عوامل موثر بر تنش خشکی درختان در جنگل های هیرکانی

مقدمه و هدف: پدیده خشکی ناشی از کمبود آب، پویایی جنگل ها را کاهش داده و پیش بینی ها نشان می دهند که روند آن رو به افزایش است. واکنش جنگل ها به خشکسالی بسته به شرایط اقلیمی و ویژگی های محیطی متفاوت است. بنابراین، ارزیابی اندازه خشکی در جنگل ها گام نخست برای مدیریت این بحران است. استفاده از مدل های شبیه سازی مانند Medfate می تواند به پیش بینی خشکی و برنامه ریزی اقدامات مدیریتی کمک کند. این پژوهش با هدف بررسی وضعیت خشکی در جنگل های شمال ایران انجام شده و به دنبال شناسایی عوامل موثر بر این پدیده است. متغیرهای ساختاری (ارتفاع، قطر، تراکم)، اقلیمی (دما، بارش)، توپوگرافی (شیب، جهت، ارتفاع) و خاکی (بافت خاک، اسیدیته، نیتروژن، کربن آلی) از جمله عوامل مورد بررسی هستند. تحلیل شاخص خشکی در جنگل های هیرکانی، اطلاعات ارزشمندی برای مدیریت منابع آب و اجرای راهبردهای حفاظتی ارائه می دهد. این یافته ها می توانند در پیش بینی آینده و تدوین استراتژی های سازگاری برای کاهش تاثیر تغییر اقلیم بر جنگل ها موثر باشند.مواد و روش ها: این پژوهش در کل سطح منطقه جنگل­های هیرکانی شمال کشور انجام شد. برای این منظور از بانک داده­های آماربرداری جنگل­های شمال کشور استفاده شد (اطلاعات موجود شامل موقعیت جغرافیایی، ارتفاع از سطح دریا، شیب و جهت، قطر و نوع گونه و ارتفاع درختان برای هر قطعه­نمونه است). داده­های هواشناسی شامل مقدار بارش و دما از پروژه POWER مربوط به سازمان ملی هوانوردی و فضایی ایالات متحده آمریکا (NASA Power) تهیه شد. پس از تهیه داده­ها، ابتدا تعداد در هکتار درختان و سپس سطح مقطع درختان نیز حساب شد. به­منظور محاسبه ضریب خشکی از بسته نرم­افزاری medfate در نرم­افزار R استفاده شد. در نهایت تجزیه و تحلیل داده­ها با استفاده از مدل خطی تعمیم­یافته و روش ارزیابی متقابل در نرم­افزار R و بسته caret انجام شد. در ادامه اهمیت نسبی متغیرهای اثرگذار روی ضریب خشکی محاسبه شد. در نهایت برای تهیه نقشه پهنه­بندی ضریب خشکی در جنگل­های شمال کشور، ابتدا واریوگرام در نرم­افزار GS+ محاسبه شد، سپس با استفاده از روش کریجینگ معمولی نقشه تهیه و در نرم­افزار ArcGIS ویرایش شد.یافته ها: به­طور کلی بر اساس نتایج به­دست آمده، مدل خطی تعمیم­یافته ارزیابی بسیار مناسبی (۵۷/۰R۲=، ۰۶/۰MAE= و ۰۸/۰RMSE=) برای پیش­بینی مقدار شاخص خشکی داشت. نتایج بررسی نشان داد که متغیرهای شیب، تراکم جنگل، سطح مقطع، درصد شن و نیتروژن خاک و دما با ضریب خشکی رابطه مثبت و معنی­دار داشتند. درحالی که متغیرهای ارتفاع از سطح دریا،  قطر برابرسینه، کربن آلی و مقدار بارش رابطه منفی و معنی­دار با ضریب خشکی داشتند. نتایج بررسی اهمیت نسبی متغیرها نشان داد که متغیرهای تراکم جنگل، مقدار بارش و سطح مقطع درختان در هکتار مهم­ترین عوامل موثر بر ضریب خشکی در جنگل­های هیرکانی بود. نتایج مدل کریجینگ نشان داد که متغیر ضریب خشکی دارای ساختار مکانی قوی (۶۴ درصد) است. همچنین نتایج ارزیابی مدل نیز نشان که مدل کریجینگ اریبی بسیار پایین و دقت بسیار مناسبی در برآورد مقدار ضریب خشکی به همراه داشت (۸۵/۰R۲= ، ۰۹/۰MAE=  و ۰۱/۰RMSE= ). بر اساس نقشه پهنه­بندی، قسمت­های شرق جنگل هیرکانی ضریب خشکی بالاتری نسبت به مناطق غربی داشت.نتیجه گیری: نتایج پژوهش نشان داد که تراکم درختان مهم ترین عامل در پیش بینی خشکی جنگل های هیرکانی است. در مناطق پرتراکم، رقابت برای منابع آبی افزایش می یابد و جذب آب بیشتر توسط درختان، رطوبت خاک را کاهش می دهد. همچنین، تبخیر و تعرق بالا و باران ربایی تاج پوشش موجب کاهش آب در دسترس گیاهان شده و خشکی را تشدید می کند. در شرق جنگل های هیرکانی، مقدار خشکی بیشتر به­دلیل بارندگی کمتر و رطوبت پایین تر است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که اجرای برنامه های مدیریتی برای کاهش اثرات خشکی ضروری است. یکی از راهکارهای پیشنهادی، تنک کردن جنگل در مناطق حساس به خشکسالی است تا رقابت برای آب کاهش یابد. همچنین، شیب زمین تاثیر مهمی بر مقدار خشکی دارد و اجرای عملیات احیایی در این مناطق ضروری به نظر می رسد. یافته های پژوهش اهمیت پژوهش بیشتر درباره تاثیر خشکی بر تنوع زیستی، سلامت جنگل و چرخه های عناصر غذایی را نشان می دهد. این اطلاعات می توانند به توسعه راهبردهای حفاظتی و مدیریتی برای مقابله با خشکی در جنگل های شمال ایران کمک کنند.

کلیدواژه ها:

بسته نرم افزاری medfate ، تغییر اقلیم ، عوامل محیطی ، مدل خطی تعمیم یافته