیین بین 003/0- 15/0) را ایجاد نمی‌کند. 3 مدل نیز پیش­بینی وزن زیتوده برگ و سرشاخه و پوست سرشاخه در مقابل ارتفاع درخت هستند ولی در کل مدل‌های پیش­بینی وزن زیتوده بقیه متغیر‌ها در برابر ارتفاع درخت، مدل‌هایی با دقت متوسط هستند. در کل متغیر قطر تاج در تمامی موارد برای برآورد میزان زیتوده اندام‌ها، از سایر متغیر‌ها بهتر بوده و مدل‌های قویتری را ارائه می‌دهد (با ضرایب تبیین بین 53/0 – 87/0) (جدول4). برای این گونه نیز ابر نقاط و منحنی برازش برای برآورد زیتوده بخش‌های مختلف، مطابق شکل‌4 با استفاده از متغیر‌های وابسته و مستقل رسم گردید (شکل4).

 


 

جدول4- نتایج مدل­سازی زیتوده اندام‌های مختلف گونه P. nigra در مقابل متغیر‌های مستقل قطر برابر سینه به سانتیمتر (d)، ارتفاع درخت به متر (h) و قطر تاج درخت به متر (c)

متغیر وابسته

مدل آلومتریک

ضریب تعیین

اشتباه معیار

آماره F

زیتوده تاج

y = 5460d09/0-

y = 02/399h74/1

y = 25/0c91/1

003/0

401/0

807/0

432/0

334/0

190/0

0/0 ns

4/5 *

4/33 ***

زیتوده برگ

y = 9/1274d15/0-

y = 155h31/1

y = 08/1c32/1

012/0

334/0

569/0

356/0

292/0

235/0

1/0 ns

0/4 ns

5/10 *

زیتوده پوست سرشاخه

y = 9/3116d43/1-

y = 45/54h38/1

y = 00001/0c27/4

147/0

054/0

872/0

860/0

905/0

332/0

4/1 ns

5/0 ns

7/54 ***

زیتوده سرشاخه

y = 4/3968d34/1-

y = 15/88h30/1

y = 00001/0c97/3

150/0

057/0

879/0

794/0

837/0

300/0

4/1 ns

5/0 ns

9/57 ***

زیتوده پوست شاخه

y = 8/653d17/0

y = 52/38h16/2

y = 15/0c67/1

009/0

539/0

535/0

462/0

315/0

316/0

1/0 ns

4/9 *

2/9 *

زیتوده شاخه

y = 4/1393d18/0

y = 32/79h19/2

y = 24/0c73/1

009/0

540/0

562/0

468/0

319/0

311/0

1/0 ns

4/9 *

3/10 *

زیتوده پوست تنه اصلی

y = 52/0d12/0

y = 06/0h56/1

y = 0002/0c52/1

007/0

466/0

742/0

359/0

263/0

183/0

1/0 ns

9/6 *

0/23 **

زیتوده تنه اصلی

y = 31/2d03/0

y = 08/0h35/2

y = 00002/0c22/2

000/0

487/0

730/0

529/0

379/0

275/0

3/0 ns

6/7 *

6/21 **

*** معنی‌داری با 9/99 درصد اطمینان، ** معنی‌داری با 99 درصد اطمینان،* معنی‌داری با 95 درصد اطمینان،ns  معنی‌دار نبودن

 


بحث

نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که همبستگی بالایی بین میزان زیتوده برای همه قسمت‌های درخت و متغیر مستقل قطر برابر سینه در گونه P. alba، وجود دارد که می‌توان علت را به شکل تنه این گونه مربوط دانست که نسبت به دیگر گونه­ها، مستقیم و بدون چندشاخگی است. کشیدگی تنه این گونه کمتر تحت تأثیر شرایط محیط قرار می‌گیرد (Madejón et al. 2004) و نیز در گونه P. alba × P. euphratica، متغیر مستقل قطر برابر سینه، در مقابل متغیر‌های وابسته تنه اصلی و پوست تنه اصلی، مدل‌هایی با دقت بالا را ارائه می‌دهند ولی در برابر سایر متغیر‌های وابسته، مدل‌هایی با دقت متوسط ارائه می‌کنند. به نظر می‌رسد طی مراحل تولید شیشه‌ای این هیبرید اثرپذیری آن از صفات مرتبط با کشیدگی تنه در گونه مادری P. alba بیشتر باشد. این مسئله را می‌توان به نزدیک بودن صفات مورفولوژیک این هیبرید به پایه مادری  P. albaنسبت داد. تحقیقات نشان داده است که در فرایند دورگ­گیری، بیشترین صفات از پایه مادری به هیبرید منتقل می‌گردد (Jafari Mofidabadi et al., 1998).

در گونه‌های P. nigra و P. euphratica × P. alba، متغیر مستقل قطر برابر سینه، به هیچ وجه همبستگی بالایی را با اوزان خشک ارائه نمی‌دهد که این مسئله می‌تواند به دلیل تولید شاخه­های جانبی فراوان در گونه P. nigra و چندشاخگی هیبرید P. euphratica × P. alba در اثر سرمازدگی بهاره و زمستانه باشد. این در حالیست که در این دو گونه، قطر تاج روابط خوب و دقیقی را در برآورد میزان زیتوده برای همه قسمت‌های درخت به‌ویژه قسمت‌های چوبی ارائه می‌دهد.

این تحقیق همچنین نشان می‌دهد که اصولاً روابط ایجاد شده برای پیش­بینی مقدار زیتوده در اندام‌های چوبی بسیار قویتر از روابطی است که برای پیش­بینی مقدار زیتوده در اندام‌های غیر چوبی شامل برگ و سرشاخه­ها ایجاد می‌شوند. در کل، برآورد میزان زیتوده برگ با دقتی که در برآورد میزان زیتوده تنه اصلی و زیتوده کل وجود دارد، مشکل است (Navar, 2009). دلیل این مشکل بودن برآورد، تغییرات زیاد زیتوده شاخ و برگ و وابستگی زیاد آن به شرایط رویشگاه است (Socha & Wezyk, 2007).

Bakhtiarvand Bakhtiari (2011) روابط آلومتریک را برای برآورد اندوخته کربن و زیتوده دو گونه سوزنی­برگ شامل کاج (Pinus eldaica) و سرو نقره­ای (Cupressus arizonica) و دو گونه پهن­برگ شامل توت (Morus alba) و اقاقیا (pseudoacacia Robinia)، در جنگل‌کاری‌های اطراف کارخانه فولاد مبارکه اصفهان به کار برده، با هم مقایسه نموده و نتیجه­گیری کرده است که در دو گونه سوزنی­برگ، متغیر قطر برابر سینه و در دو گونه پهن­برگ، دو متغیر قطر در ارتفاع 3/0 متری و ارتفاع، بیشترین همبستگی را با زیتوده درختی دارند. از آنجایی که درختان سوزنی­برگی مانند کاج تنه صاف و کشیده­ای دارند و تقریباً تنه آنها شبیه گونه­های P. alba × P. euphratica و P. alba در این بررسی می­باشد، می­توان گفت که متغیر قطر برابر سینه بیشترین همبستگی را با زیتوده درختی در درختانی که تنه صاف و کشیده­ای دارند، از خود نشان می­دهد.

(2007) Fang et al. در تحقیق خود در چین، توان ذخیره کربن و زیتوده اندام‌های مختلف کلون‌های مختلف صنوبر 4 تا 8 ساله را به دست آوردند و نشان دادند که برای کلون  P. alba 4 تا 6 ساله، قطر برابر سینه، بیشترین میزان همبستگی را با میزان زیتوده اندام‌های مختلف این گونه صنوبر دارد که با نتایج به‌دست ‌آمده از این تحقیق در مورد گونه P. alba ، همخوانی دارد. Cole & Ewel (2006) نیز در آزمایش خود در جنگل‌های ‌تروپیکال به نتایج مشابهی دست یافتند که دلیل آن را به حساس بودن زیتوده برگ و سرشاخه به شرایط آب و هوایی، وجود حشرات گیاه­خوار و رقابت درون خود گیاه ربط دادند.(2005)  et al. Montagu در تحقیق خود، استقرار روابط آلومتریک عمومی ((General Allometric Equations برای برآوردهای منطقه‌ای ‌ترسیب کربن را به همراه مثالی با استفاده از داده‌های برگرفته از گونه Eucalyptus pilularis که در هفت رویشگاه متفاوت کاشته­ شده بودند را مورد بررسی قرار دادند و به نتایج مشابهی از این نظر که قطر برابر سینه دارای رابطه خوبی برای برآورد زیتوده است، دست یافتند. امتحان مدل‌های وابسته به رویشگاه و روابط آن مشخص کرد که استفاده از قطر برابر سینه به ‌عنوان متغیر پیش­بینی‌ کننده قویترین رابطه عام را برای ایجاد مدل­های آلومتریک ایجاد خواهد ‌کرد. آنها نشان دادند که برای E. pilularis یک رابطه عمومی آلومتریک با استفاده از قطر برابر سینه، تنها به­عنوان متغیر پیش­بینی ‌کننده می‌تواند با دقت بیشتری نسبت به رابطه آلومتری وابسته به رویشگاه و با قابلیت کاربرد وسیع در محیط‌ها، رژیم‌های مدیریتی و سنین مختلف مورد استفاده قرار گیرد. این ساده‌ سازی برآوردهای زیتوده روی زمین از طریق اندازه­گیری‌های آماری می‌تواند ما را از روابط آلومتریک وابسته به رویشگاه و تعدیل کننده‌هایی نظیر ارتفاع، و تراکم چوب یا نسبت‌های عامل بسط بی­نیاز کند.

Zewdie et al., (2009) زیتوده بالای زمینی و روابط آلومتریک را در جنگل‌های شاخه­زاد کوهستان‌های مرکزی کشور اتیوپی به دست آوردند. داده‌های جمع­آوری شده توسط آنها، از 10 توده اکالیپتوس با دوره گردش کوتاه شاخه­زاد بین 1 تا 9 سال بود. نتایج آنها نشان داد که زیتوده بالای زمینی دارای یک رابطه خطی با سن جست‌هاست و نیز گفتند که چوب تنه بیشترین مقدار ماده خشک را تشکیل می‌دهد. ترتیب اجزای درخت برای تولید زیتوده از زیاد به کم عبارتند از: چوب تنه، برگ، پوست تنه و شاخه. قطر تاج و ارتفاع درخت نیز دارای بیشترین میزان همبستگی با زیتوده بودند، از آنجا که درختان شاخه­زاد در محل قطر برابر سینه چندشاخه هستند، با نتایج تحقیق ما در مورد گونه‌های P. nigra و P. euphratica × P. alba که در تنه آنها چندشاخگی مشاهده می­شد همخوانی دارد. به‌طور‌کلی روابط آلومتریک به‌دست آمده برای برآورد وزن خشک با استفاده از متغیر قطر برابر سینه برای دو گونه  P. alba و P. alba × P. euphratica قویتر و گویاتر هستند ولی برای دو گونه دیگر یعنی P. nigra و P. euphratica × P. alba تأثیرگذار نبوده و دو متغیر ارتفاع کل درخت و قطر متوسط تاج برآورد دقیق­تری از وزن خشک را ارائه می­دهند. بنابراین از آنجا که معادلات آلومتریک وابسته به رویشگاه بوده و ویژگی­های گونه­های مختلف با هم تفاوت دارند، لازم است این روابط برای گونه­های مورد بررسی در این تحقیق در سایر رویشگاه­ها نیز بدست آیند تا صحت و دقت آنها در برآورد زیتوده یا کربن موجود در اندام­های درختان بررسی گردد.

 

منابع مورد استفاده

References

- Adl, H.R., 2007. Estimation of leaf biomass and leaf area index of two major species in Yasuj forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 15(4): 417-426.

- Anonymous., 2005. Manual of biomass survey and analysis. Forestry Research and Development Agency & Japan International cooperation Agency, 23 p.

- Bakhtiarvand Bakhtiari, S., 2011. Assessment of Carbon estimation methods for conifers and broadleaves trees in Mobarake Steel plantation. MSc. thesis, Faculty of Natural Resources and Earth Science, Shahrekord University, I.R.Iran, 112 p.

- Basuki, T.M., Van Laake, P.E., Skidmore, A.K. and Hussin. Y.A., 2009. Allometric equations for estimation the above-ground biomass in tropical lowland Dipterocarp forests. Forest Ecology and Management, 257: 1684-1694.

- Bordbar, S.K., Mortazavi Jahromi, S.M., 2006. Carbon sequestration potential of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. and Acacia salicina Lindl. Plantation in western areas of Fars province. Journal of Pajouhesh & Sazandegi, 70: 95-103.

- Chave, J., Andalo, S., Brown, N. and Cairns, A., 2005. Tree allometry and improved estimation of carbon stocks and balance in tropical forests. Oecologia, 145: 87-99.

- Cole, T.G. and Ewel, J.J., 2006. Allometric equations for four valuable tropical tree species. Forest Ecology and Management, 229: 351-360.

- Ebuy, J., Lokombe, J., Ponette, P., Snwa, Q., and Picard, D., 2011. Allometric equations for predicting aboveground biomass of tree species. Journal of Tropical Forest Science, 23(2): 132-152.

- Fang, SH., Xu, X., Lu, SH. and Tang, L., 1999. Growth dynamics and biomass production in short-rotation poplar plantations: 6-year results for three clones at four spacings. Biomass and Bioenergy, 17(5): 415-425.

Fang, S., Xue, J. and Tang, L., 2007. Biomass production and carbon sequestration potential in poplar plantations with different management patterns. Journal of Environmental Management, 85(3): 672–679.

- Huang, C.H. and Kronrad, G.D., 2001. The cost of sequestration carbon on private forest lands. Forest Policy and Economics, 2: 133-142.

- Jafari Mofidabadi, A., Modir-Rahmati, A.R. and Tavesoli, A., 1998. Application of ovary and ovule culture in Populus alba L. and P. euphratica Oliv. hybridization. Silvae Genetica, 47: 5-6.

- Kabiri Koupaei, K., 2009. Comparison of carbon sequestration and its spatial pattern in the above ground woody compartment of a pure and mixed beech forest (case study: Gorazbon forest, north of Iran). PhD thesis, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, 102 p.

- Khademi, A., Babaei, S. and Mataji, M., 2009. Investigation on the amount of biomass and its relationship with physiographic and edaphic factors in oak coppice stand (Case study Khalkhal, Iran). Iranian Journal of Forest, 1(1): 57-67.

- Komiyama, A., Ong, J.E. and Poungparn, S., 2008. Allometry, biomass, and productivity of mangrove forests: A review. Aquatic Botany, 89(2): 128–137.

- Losi C.J., Siccama, T.G., Juan, R.C., and Morales, E., 2003. Analysis of alternative methods for estimating carbon stock in young tropical plantations. Forest Ecology and Management, 184: 355-368.

- Madejón, P., Marañón, T., Murillo, J.M. and Robinson, B., 2004. White poplar (Populus alba) as a biomonitor of trace elements in contaminated riparian forests. Environmental Pollution 132(1): 145-155.

- Moghaddam, M.R., 2001. Statistical and descriptive ecology of vegetation. Tehran University Press, 285 p.

- Montagu, K.D., Duttmer, K., Barton, C.V.M. and Cowie, A.L., 2005. Developing general allometric relationships for regional estimates of carbon sequestration- an example using Eucalyptus pilularis from seven contrasting sites, Forest Ecology and Management, 204: 113-127.

- Navar, J., 2009. Allometric equations and expansion factors for tropical dry forest trees of eastern Sinaloa, Mexico. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10: 45-52.

- Panahi, P., Pourhashemi, M. and Hasaninejad, M., 2011. Estimation of leaf biomass and leaf carbon sequestration of Pistacia atlantica in National Botanical Garden of Iran. Iranian Journal of Forest, 3(1): 1-12.

- Pandey F. and Narayan, D., 2002. Global climate change and carbon management in multifunctional forests. Current Science, 83: 593-602.

- Socha, J. and Wezyk, P., 2007. Allometric equations for estimating the foliage biomass of Scots pine. European Journal of Forest Research, 126: 263-270.

- Sohrabi, H. and Shirvani, A., 2012. Allometric equations for estimating standing biomass of Atlantic Pistachio (Pistacia atlantica var. mutica) in Khojir National Park. Iranian Journal of Forest, 4(1): 55-64.

- Talebi, M., Modir Rahmati, A., Jahanbazi Gojani, H. and Haghighian, F., 2008. Final trial on adaptability of different poplar clones to introduce suitable ones for executive section. Final Report of Research, Agricultural and Natural Resource Research Center of Chaharmahal and Bakhtiari province, 43 p.

- Walle, I. V., Mussehe, S., Samson, R., Last, N. and Lemeur, R., 2001. The above- and below ground Carbon pools of tow mixed deciduous forest located in East-Flanders, Belgium. Forest Science, 58: 507-517.

- William, E., 2002. Carbon dioxide fluxes in a semiarid environment with high carbonate soils. Agricultural and Forest Meteorology, 116: 91-102.

- Williams, T.M. and Gresham, C.A., 2006. Biomass accumulation in rapidly growing loblolly pine and sweetgum, Biomass and Bioenergy, 30(4): 370-377.

- Zewdie, M., Olsson, M., and Verwijst, T., 2009.Above-ground biomass production and allometric relations of Eucalyptus globulus Labill. Coppice plantations along a chronosequence in the central highlands of Ethiopia. Biomass and Bioenergy, 33: 421-428.



Allometric equations for estimating biomass in four poplar species at Charmahal and Bakhtiari province

 

 

M. K. Parsapour1, H. Sohrabi2*, A. Soltani3 and Y. Iranmanesh4

1. MSc. Graduate, Department of Forest Science, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, ShahreKord University, ShahreKord, I.R. Iran.

2.*Corresponding author, Assistant Professor, Department of Forest Science, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Nour, I.R. Iran. Email: hsohrabi@modares.ac.ir.

3. Assistant Professor, Department of Forest Science, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, ShahreKord University, ShahreKord, I.R. Iran.

4. Senior Research Expert, Agricultural and Natural Resources Research Center of Chaharmahal and Bakhtiari Province, ShahreKord, I.R. Iran.

Received: 16.01.2012                                                        Accepted: 18.05.2013

 

Abstract

Carbon sequestration into plant biomass is an easiest and economically most practical way for dropping off CO2 from atmosphere. The current study was made for four poplar species, consisting of two natives (Populus alba and P. nigra) and two exotics (P. alba×euphratica and P. euphratica× alba), planted at Boldaji Experimental Station in province of Charmahal and Bakhtiari of I.R. Iran. Tree sampling was made randomly (10 trees for each species). After measuring the tree's characteristics including diameter at breast height (dbh), total height and crown diameter, they were felled down to measure the dry weight of different organs, including: (whole tree, trunk, main branches, twigs, leaf and bark of twigs and branches). The regression analysis was applied to find out relationships between mass production and poplar characteristics and to develop different allometry models between different organs and their carbon sequestration ability. The results showed that there are significant correlations to predict biomass for the whole tree's organs at each species. The independent dbh values, in Populus alba and P. alba×euphratica  demonstrated high correlation against all the dependent variables (R2=0.95). On the other hand, the main trunk weight was significantly correlated to bark weight (R2=0.86), showed high accurate models. In      P. nigra and P. euphratica × P. alba, due to forked stems, dbh didn’t prove any correlation with the tree's characteristics. At the same species, on the other hand, crown diameter was correlated to carbon sequestrated amount on all portions of the trees (R2=0.88). The research showed also significant priority of woody organs in comparison to leaf and twigs, when the prediction of the carbon storage is scheduled.

 

Key words: Carbon sequestration, regression, height, diameter, crown, bark.

- Adl, H.R., 2007. Estimation of leaf biomass and leaf area index of two major species in Yasuj forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 15(4): 417-426.

- Anonymous., 2005. Manual of biomass survey and analysis. Forestry Research and Development Agency & Japan International cooperation Agency, 23 p.

- Bakhtiarvand Bakhtiari, S., 2011. Assessment of Carbon estimation methods for conifers and broadleaves trees in Mobarake Steel plantation. MSc. thesis, Faculty of Natural Resources and Earth Science, Shahrekord University, I.R.Iran, 112 p.

- Basuki, T.M., Van Laake, P.E., Skidmore, A.K. and Hussin. Y.A., 2009. Allometric equations for estimation the above-ground biomass in tropical lowland Dipterocarp forests. Forest Ecology and Management, 257: 1684-1694.

- Bordbar, S.K., Mortazavi Jahromi, S.M., 2006. Carbon sequestration potential of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. and Acacia salicina Lindl. Plantation in western areas of Fars province. Journal of Pajouhesh & Sazandegi, 70: 95-103.

- Chave, J., Andalo, S., Brown, N. and Cairns, A., 2005. Tree allometry and improved estimation of carbon stocks and balance in tropical forests. Oecologia, 145: 87-99.

- Cole, T.G. and Ewel, J.J., 2006. Allometric equations for four valuable tropical tree species. Forest Ecology and Management, 229: 351-360.

- Ebuy, J., Lokombe, J., Ponette, P., Snwa, Q., and Picard, D., 2011. Allometric equations for predicting aboveground biomass of tree species. Journal of Tropical Forest Science, 23(2): 132-152.

- Fang, SH., Xu, X., Lu, SH. and Tang, L., 1999. Growth dynamics and biomass production in short-rotation poplar plantations: 6-year results for three clones at four spacings. Biomass and Bioenergy, 17(5): 415-425.

Fang, S., Xue, J. and Tang, L., 2007. Biomass production and carbon sequestration potential in poplar plantations with different management patterns. Journal of Environmental Management, 85(3): 672–679.

- Huang, C.H. and Kronrad, G.D., 2001. The cost of sequestration carbon on private forest lands. Forest Policy and Economics, 2: 133-142.

- Jafari Mofidabadi, A., Modir-Rahmati, A.R. and Tavesoli, A., 1998. Application of ovary and ovule culture in Populus alba L. and P. euphratica Oliv. hybridization. Silvae Genetica, 47: 5-6.

- Kabiri Koupaei, K., 2009. Comparison of carbon sequestration and its spatial pattern in the above ground woody compartment of a pure and mixed beech forest (case study: Gorazbon forest, north of Iran). PhD thesis, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, 102 p.

- Khademi, A., Babaei, S. and Mataji, M., 2009. Investigation on the amount of biomass and its relationship with physiographic and edaphic factors in oak coppice stand (Case study Khalkhal, Iran). Iranian Journal of Forest, 1(1): 57-67.

- Komiyama, A., Ong, J.E. and Poungparn, S., 2008. Allometry, biomass, and productivity of mangrove forests: A review. Aquatic Botany, 89(2): 128–137.

- Losi C.J., Siccama, T.G., Juan, R.C., and Morales, E., 2003. Analysis of alternative methods for estimating carbon stock in young tropical plantations. Forest Ecology and Management, 184: 355-368.

- Madejón, P., Marañón, T., Murillo, J.M. and Robinson, B., 2004. White poplar (Populus alba) as a biomonitor of trace elements in contaminated riparian forests. Environmental Pollution 132(1): 145-155.

- Moghaddam, M.R., 2001. Statistical and descriptive ecology of vegetation. Tehran University Press, 285 p.

- Montagu, K.D., Duttmer, K., Barton, C.V.M. and Cowie, A.L., 2005. Developing general allometric relationships for regional estimates of carbon sequestration- an example using Eucalyptus pilularis from seven contrasting sites, Forest Ecology and Management, 204: 113-127.

- Navar, J., 2009. Allometric equations and expansion factors for tropical dry forest trees of eastern Sinaloa, Mexico. Tropical and Subtropical Agroecosystems, 10: 45-52.

- Panahi, P., Pourhashemi, M. and Hasaninejad, M., 2011. Estimation of leaf biomass and leaf carbon sequestration of Pistacia atlantica in National Botanical Garden of Iran. Iranian Journal of Forest, 3(1): 1-12.

- Pandey F. and Narayan, D., 2002. Global climate change and carbon management in multifunctional forests. Current Science, 83: 593-602.

- Socha, J. and Wezyk, P., 2007. Allometric equations for estimating the foliage biomass of Scots pine. European Journal of Forest Research, 126: 263-270.

- Sohrabi, H. and Shirvani, A., 2012. Allometric equations for estimating standing biomass of Atlantic Pistachio (Pistacia atlantica var. mutica) in Khojir National Park. Iranian Journal of Forest, 4(1): 55-64.

- Talebi, M., Modir Rahmati, A., Jahanbazi Gojani, H. and Haghighian, F., 2008. Final trial on adaptability of different poplar clones to introduce suitable ones for executive section. Final Report of Research, Agricultural and Natural Resource Research Center of Chaharmahal and Bakhtiari province, 43 p.

- Walle, I. V., Mussehe, S., Samson, R., Last, N. and Lemeur, R., 2001. The above- and below ground Carbon pools of tow mixed deciduous forest located in East-Flanders, Belgium. Forest Science, 58: 507-517.

- William, E., 2002. Carbon dioxide fluxes in a semiarid environment with high carbonate soils. Agricultural and Forest Meteorology, 116: 91-102.

- Williams, T.M. and Gresham, C.A., 2006. Biomass accumulation in rapidly growing loblolly pine and sweetgum, Biomass and Bioenergy, 30(4): 370-377.

- Zewdie, M., Olsson, M., and Verwijst, T., 2009.Above-ground biomass production and allometric relations of Eucalyptus globulus Labill. Coppice plantations along a chronosequence in the central highlands of Ethiopia. Biomass and Bioenergy, 33: 421-428.