برآورد زی‌توده و اندوخته کربن دو گونه بادام طاووسی (.Prunus arabica Olive) و بادام برگ‌سنجدی (.Prunus elaeagrifolia Spach) در رویشگاه جنگلی کره‌‌بس در استان چهارمحال و بختیاری

نوع مقاله : علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

2 استادیار، گروه علوم جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه شهرکرد

3 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی اصفهان

4 پژوهشگر پسادکتری، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی چهارمحالوبختیـاری

چکیده

سابقه و هدف: گرم شدن زمین به‌عنوان منبع اصلی چالش‌های توسعه پایدار در قرن بیست و یکم شناخته می‌شود و اثرات منفی قابل‌توجهی بر بوم‌سازگان‌‌های خشکی دارد. یکی از عوامل کلیدی در تغییر اقلیم، افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای، به‌ویژه دی‌اکسیدکربن در جو زمین است. در این زمینه، جنگل‌ها به‌عنوان کانون‌های طبیعی بوم‌شناسی، نقش حیاتی در جذب دی‌اکسیدکربن و بهبود پایداری جو دارند. جنگل‌های زاگرس از جنبه‌های محیط‌زیستی مانند ترسیب کربن، نقشی حیاتی در حفظ و پایداری بوم‌سازگان‌ها دارند. بادام وحشی به‌عنوان گونه‌ای پیشگام می‌تواند به احیای جنگل‌ها و افزایش ذخیره کربن کمک کند. بااین‌حال، پژوهش‌ها در زمینه زی‌توده و اندوخته کربن این گونه‌ها هنوز محدود هستند و نیاز به مطالعات بیشتری است.
مواد و روش‌ها: پژوهش پیش‌رو در رویشگاه بادام کره‌بس، واقع در 60 کیلومتری جنوب شهرستان بروجن و 110 کیلومتری جنوب غربی شهر شهرکرد برای ارزیابی زی‌توده و ذخیره کربن گونه‌های بادام طاووسی (.Prunus arabica Olive) و بادام برگ‌سنجدی (.Prunus elaeagrifolia Spach) انجام گرفت. پایه‌های بادام به‌روش تصادفی و باتوجه‌به طبقه‌های تاجی مختلف در 30 قطعه‌نمونه 1000 متر مربعی انتخاب شدند. 15 پایه از هر گونه بادام در طبقه‌های مختلف تاجی انتخاب و درمجموع، 30 درختچه نشانه‌گذاری شدند. مؤلفه‌های کمی شامل قطر قطورترین جست، ارتفاع کل، قطر تاج و تعداد جست‌ها اندازه‌گیری شدند. درختان در عرصه به بخش‌های مختلف شامل برگ، تنه، شاخه و سرشاخه تقسیم شدند. سپس، وزن تر هر جزء به‌صورت جداگانه با استفاده از ترازوهای دیجیتال دقیق اندازه‌گیری شد. نمونه‌ها، به‌منظور اندازه‌گیری وزن خشک و محتوای کربن به آزمایشگاه منتقل شدند. وزن خشک هر جزء درخت محاسبه و زی‌توده کل اندام‌های هوایی با تجمیع وزن خشک همه اندام‌ها به‌دست آمد. برای اندازه‌گیری درصد کربن آلی، از روش احتراق در کوره الکتریکی استفاده شد.
نتایج: در بادام طاووسی، بیشترین زی‌توده روی‌زمینی در شاخه‌های اصلی و سرشاخه و کمترین آن در برگ‌ها وجود داشت. متوسط زی‌توده روی‌زمینی در هر پایه از این گونه برابر 5/22 کیلوگرم و متوسط موجودی کربن روی‌زمینی 4/10 کیلوگرم بود. بیشترین فراوانی پایه‌ها در طبقه قطر تاج کمتر از یک متر مشاهده شد و بخش عمده زی‌توده متعلق به پایه‌هایی با قطر تاجی بیشتر از چهار متر بود. درصد کربن در بخش‌های مختلف این گونه نیز به‌صورت قابل‌توجهی متفاوت بود و بیشترین مقدار آن در سرشاخه‌ها (8/47 درصد) مشاهده شد. در بادام برگ‌سنجدی، متوسط زی‌توده روی‌زمینی 3/28 کیلوگرم و متوسط موجودی کربن روی‌زمینی 13 کیلوگرم در هر پایه بود. بیشترین فراوانی پایه‌ها در طبقه‌های قطر تاج کمتر از یک متر مشاهده شد و بیشترین سهم زی‌توده به پایه‌هایی با قطر تاجی بین سه تا چهار متر اختصاص داشت. درصد کربن بین اندام‌های مختلف این گونه نیز تفاوت معنی‌دار داشت و بیشترین مقدار آن در تنه (5/46 درصد) مشاهده شد. در مقایسه دو گونه، تخصیص زی‌توده به اندام‌های مختلف متفاوت بود. به‌طوری‌که در بادام طاووسی، سرشاخه‌ها سهم بیشتری داشتند، درحالی‌که سهم شاخه‌های اصلی و تنه در بادام برگ‌سنجدی، بیشتر بود. همچنین، نتایج، عدم تفاوت معنی‌دار در زی‌توده و اندوخته کربن بین دو رویشگاه را نشان دادند.
نتیجه‌گیری کلی: زی‌توده و اندوخته کربن دو گونه بادام طاووسی و برگ‌سنجدی، تفاوت معنی‌داری نشان ندادند. با وجود این، بادام طاووسی دارای زی‌توده و کربن بیشتری است که به‌ترتیب 9/3 و 9/1 تن در هکتار به‌دست آمد، درحالی‌که مقادیر مشابه برای بادام برگ‌سنجدی به‌ترتیب 3/3 و 5/1 تن در هکتار بود. این تفاوت‌ها به تأثیر تعداد درختان در هر هکتار و ساختار رویشی این دو گونه مرتبط است. این یافته‌ها تأیید می‌کنند که ویژگی‌های ساختاری و گونه‌های غالب جنگلی، عواملی کلیدی در تعیین زی‌توده و ذخیره‌سازی کربن هستند. عواملی مانند تراکم، قطر برابرسینه و ارتفاع درختان، مؤلفه‌های اصلی تولید زی‌توده هستند. بررسی تعداد در طبقه‌های مختلف تاجی نشان داد که درختچه‌های کوچک حدود 50 درصد نمونه‌ها را تشکل می‌دادند، درحالی‌که درختان با قطر تاجی بیشتر از سه متر، بیشتر از 50 درصد زی‌توده را به‌خود اختصاص داده بودند و نقش مهمی در جذب کربن داشتند. این نتایج بر اهمیت نقش گونه‌های بزرگ‌تر در ترسیب کربن و اثرات منفی بالقوه دخالت‌های انسانی مانند قطع درختان و آتش‌سوزی بر این خدمت بوم‌سازگان‌ تأکید می‌کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimation of biomass and carbon stock in (.Prunus arabica Olive) and (.Prunus elaeagrifolia Spach) species in the Kareh-Bas forest habitat of Chaharmahal and Bakhtiari Province, Iran

نویسندگان [English]

  • S. Ghafari 1
  • H.R. Riahi Bakhtiari 2
  • Y. Iranmanesh 3
  • M.K. Parsapour 4
1 PhD Student, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University, Shahrekord
2 Assistant Professor, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources and Earth Sciences, Shahrekord University
3 Associate Professor, Department of Natural Resources Research, Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Isfahan Province
4 Postdoctoral Researcher, Department of Natural Resources Research, Agricultural and Natural Resources Research and Education Center of Chaharmahal and Bakhtiari Province
چکیده [English]

Background and Objectives: Global warming poses a primary challenge to sustainable development in the 21st century, with significant negative impacts on terrestrial ecosystems. A key driver of climate change is rising atmospheric carbon dioxide concentrations. Forests, as natural ecological hubs, play a vital role in absorbing CO₂ and stabilizing the atmosphere. The Zagros forests are crucial for ecosystem conservation and sustainability due to their carbon sequestration capacity. As a pioneer species, wild almond contributes to forest restoration and carbon storage, though research on its biomass and carbon stocks remains limited.
Methodology: This study was conducted in the Kareh-Bas forest habitat, 60 km south of Borujen County and 110 km southwest of Shahrekord City, to evaluate biomass and carbon stock in Prunus arabica Oliv. and Prunus elaeagrifolia Spach. Sample trees were selected across crown cover classes; 15 individuals per species (30 total shrubs) were marked. Quantitative parameters measured included thickest shoot diameter, total height, crown diameter, and number of shoots. Trees were dissected into leaves, trunk, branches, and twigs, with each component weighed using precise digital scales. Samples were lab-processed to determine dry weight and carbon content. Total above-ground biomass was calculated by summing dry weights of all components, and organic carbon percentage was measured via combustion in an electric furnace.
Results: In P. arabica, branches and twigs contributed the most above-ground biomass, while leaves contributed the least. Average above-ground biomass per tree was 22.5 kg, with carbon stock at 10.4 kg. Most stems fell in crown diameter classes <1 m, but biomass was concentrated in stems >4 m diameter. Carbon percentage varied across parts, highest in twigs (47.8%). For P. elaeagrifolia, average above-ground biomass was 28.3 kg per tree, with carbon stock at 13 kg. Highest stem frequency was in <1 m diameter classes, but biomass peaked in 3–4 m crown diameters. Carbon percentage varied significantly, highest in the trunk (46.5%). Between species, biomass allocation differed: twigs dominated in P. arabica, while main branches and trunk dominated in P. elaeagrifolia No significant differences in biomass or carbon storage occurred between the two species.
Conclusion: Biomass and carbon stocks showed no statistically significant differences between P. arabica and P. elaeagrifolia. However, P. arabica exhibited higher values (3.9 tons/ha biomass, 1.9 tons/ha carbon) than P. elaeagrifolia (3.3 tons/ha biomass, 1.5 tons/ha carbon). These differences relate to tree density per hectare and vegetative structure. The findings confirm that structural characteristics and dominant species determine biomass and carbon storage, with density, diameter at breast height, and height as key parameters. Across canopy classes, saplings and small shrubs comprised ~50% of individuals, but trees >3 m canopy diameter accounted for >50% of total biomass and played a major role in carbon sequestration. These results emphasize larger trees' importance for carbon sequestration and the risks posed by human activities like logging and fire.
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Aboveground carbon
  • climate change
  • pioneer species
  • Zagros forests

مراجع

- Amini, S., Soltani, A. and Abbasi, M., 2024. Ecological response to surface fire: insights from four plant communities in the eastern foothills of the Little Ararat Mountains. Journal of Wood and Forest Science and Technology, 31(2): 49-69 (In Persian with English summary).
- Askari, Y., Soltani, A. and Akhavan, R., 2019. Estimation of biomass, carbon stock, and biomass growth of Amygdalus arabica. Proceedings of the Second Conference on Natural Resources and Sustainable Development in Central Zagros. Shahrekord, Iran, 28-29 Aug. 2019: 10p (In Persian).
- Behera, S.K., Sahu, N., Mishra, A.K., Bargali, S.S., Behera, M.D. and Tuli, R., 2017. Aboveground biomass and carbon stock assessment in Indian tropical deciduous forest and relationship with stand structural attributes. Ecological Engineering, 99: 513-524.
- Campioli, M., Verbeeck, H., Lemeur, R. and Samson, R., 2008. C allocation among fine roots, above, and belowground wood in a deciduous forest and its implication to ecosystem C cycling: a modelling analysis. Biogeosciences Discussions, 5(5): 3781-3823.
- Canadell, J.G., Le Quéré, C., Raupach, M.R., Field, C.B., Buitenhuis, E.T., Ciais, P., … and Marland, G., 2007. Contributions to accelerating atmospheric CO2 growth from economic activity, carbon intensity, and efficiency of natural sinks. Proceedings of the National Academy of Sciences, 104(47): 18866-18870.
- Castaño-Santamaría, J. and Bravo, F., 2012. Variation in carbon concentration and basic density along stems of sessile oak (Quercus petraea (Matt.) Liebl.) and Pyrenean oak (Quercus pyrenaica Willd.) in the Cantabrian Range (NW Spain). Annals of Forest Science, 69: 663-672.
- Daba, D.E., Dullo, B.W. and Soromessa, T., 2022. Effect of forest management on carbon stock of tropical moist Afromontane Forest. International Journal of Forestry Research, 2022(1): 3691638.
- Guo, P., Zhao, X., Wang, X., Feng, Q., Li, X. and Tan, Y., 2024. Wood density and carbon concentration jointly drive wood carbon density of five Rosaceae tree species. Forests, 15(7): 1102.
- IPCC., 2007. Summary for Policymakers. 1-18: In: Solomon, S., Qin, D., Manning, M., Chen, Z., Marquis, M., Averyt, K.B., … and Miller, H.L. (Eds). Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press & Assessment, Cambridge, England, 185p.
- Iranmanesh, Y., Pourhashemi, M., Jahanbazi Goujani, H. and Talebi, M., 2021. Comparison of biomass and carbon stock on above ground, litter and soil between healthy and declined stands of Brant's Oak in Chaharmahal and Bakhtiari province. Iranian Journal of Applied Ecology, 10(2): 17-31 (In Persian with English summary).
- Iranmanesh, Y., Sagheb Talebi, Kh., Sohrabi, H., Jalali, S.G. and Hosseini, S.M., 2014. Biomass and carbon stocks of brant's oak (Quercus brantii Lindl.) in two vegetation forms in Lordegan, Chaharmahal & Bakhtiari forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 22(4): 749-762 (In Persian with English summary).
- Issa, S., Dahy, B., Ksiksi, T. and Saleous, N., 2020. A review of terrestrial carbon assessment methods using geo-spatial technologies with emphasis on arid lands. Remote Sensing, 12(12): 2008.
- Jahanbazi Goujani, H., Jalili, A. and Talebi, M., 2006. Evaluation of forest ecosystems in Chaharmahal and Bakhtiari province. Final report of research project, Published by Research Institute of Forests and Rangelands, Chaharmahal and Bakhtiari Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Shahrekord, Iran, 77p (In Persian).
- Karimi, V., 2024. Investigating the adaptive behavior of the wild almond (Prunus scoparia Schneider) in the humid climate of the Hyrcanian forests, Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 32(1): 16-28 (In Persian with English summary).‏
- Ketterings, Q.M., Coe, R., van Noordwijk, M. and Palm, C.A., 2001. Reducing uncertainty in the use of allometric biomass equations for predicting above-ground tree biomass in mixed secondary forests. Forest Ecology and Management, 146(1-3): 199-209.
- Khanmohammadi, Z. and Matinizadeh, M., 2023. Evaluation of soil properties under the canopy of wild pistachio (Pistacia atlantica Desf.) and wild almond (Prunus orientalis (Mill.) Koehne) (Case study: Tang Khoshk, Semirom). Journal of Soil and Plant Interactions, 14(2): 93-108.
- Legg, S., 2021. IPCC, 2021: Climate change 2021-the physical science basis. Interaction, 49(4): 44-45.
- Legout, A., Hansson, K., van Der Heijden, G., Laclau, J.P., Mareschal, L., Nys, C., ... and Ranger, J., 2020. Chemical fertility of forest ecosystems. Part 2: Towards redefining the concept by untangling the role of the different components of biogeochemical cycling. Forest Ecology and Management, 461: 117844.
- Li, Y.T., Gao, H.Y. and Zhang, Z.S., 2023. Effects of environmental and non-environmental factors on dynamic photosynthetic carbon assimilation in leaves under changing light. Plants, 12(10): 2015.
- Losi, C.J., Siccama, T.G., Condit, R. and Morales, J.E., 2003. Analysis of alternative methods for estimating carbon stock in young tropical plantations. Forest Ecology and Management, 184(1-3): 355-368.
- MacDicken, K.G., 1997. A guide to monitoring carbon storage in forestry and agroforestry projects. Technical Report, Winrock International Institute for Agricultural Development, Arkansas, USA, 110p.
- Madam, B., Rahemi, M., Mousavi, A. and Martínez-Gómez, P., 2011. Evaluation of the behavior of native Iranian almond species as rootstocks. International Journal of Nuts and Related Sciences, 2(3): 29-34.
- Martin, A.R. and Thomas, S.C., 2011. A reassessment of carbon content in tropical trees. PloS One, 6(8): e23533.
- Mechergui, K., Jaoaudi, W., Bello-Rodríguez, V., Achour, H. and Ammari, Y., 2024. Evaluation of biomass, carbon storage capability, tree-ring and cork-ring growth of Quercus suber: a review. Plant Ecology and Diversity, 17(3-4): 1-13.
- Mozaffarian, V., 2005. Trees and Shrubs of Iran. Published by Farhang Moaser, Tehran, Iran, 1082p (In Persian).
- Muukkonen, P., 2006. Forest inventory-based large-scale forest biomass and carbon budget assessment: new enhanced methods and use of remote sensing for verification. Dissertationes Forestales, Finnish Forest Research Institute, Brussels, Belgium, 49p.
- Olfati, F., Mosleh Arany, A. and Azimzadeh, H.R., 2013. Estimating carbon sequestration in Pistacia atlantica, Acer monspessulanum, Amygdalus scoparia and Ephedra procera in the protected area of Bagh-E Shadi Herat in Yazd province. Plant and Ecosystem, 9(36): 66-75 (In Persian with English summary).
- Pato, M., Salehi, A., Zahedi, A.G. and Banj, S.A., 2017. Soil carbon stock and its relationship with physical and chemical characteristics in soil of different land-uses in Zagros region. Journal of Forest and Wood Products, 69(4): 747-756 (In Persian with English summary).
- Ramirez, J.A., Craven, D., Herrera, D., Posada, J.M., Reu, B., Sierra, C.A., ... and Messier, C., 2024. Non-structural carbohydrate concentrations in tree organs vary across biomes and leaf habits, but are independent of the fast-slow plant economic spectrum. Frontiers in Plant Science, 15: 1375958.
- Rostamikia, Y., Matinizadeh, M., Nouri, E., Alizadeh, T. and Mohtaram Anbaran, S., 2024. The effect of canopy covers of wild pistachio (Pistacia atlantica Desf.) and wild almond (Prunus lycioides Spach.) trees on soil properties (Case study: Kandaragh forest of Khalkhal, Ardabil Province). Iranian Journal of Forest, 17(1): 13-29 (In Persian with English summary). - Sharifpoor, R., Jafari, A. and Jahanbazi Goujani, H., 2016. Effects of aspect on age dependent quality and quantity of mountain almond (Amygdalus arabica Olivier) oil (Case study: Karebas, Cheharmahal-va-Bakhtiary). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research, 32(4): 688-697 (In Persian with English summary).
- Snowdon, P., Raison, J., Keith, H., Ritson, P., Grierson, P., Adams, M., … and Eamus, D., 2002. Protocol for sampling tree and stand biomass. Technical Report, the National Carbon Accounting System, Canberra, Australia, 67p.
- Soheili-Esfahani, S., Azadfar, D., Aliarab, A.R., Saeidi, H., Pahlavani, M.H., Saeidi, Z. and Babaeiyan, M., 2024. Variability of traits of wild almond seeds, seedlings, and mother shrubs in the different natural populations of Isfahan province habitats. Iranian Journal of Forest, 16(2): 273-289 (In Persian with English summary).
- Sohrabi, H., Parsapour, M.K., Soltani, A. and
Iranmanesh, Y., 2015. Early differentiation in biomass production and carbon sequestration of white poplar and its two hybrids in Central Iran. Journal of Forestry Research, 26: 65-69.
- Zeidi Joodaki, A., Pilehvar, B. and Jafari Sarabi, H., 2021. Effect of reforestation by broadleaf and coniferous species on aggregate stability and soil carbon sequestration in the Rimaleh, Khorramabad, Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 29(3): 201-213 (In Persian with English summary).
- Zhou, X., Hu, C. and Wang, Z., 2023. Distribution of biomass and carbon content in estimation of carbon density for typical forests. Global Ecology and Conservation, 48: e02707.
- Zianis, D., Muukkonen, P., Mäkipää, R. and Mencuccini, M., 2005. Biomass and stem volume equations for tree species in Europe. Silva Fennica Monographs 4, Helsinki, Finland, 63p.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار