مجله جنگل ایران

مجله جنگل ایران

تعیین سطح مناسب قطعه‌ نمونه برای بررسی مشخصه‌های ساختار توده‌های ارس (M. Bieb.Juniperus excelsa ) در دامنۀ جنوبی البرز، ذخیره‌گاه امین‌آباد فیروزکوه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
زهرا آدبش 1
,وحید اعتماد 2
هومن روانبخش 3
مهدی پورهاشمی 4
محمدعلی زارع چاهوکی 5
1 دانشجوی دکتری علوم زیستی جنگل دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، ایران
2 دانشیار گروه علوم زیستی جنگل دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، ایران
3 دانشیار، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
4 استاد، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران
5 استاد گروه احیا مناطق خشک و کوهستانی دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی کرج، ایران
10.22034/ijf.2026.541341.2062
چکیده
مقدمه: تنوع چیدمان گونه‌ای و اندازه‌ای درختان سبب پدید آمدن ویژگی‌های بسیار زیاد و پیچیده در اکوسیستم‌های جنگل می‌شود که نتیجۀ فعل ‌و انفعالات بین ساختارهای مکانی کوچک‌تر است. ساختار تودۀ جنگلی سه جنبۀ مهم تنوع الگوی مکانی، تنوع گونه‌ای و تنوع ابعاد درختان را بررسی می‌کند. پژوهش پیش ‌رو با هدف تعیین حداقل سطح قطعه‌ نمونه برای بررسی مشخصه‌های ساختاری تودۀ ارس (Juniperus excelsa M. Bieb.) و نیز بررسی تنوع ساختاری این توده‌ها در منطقۀ امین‌آباد فیروزکوه در ناحیۀ رویشی ایرانی- تورانی انجام گرفت.
مواد و روش‌ها: سه قطعه‌ نمونۀ سه‌هکتاری (سه ایستگاه) که هر یک شامل شش قطعه‌ نمونۀ مربعی تودرتو به مساحت 0.5، 0.75، 1، 1.5، 2 و 3 هکتار بود، به‌صورت تصادفی انتخاب شد. برای همۀ درختان و درختچه‌های مستقر در هر قطعه‌ نمونه، مشخصات گونه، مختصات مکانی، ارتفاع و متغیرهای تاج شامل قطر بزرگ و قطر عمود بر آن اندازه‌گیری شد. مختصات مکانی درختان با استفاده از GPS چندفرکانسه برداشت شد. به‌منظور کمی‌سازی ساختار توده‌های تحت بررسی از شاخص‌های زاویۀ یکنواخت، فاصلۀ همسایگی، آمیختگی مینگلینگ، تمایز ابعاد درختان و چیرگی ابعاد استفاده شد. برای تعیین مناسب‌ترین سطح قطعه‌ نمونه، از منحنی‌های سطح- گونه و مقایسه‌های آماری متغیرها در سطوح مختلف (تجزیۀ واریانس و آزمون کروسکال والیس) استفاده شد.
نتایج: در منطقۀ پژوهش، 13 گونۀ درختی و درختچه‌ای ثبت شد. بررسی تغییرات تعداد گونه با افزایش مساحت قطعه‌ نمونه‌ها نشان داد که با افزایش مساحت قطعه‌ نمونه تا 5/1 هکتار، افزایش تعداد گونۀ اتفاق افتاده است؛ اما پس از آن منحنی روند افقی به خود گرفته و تعداد گونه ثابت شده است، اما دوباره همزمان با افزایش مساحت به سه هکتار، افزایش تعداد گونه رخ‌ داده است. افزایش اول، گونه‌های موجود در جامعۀ تحت بررسی را پوشش داده، اما افزایش دوم به‌دلیل خروج از محدودۀ جامعۀ گیاهی بوده است. متوسط قطر تاج درختان ارس با تغییر مساحت قطعه‌ نمونه، اختلاف معنی‌داری نشان نداد؛ متوسط ارتفاع درختان ارس نیز در بین قطعه‌ نمونه‌های یک تا سه‌ هکتاری، فاقد اختلاف معنی‌دار بود، اما در ایستگاه اول تفاوت با قطعه‌ نمونه‌های کوچک‌تر معنی‌دار بود. در مقایسۀ ابعاد درختچه‌ها در اندازه‌های مختلف قطعه‌ نمونه نیز اختلاف معنی‌داری مشاهده نشد، اما نتایج نشان داد که در مساحت کمتر از یک هکتار ممکن است تعداد کافی پایه‌های درختچه‌ای برای تجزیه‌وتحلیل موجود نباشد. شاخص زاویۀ یکنواخت در ایستگاه‌های اول و دوم الگوی تصادفی متمایل به کپه‌ای و در ایستگاه سوم الگوی تصادفی را نشان داد، ولی با تغییر مساحت قطعه‌ نمونه، اختلاف معنی‌داری در الگوی پراکنش درختان و درختچه‌ها مشاهده نشد. در هیچ‌کدام از ایستگاه‌ها شاخص‌های آمیختگی، تنوع ابعاد و تنوع ساختاری ترکیبی با افزایش سطح از یک تا سه هکتار تفاوت معنی‌داری نشان ندادند، اما در قطعه‌ نمونه‌های کوچک‌تر در موارد مختلف به‌ویژه در ایستگاه‌های اول و سوم اختلاف معنی‌دار مشاهده شد.
نتیجه‌گیری: بر اساس نتایج این پژوهش، مساحت مناسب برای مطالعات ساختار جنگل‌های ارس یک هکتار برآورد شد. در توده‌هایی با تراکم بیشتر (مثل ایستگاه دوم) با قطعه‌ نمونۀ 0.75 هکتاری نیز نتیجۀ مطلوب به دست می‌آید و برای توده‌هایی با تراکم کمتر (مثل ایستگاه اول) مساحت 1.5 هکتار نیز قابل بررسی است. برای ثبت گونه‌های درختی و درختچه‌ای یک جامعۀ ارس، سطح حدود 1.5 هکتار و برای ثبت کامل فلور درختی و درختچه‌ای رویشگاه ارس، سطوح بیشتری (تا 3 هکتار) نیاز است.
کلیدواژه‌ها
آمیختگی
ایرانی- تورانی
تنوع ابعاد
شاخص زاویۀ یکنواخت
موضوعات

عنوان مقاله English

Determination of an Appropriate Plot Size for Assessing Structural Characteristics of Juniperus excelsa M. Bieb. Stands on the Southern Slopes of the Alborz Mountains, Aminabad Reserve, Firuzkuh

نویسندگان English

Zahra Adbesh 1
Vahid Etemad 2
Hooman Ravanbakhsh 3
Mehdi Pourhashemi 4
Mohammadali Zarechahoki 5
1 Ph.D. Student, Dept. of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
2 Associate Prof., Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Associate Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
4 Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
5 Prof., Reclamation of Arid and Mountainous Regions, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran.
چکیده English

Introduction: Diversity in species composition and tree distribution leads to highly complex characteristics in forest ecosystems, arising from interactions among smaller‐scale spatial structures. Forest stand structure encompasses three major aspects: spatial pattern diversity, species diversity, and tree size diversity. The present study aimed to determine the minimum plot size required to assess structural characteristics of Juniperus excelsa M. Bieb. stands and to evaluate the structural diversity of these stands in the Aminabad forest reserve of Firuzkuh, located within the Irano–Turanian phytogeographical region.
Materials and Methods: Three 3-ha sample plots (three stations) were randomly chosen, each consisting of six nested square subplots with areas of 0.5, 0.75, 1, 1.5, 2, and 3 ha. For all trees and shrubs within each subplot, species identity, spatial coordinates, height, and crown variables (maximum crown diameter and its perpendicular diameter) were measured. Tree spatial coordinates were recorded using a multi-frequency GPS. Stand structure was quantified using the uniform angle index, nearest-neighbor distance, mingling index, tree size differentiation, and size dominance indices. To determine the most appropriate plot size, species–area curves and statistical comparisons of variables across different plot sizes (analysis of variance and Kruskal–Wallis test) were applied.
Results: A total of 13 tree and shrub species were recorded in the study area. Analysis of species number variation with increasing plot size showed that species richness increased up to 1.5 ha, after which the curve reached a plateau and species number remained constant; however, with further increase to 3 ha, species richness increased again. The first increase represented the species within the target plant association, whereas the second increase resulted from inclusion of areas outside the association boundary. Mean crown diameter of Juniperus trees did not differ significantly among plot sizes. Mean tree height also showed no significant difference among plots ranging from 1 to 3 ha, although in the first station significant differences were observed compared with smaller plots. No significant differences were detected in shrub size attributes among different plot sizes; however, results indicated that plots smaller than 1 ha may not include a sufficient number of shrub individuals for reliable analysis. The uniform angle index indicated a random pattern tending toward clustered in the first and second stations and a random pattern in the third station, with no significant differences in spatial distribution patterns of trees and shrubs across plot sizes. In none of the stations; mingling, size diversity, or complex structural diversity indices showed no significant difference when plot size increased from 1 to 3 ha; however, significant differences were observed in smaller plots, particularly in the first and third stations.
Conclusion: Based on the results, a plot size of 1 ha was identified as appropriate for structural studies of Juniperus forests. In stands with higher density (e.g., the second stand), satisfactory results can also be obtained using 0.75-ha plots, whereas in lower-density stands (e.g., the first stand), plots of up to 1.5 ha may be required. To record tree and shrub species within a Juniperus association, an area of approximately 1.5 ha is necessary, while larger areas (up to 3 ha) are required to capture the complete tree and shrub flora of Juniperus habitats.

کلیدواژه‌ها English

Dimensional diversity, Mingling, Irano&‌‌‌ndash
Turanian, Uniform angle index
Aguirre, O., Hui, G., von Gadow, K., & Jiménez, J. (2003). An analysis of spatial forest structure using neighbourhood-based variables. Forest ecology and management, 183(1-3), 137-145.
Akhavan, R., Momeni-Moghaddam, T., Akbari-Nia, M., & Hosseini, S.M. (2017). Spatial patterns and intra-specific competition of Juniper tree in different life stages using O- ring statistic in Layen Forests, Iran. Journal of Forest and Wood Products, 70(1), 111–125
Akhavan, R., & Rostamikia, Y. (2020). Inter-specific competition of juniper trees in Kandiragh forest reserve using O-ring statistic and mark correlation function. Forest and Wood Products, 73(2), 189-200. doi: 10.22059/jfwp.2020.295907.1066
Akhavan, R., & Hassani, M. (2023). Quantifying the structure of pure beech forests using spatial structural indices (case study: Hyrcanian forests of Mazandaran province, Iran). Forest research and Development, 9(2), 221-235.
Aliahmad Korori, S., Khoushnevis, M., & Matinizadeh, M. (2011). Comprehensive studies of Juniper species in Iran. Publication of Pooneh, Forest & Ranges and Watershed Organization of Iran, Iran, 554p.
Allen, L.J., Lou, Y., & Nevai, A.L. (2009). Spatial patterns in a discrete-time SIS patch model. Journal of mathematical biology, 58, 339-375.
Askari, Y., Soltani, A., & Sohrabi, H. (2014). Evaluation of spatial distribution pattern of tree and shrub species in a central Zagros (Case study: Chahartagh forest reserve). Iranian Journal of Forest and Poplar Research,  22(2), 175-187.
Azizi, Z., Sadeghi, H., & Hajimirzaei, A. (2017). Determining the status of tree and shrub type in irano-torani region (Case Study: Beik Poolad Watershed). Natural Ecosystems of Iran, 8(1), 1-8.
Batubeh, P., Akhavan, R., Pourhashemi, M., & Kiadehleri, H. (2013). Determination of the minimum appropriate plot size for analyzing the spatial distribution pattern of Quercus brantii in less-disturbed stands of the Marivan forests using Ripley’s K function. Journal of Forest and Wood Products, 66(1), 27–38.
Gadow, K., Hui, G., Chen, B.W., & Albert, M. (2003). Beziehungen zwischen Winkelmaßund Baumabständen: Relationship between the Winkelmaßand Nearest Neighbor Distances. Forstwissenschaftliches Centralblatt, 122(2), 127-137.
Graz, P.F. (2004). The behavior of the species mingling index Msp in relation to species dominance and dispersion. European Journal of Forest Research, 123(1), 87-92.
Hosseinzadeh, R., Soosani, J., & Naghavi, H. (2022). Investigation of competition and structural characteristics of Fagus orientalis, Carpinus betulus and Quercus castanaefulia in different stratums (Case Study: Asalem Forests). Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 35(2), 250-263.
Hossein Zadeh, R., Soosani, J., Naghavi, H., Nourizadeh, M., & Darabi, M. (2023). The Effect of inventory method, and the size and shape of plots on quantifying structure of Quercus brantii Lindl coppice forests. Forest and Wood Products, 75(4), 331-340.
Hubbell, S.P. (1979). Tree Dispersion, Abundance, and Diversity in a Tropical Dry Forest: That tropical trees are clumped, not spaced, alters conceptions of the organization and dynamics. Science, 203(4387), 1299-1309.
Korpel, S. (1982). Degree of equilibrium and dynamic change of the forest an example of natural forest of Slovakia, Act Faculties Forestails,Zvolen,Cezchoslovakia, 24, 9-30.
Mauro, F., Haxtema, Z., & Temesgen, H. (2017) Comparison of sampling methods for estimation of nearestneighbor index values. Canadian Journal of Forest Research, 47(6), 703-715.
Panahi, P., Sagheb Talebi, K., Ravanbakhsh, H., Moridi, M., Pourhashemi, M., Ajani, Y., Hasaninejad, M., & Fadaei Khojasteh, M. (2024). Structure analysis of juniper (Juniperus excelsa M.B.) stands in the Irano-Turanian vegetation zone (Case study: Parvar Protected Area, Semnan Province). Forest and Wood Products, 77(3), 301–312. https://doi.org/10.22059/jfwp.2024.380163.1354. (In Persian)
Pastorella, F., & Paletto, A. (2013). Stand structure indices as tools to support forest management: an application in Trentino forests (Italy). Journal of Forest Science, 59(4), 159-168.
Guinochet, M. (1973). Phytosociologie. Masson, France.
Pommerening, A. (2002). Approaches to quantifying forest structures. Forestry, 3, 305-324.
Pommerening, A., & Stoyan, D. (2006). Edge-correction needs in estimating indices of spatial forest structure. Canadian Journal of Forest Research, 36(7), 1723-1739.
Pourhashemi, M., Mansouri, F., Parhizkar, P., Panahi, P., & Hassani, M. (2014). Spatial pattern of sprout-clumps of Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.) in utilized forest stands of Marivan. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology), 27(4), PP 534-543.
Ravanbakhsh, H., Marvi Mohajer, M.M., Zahedi, A.G., & Shirvani, A. (2010). Forest typology in relation with altitude gradient on southern slopes of central Alborz Mountains (Latian Dam Watershed).  Journal of Forest and Wood Products, 63(1), 9-22
Ravanbakhsh, H., HamzeH, Ee.B., Etemad, V., Marvie-Mohadjer, M.R., & Assadi, M. (2016). Phytosociology of Juniperus excelsa Beib. Forests in Alborz mountain range in the north of Iran. Plant Biosystems – An International Journal Dealing with all Aspects of Plant Biology, 150(5), 987-1000.
Ravanbakhsh, H., Mohajer, M.M., & Etemad, V. (2010). Natural regeneration of woody species in woodlands of southern slopes of Elborz mountains (case study: Latian watershed). Iranian Journal of Forest, 2(2), 113-125
Ravanbakhsh, H., & Moshki, A. (2016). The influence of environmental variables on distribution patterns of Irano-Turanian forests in Alborz Mountains, Iran. Journal of Mountain Science, 13, 1375-1386.
Ravanbakhsh, H., Pourhashemi, M., Hamzeh`ee, B., Rashidi, F., Iranmanesh, Y., Bordbar, S.K., Jahanbazy, H., Ramak, P., Rastegar, A., Zarafshar, M., Alimahmoodi Sarab, S., Askari, Y., Khanhasani, M., Mohammadian, A., Mohammadpour, M., Negahdarsaber, M.R., Henareh, J., Najafifar, A., & Rahimi, H. (2024). Reproduction and the importance of nurse species in the monitoring plots of Zagros forests, Iran. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 32(1), 61-76.
Rostamikia, Y., & Zobeiri, M. (2012). Study on the structure of Juniperus excelsa Beib. stand in Khakhal protected forests. Journal of Wood & Forest Science and Technology, 19(4), 151-162.
Rostamikia, Y., & Fattahi, M. (2021). Effect of landform and edaphic characteristics on the presence and vegetative traits of Buckthorn (Rhamnus pallasii) in Andabil forest, Khalkhal region using PCA analysis. Journal of Plant Ecosystem Conservation, 8, 1-18.
Sabeti, H. (1994). Forests, Trees and Shrubs of Iran, Yazd. University of Yazd.
Sadeghi, S.M.M., Alijani, V., Namiranian, M., & Mohamadizadeh, M. (2016). Structural characteristics of Juniperus excelsa in the mountainous forests of Alborz south facing slope (case study: Atashgah, Karaj). Iranian Journal of Forest, 8(1), 35-49.
Sagheb Talebi, Kh., Sajedi, T., & Pourhashemi, M. (2014). Forests of Iran: A Treasure from the Past, A Hope for the Future. Springer, Dordrecht, Netherlands.
Sagheb-Talebi, Kh., & 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. Oxford University Press. Forestry, 75(4), 465-472.
Sefidi, K., Firouzi, Y., Keivan Behju, F., Sharari, M., & Rostamikia, Y. (2018). Quantification of spatial structure of juniper stands in Kandaragh region. Iranian Journal of Forest, 10(2), 207-220.
Scott, C. (1998). Sampling methods for estimating change in forest resources. Ecol Appl, 8, 228–233.
Sohrabi, H. (2014). Spatial pattern of woody species in Chartagh forest reserve, Ardal. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 22(1), 27-38.

  • تاریخ دریافت 12 شهریور 1404
  • تاریخ بازنگری 30 آبان 1405
  • تاریخ پذیرش 29 آذر 1404