اثر تغییرات مشخصه‎ های کمی ساختار توده ‎های جنگلی بر روی شاخص سطح برگ در جنگل‎ های هیرکانی، استان گلستان

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: شاخص سطح برگ در بین شاخص‎های ساختاری توده، به‎عنوان یک متغیر کلیدی در وضعیت اکوسیستم‎های جنگلی می‎باشد این شاخص از مهم‎ترین شاخص‎های ساختاری جنگل است که در فرآیندهای تبخیر و تعرق و پایش رشد درختان نقش مهمی دارد. نقش شاخص سطح برگ در بررسی تغییرات مشخصه‎های کمی ساختار توده‎های جنگلی بسیار مهم است. ارتباط کلی بین شاخص سطح برگ با مشخصه‎های کمی توده وجود دارد. سطح برگ هر درخت می‎تواند با استفاده از معادلات آلومتریک مشخصه‎های کمی برآورد شود. این پژوهش اثر تغییرات مشخصه‎های کمی حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع بر شاخص سطح برگ و تهیه معادلات آلومتریک آن‎ها در جنگل‎های پهن‎برگ استان گلستان را مورد ارزیابی قرار می‎دهد. مواد و روش‎ها: در این مطالعه جهت برداشت اطلاعات زمینی شاخص سطح برگ ۲۲۷ قطعه نمونه دایره‎ای شکل به مساحت ۱۰۰۰ مترمربع با روش نمونه برداری سیستماتیک و شبکه ۱۰۰×۱۰۰ متر در پنج رویشگاه از غرب به شرق (کردکوی، شصت کلاته، زرین گل، سرخداری و لوه) پیاده شد. در مرکز هر قطعه نمونه تله برداشت برگ با ابعاد ۶۰×۶۰ سانتی‎متر برای اندازه‎گیری شاخص سطح برگ استفاده شد. مرکز جغرافیایی هر قطعه نمونه با استفاده از دستگاه سیستم موقعیت یاب جهانی تفاضلی ثبت شد. در هر قطعه‎نمونه نوع گونه، قطر برابرسینه بیشتر از ۱۲/۵ سانتی متر، ارتفاع درختان،  قطر بزرگ و قطر کوچک تاج اندازه گیری شد سپس حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع واقع در هر قطعه نمونه محاسبه شد. برای محاسبه شاخص سطح برگ ابتدا لازم است سطح ویژه برگ تمامی گونه‎ها در منطقه مورد مطالعه اندازه‎گیری شود. برای محاسبه شاخص سطح برگ نیز از هرگونه ی درختی در هر رویشگاه ۲۰ درخت و از هر درخت پنج نمونه برگ در چهار جهت جغرافیایی جدا شد. در پنج رویشگاه در مجموع بیش از۱۵۰۰۰ نمونه برگ آنالیز و اسکن شد. مساحت هر برگ با استفاده از نرم افزار ImageJ اندازه گیری شد. وزن تر و خشک و مساحت سطح به طور هم زمان با استفاده از ترازوی دیجیتالی با دقت ۰/۰۱ اندازه گیری و سپس با اسکنر با وضوح بالا اسکن شد. برگ‎ها پس از اسکن در دمای ۷۲ درجه سانتی گراد به‎مدت ۴۸ ساعت در آون خشک شدند و وزن خشک آن ها توزین شدند. جهت بررسی روابط بین شاخص سطح برگ و مشخصه‎های ساختاری توده از مدل‎های غیرخطی رشنال فانکشن، گوسین، هایپر بولیک، هیت کاپاسیتی و نمایی استفاده شد. یافته‎ها: نتایج آنالیز آماره‎های توصیفی نشان داد که میزان حداقل، حداکثر، میانگین و انحراف معیار شاخص سطح برگ برای ۲۲۷ قطعه نمونه به‎ترتیب (۱/۸۶، ۱۳/۴۵، ۶/۳۳ و ۲/۳۳) محاسبه شد. نتایج آنالیز آماره‎های توصیفی همچنین نشان داد که میانگین و انحراف معیار برای مشخصه‎های حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع نیز به‎ترتیب (۲۹۸/۹۶ و ۲۰۵/۱۸)، (۲۴/۰۵ و ۱۲/۸۲)، (۲۴/۰۵ و ۱۲/۸۲)، (۱۴۸/۵۱و ۱۵۵/۵۴)، (۷۸۱/۲ و ۹۵/۰۵)، (۳۶/۴۱ و ۹/۹۷) و (۲۵/۸۱و ۴/۹۳) محاسبه شد. نتایج بررسی روابط بین شاخص سطح برگ با مشخصه‎های کمی حجم در هکتار، تعداد در هکتار، رویه زمینی در هکتار، مساحت تاج در هکتار، حجم تاج در هکتار و میانگین قطر و ارتفاع میزان ضرایب تبین را بین (۰/۹۶ - ۰/۳۶R۲ =) و میزان میانگین مربعات خطا را بین (۲/۰۶- ۰/۴۸= MSE) نشان داد. نتایج همچنین نشان داد که در بین مشخصه‎های کمی بررسی شده، مشخصه‎های کمی میانگین ارتفاع، حجم تاج در هکتار و حجم در هکتار بیشترین ضریب تبیین (۰/۹۶- ۰/۹R۲ =) و میانگین مربعات خطا (۰/۵۶ – ۰/۴۸ = MSE) محاسبه شد. با مدل‎های آلومتریک گوسین، ریچارد و هیت کاپاسیتی و مشخصه تعداد در هکتار با مدل آلومتریک گوسین کمترین میزان ضریب تبیین (۰/۳۶R۲ =) و میانگین مربعات خطا (۲/۰۶ = MSE) را در بررسی با شاخص سطح برگ داشتند. نتایج همچنین نشان داد که برای مشخصه‎های حجم تاج در هکتار تا ۴۰۰ متر مکعب سیر تغییرات شاخص سطح برگ زیاد و سپس بعد از آن سیر یکنواختی دارد. برای مشخصه میانگین ارتفاع تا ۴۰ متر سیر تغییرات شاخص سطح برگ زیاد می‎باشد. برای مشخصه حجم در هکتار نیز تا ۸۰۰ متر مکعب شاخص سطح برگ با سیر صعودی افزایش می‎یابد و سپس بعد از آن تا ۱۲۰۰ متر مکعب سیر یکنواخت و حتی نزولی دارد. نتیجه‎گیری: نتایج حاصل از این تحقیق نشان داده شد که سه مشخصه کمی حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار بیشترین تاثیر را بر روی تغییرات شاخص سطح برگ دارند و این سه مشخصه بهتر می‎توانند شاخص سطح برگ را تبیین کنند. با استفاده از این سه مشخصه حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار می‎توان شاخص سطح برگ را برآورد نمود. نتایج همچنین نشان داد که بر اساس مشخصه‎های مشخصه حجم تاج در هکتار، میانگین ارتفاع و حجم در هکتار می‎توان شاخص سطح برگ را در مقیاس وسیع تبیین کرد و نتایج برآوردی را می‎توان در مدل‎های اقلیمی و تدوین سیاست های مناسب تغییرات اقلیمی مورد بررسی قرار داد.

کلیدواژه ها:

Gaussion ، Golestan Province ، Heat Capacity ، Leaf Area Index ، Mean Height ، Volume (m۳.ha-۱) ، شاخص سطح برگ ، حجم در هکتار ، میانگین ارتفاع ، ریچارد ، گوسین ، استان گلستان