تغییرات فصلی الگوی مکانی تاج‌بارش تودۀ طبیعی راش خالص با استفاده از روش زمین‌آمار (مطالعۀ موردی: جنگل خیرود- بهاربن)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری جنگلشناسی و اکولوژی جنگل، گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

2 گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران

3 دانشگاه تامسون ریورز کانادا

4 Forestry and Forest Products Research Institute

چکیده

به اهمیت اکولوژیک تغییرات مکانی تاج‌بارش به‌عنوان یکی از اجزای اصلی چرخۀ هیدرولوژیکی در اکوسیستم‌های جنگلی، کمتر توجه شده است. در این مطالعه به‌منظور تعیین تغییرپذیری مکانی تاج‌بارش در فصول برگدار در تودۀ طبیعی راش خالص (Fagus orientalis L.) از روش زمین‌آمار استفاده شد. نمونه‌برداری‌ها طی سال‌های 1395 و 1396 انجام پذیرفت و به‌منظور اندازه‌گیری تاج‌بارش، 122 جمع‌آوری‌کنندۀ دستی به‌صورت طرح تصادفی طبقه‌بندی‌شده به‌همراه نقاطی با فواصل کوتاه در سطح توده قرار گرفت. تحلیل تغییرنما نشان داد که تاج‌بارش در زیر تودۀ راش خالص پیوستگی و ساختار مکانی قوی در هر سه فصل بهار، تابستان و پاییز دارد. مدل‌های سقف‌دار کروی بر واریوگرام‌های تجربی برای تاج‌بارش دو فصل تابستان و پاییز و مدل نمایی برای فصل بهار به‌عنوان مناسب‌ترین مدل برازش داده شدند. محدودۀ پیوستگی مکانی تاج‌بارش برای فصل‌های بهار، تابستان و پاییز به‌ترتیب 2، 8 و 7 متر مشاهده شد. نقاط لکه‌های داغ تاج‌بارش در فصل تابستان بیشترین (10) و در بهار کمترین (6) تعداد برآورد شد. از دلایل بیشتر بودن پیوستگی مکانی تاج‌بارش در فصل تابستان می‌توان به توسعۀ کامل تاج‌پوشش و شاخص سطح برگ بیشتر (6 مترمربع/ مترمربع) نسبت به فصل‌های بهار (5/4 مترمربع/ مترمربع) و پاییز (5 مترمربع/ مترمربع) اشاره کرد و مقدار باران که متأثر از اندازه، تعداد و شکل قرارگیری برگ‌ها به سطح جنگل می‌رسد و سبب افزایش لکه‌های داغ می‌شود. بنابراین تغییرات پیوستگی الگوی مکانی تاج‌بارش در طی فصل‌های متوالی را می‌توان به‌دلیل تغییر شرایط آب‌وهوایی، تاج‌پوشش و تغییر ویژگی‌های باران دانست. این پژوهش با استفاده از روش زمین‌آمار نقشۀ تغییرات مکانی تاج‌بارش تحت تأثیر تغییر فصول سال و استفاده از آن به‌عنوان الگویی از تغییر رفتار باران در زیر تاج‌پوشش یک تودۀ طبیعی راش را به‌خوبی نشان داد. درک الگوهای مکانی تاج‌بارش به مدیران جنگل در مدیریت بهینۀ توده‌های جنگلی با در نظر گرفتن فرایندهای هیدرولوژیک و تنظیم ورودی آب به خاک کمک خواهد کرد. نتایج این مطالعه به پژوهشگران آینده کمک خواهد کرد که راهبردهای نمونه‌برداری مناسبی به‌منظور تعیین تغییرات مکانی تاج‌بارش با استفاده از روش زمین‌آمار در توده‌های طبیعی راش در شرایط آب‌و‌هوایی مشابه طراحی کنند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Seasonal variability of throughfall spatial pattern under a natural Fagus orientalis stand using geostatistical method

نویسندگان [English]

  • Atefeh Dejban 1
  • Pedram Attarod 2
  • Ghavamodin Zahedi Amiri 2
  • Thomas Grant Pypker 3
  • Kazuki Nanko 4
1 Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources
2 Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Department of Natural Resource Sciences, Thompson Rivers University, British Colombia, Canada
4 Department of Disaster Prevention, Meteorology and Hydrology, Forestry and Forest Products Research Institute, Japan
چکیده [English]

The spatial heterogeneity of throughfall (TF) is a critical component of the hydrological cycle. The aim of this study was to identify TF spatial pattern variability for leaf-out seasons in a natural beech (Fagus orientalis L.) stand located in the Caspian forests using geostatistical method. The rain-collectors used for measuring TF (n= 122) were distributed in a stratified simple random sampling design under the canopy. Measurements were carried out in 2016, and 2017; spring, summer, and autumn. Variograms indicated strong structure of spatial continuous TF pattern beneath the canopy for all seasons when the trees are in leaf. The spherical model was the best fitted model to empirical variograms for summer and fall and exponential model for spring season. The effective range of variogram for spring, summer, and fall were 2, 8, and 7 m, respectively. The leaf area index (LAI) of summer (6 m2/m2) was significantly higher than spring (4.5 m2/m2) and fall (5 m2/m2) seasons. The number of hotspot points was estimated to be the highest in summer (10) and lowest in spring (6). TF spatial variability was attributed to the climate variability and changeability of LAI characteristics, in particular. The LAI increasing may be a claim to increase the spatial continuity of TF and hotspot points observed in summer. This research properly displays the spatial pattern of TF for different seasons by geoestatistical method that could be successfully applied for predicting and mapping the changes in the behavior of rainfall affected by LAI under the canopy of a natural beech stand. Fully understanding the spatial distribution of rainfall within forests will definitely help the managers to optimize the management of these stands in terms of soil water and nutrition availability. The outcomes of this study would help future investigators for providing the appropriate sampling strategies in the beech stand under similar climate conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fagus orientalis
  • Caspian forests
  • Spatial Pattern
  • Throughfall
  • Variography