نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران.

2 دانشجوی دکتری جنگلداری دانشکده منابع طبیعی دانشگاه گیلان

چکیده

درختان جنگل، از مهم‌ترین و بزرگ‌ترین مخازن کربن در اکوسیستم‌های جنگلی به شمار می‌روند و تأثیر بسیار زیادی در کاهش انتشار کربن اتمسفری دارند. از این‌رو، چگونگی اندازه‌گیری و برآورد موجودی ذخایر کربن درختان جنگلی از مهم‌ترین موضوع‌های پژوهشی محققان اکولوژی است. هدف از این تحقیق، برآورد زی‌توده برگ، ذخیره کربن برگ و شاخص سطح برگ گونه ارغوان (Cercis siliquastrum L.) در ذخیره‌گاه جنگلی ارغوان استان ایلام بود. بدین منظور و با استفاده از روش نمونه‌برداری تصادفی، 30 اصله درخت ارغوان انتخاب و متغیرهای ارتفاع درخت، متوسط قطر تاج، تعداد جست و ارتفاع تاج اندازه‌گیری شد. سپس برگ‌های یک‌چهارم تاج درختان نمونه جمع‌آوری شد. پس از خشک ‌کردن در داخل آون، وزن خشک برگ‌ها تعیین شد. پس از سوزاندن مقدار کافی از برگ‌های خشک‌شده در کوره الکتریکی (نمونه-های یک گرمی)، وزن مواد آلی و مقدار کربن برگ‌ها به دست آمد. برای محاسبه شاخص سطح برگ از روش وزنی استفاده شد. همچنین برای تعمیم نتایج به‌دست‌آمده از درختان نمونه به کل جنگل از روش درخت متوسط استفاده شد. نتایج نشان داد که متوسط زی‌توده برگ، متوسط ذخیره کربن برگ و متوسط مقدار جذب دی‌اکسید کربن از جو به ترتیب 55/53، 4/23 و 02/86 کیلوگرم در هکتار به دست آمد. متوسط شاخص سطح برگ گونه ارغوان در منطقه 058/0 به دست آمد. نتایج بررسی روابط آلومتریک با استفاده از روابط رگرسیونی خطی نشان داد که همبستگی مثبت و معنی‌داری بین متغیر متوسط قطر تاج با متغیرهای زی‌توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ درختان ارغوان در این ذخیره گاه وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Estimation of leaf biomass, leaf carbon sequestration and leaf area index of Cercis siliquastrum L. in forest reserve, Ilam

نویسندگان [English]

  • Ali Mahdavi 1
  • Mehrdad Mirzaei 2

1 Associate Professor, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, I.R. Iran.

چکیده [English]

Forest trees are considered as most important and huge carbon pools in the forest ecosystems and have a great influence on the reduction of carbon emission in the atmosphere. Therefore, how to measure and estimate the carbon stored in the trees in the forests are the main issue for ecologists. The aim of this study was to estimate of leaf biomass and leaf carbon sequestration of Cercis siliquastrum L. in Arghavan forests reserves of Ilam. For this purpose, 30 trees were selected using random sampling method and height, mean diameter of crown, number of sprout and crown length variables were measured. All leaves of 1/4 crown area were collected. After of drying, dry weighted of leaves calculated. Enough quantity of leaves (1 gr samples) was burned in electrical kiln to calculate the carbon storage. To calculate of leaf area index was used gravimetric method. Mean tree method was used to generalize the result to the whole forest. Based on results, mean of leaf biomass, mean of leaf carbon sequestration and mean of atmosphere CO2 absorption were 53.55, 23.4 and 86.02 kg per hectare, respectively. Mean of leaf area index in studied area was 0.058. The results of allometric using of linear regression showed that there was a significant and positive correlation between mean diameter of crown and leaf biomass, carbon sequestration and leaf area index variables in the studird area.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Carbon sequestration
  • mean tree method
  • leaf biomass
  • Arghavan forests reserves

برآورد زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ گونه ارغوان

(Cercis siliquastrum L.) در ذخیره­گاه جنگلی ارغوان ایلام

علی مهدوی 1ومهرداد میرزایی2*

1 ایران، ایلام، دانشگاه ایلام، دانشکده کشاورزی، گروه جنگلداری

2 ایران، صومعه‌سرا، دانشگاه گیلان، دانشکده منابع طبیعی، گروه جنگلداری

تاریخ دریافت: 24/06/97              تاریخ پذیرش: 10/10/97

چکیده

درختان جنگل، از مهم­ترین و بزرگ­ترین مخازن کربن در اکوسیستم­های جنگلی بشمار می­روند و تأثیر بسیار زیادی در کاهش انتشار کربن اتمسفری دارند. از این­رو، چگونگی اندازه­گیری و برآورد موجودی ذخایر کربن درختان جنگلی از مهم‌ترین موضوع­های پژوهشی محققان اکولوژی است. هدف از این تحقیق، برآورد زی­توده برگ، ذخیره کربن برگ و شاخص سطح برگ گونه ارغوان (Cercis siliquastrum L.) در ذخیره­گاه جنگلی ارغوان استان ایلام بود. بدین منظور و با استفاده از روش نمونه­برداری تصادفی، 30 اصله درخت ارغوان انتخاب و متغیرهای ارتفاع درخت، متوسط قطر تاج، تعداد جست و ارتفاع تاج اندازه­گیری شد. سپس برگ­های یک‌چهارم تاج درختان نمونه جمع­آوری شد. پس از خشک‌کردن در داخل آون، وزن خشک برگ­ها تعیین شد. پس از سوزاندن مقدار کافی از برگ­های خشک‌شده در کوره الکتریکی، وزن مواد آلی و مقدار کربن برگ­ها بدست آمد. برای محاسبه شاخص سطح برگ از روش وزنی استفاده شد. همچنین برای تعمیم نتایج بدست‌آمده از درختان نمونه به‌کل جنگل از روش درخت متوسط استفاده شد. نتایج نشان داد که متوسط زی­توده برگ، متوسط ذخیره کربن برگ و متوسط مقدار جذب دی‌اکسید کربن از جو به ترتیب 55/53، 4/23 و 02/86 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. متوسط شاخص سطح برگ گونه ارغوان در منطقه 058/0 بدست آمد. نتایج بررسی روابط آلومتریک با استفاده از روابط رگرسیونی خطی نشان داد که همبستگی مثبت و معنی­داری بین متغیر متوسط قطر تاج با متغیرهای زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ درختان ارغوان در جنگل­های ایلام وجود دارد.

واژه­های کلیدی: ترسیب کربن، روش درخت متوسط، زی­توده برگ، ذخیره­گاه جنگلی ارغوان.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09187429259 ، پست الکترونیکی: mehrdadmirzaei28@gmail.com

مقدمه

 

برآورد خدمات اکوسیستم­ها از موضوعات مهم و جالب‌توجه است. عملکردهای جنگل بوسیله ساختار جنگل تعیین می­شود که شامل دامنه وسیعی از خدمات اکوسیستمی و زیست‌محیطی مانند جلوگیری از آلودگی هوا و تعدیل دما است (24). مهم‌ترین تأثیر جنگل­ها بر آب‌وهوا، جذب دی‌اکسید کربن جو از برگ­ها طی فرآیند فتوسنتز و استفاده از کربن آن برای ساخت زی­توده، شامل برگ، ریشه، ساقه و میوه است (7). باتوجه به اینکه سناریوی تغییرات اقلیم و گرمایش زمین یکی از مهم­ترین و برجسته­ترین معضلات محیط زیستی عصر حاضر محسوب می­شود، ازاین‌رو کاهش انتشار کربن اتمسفری و ترسیب هرچه بیشتر کربن در اکوسیستم­های جنگلی یکی از مهم­ترین و بهترین راه­حل­های رفع این مشکل جهانی محسوب می­شود (9). یکی از مهم‌ترین مشخصه‌های ساختاری اکوسیستم‌های جنگلی، سطح برگ می­باشد که با توجه به اینکه محل انجام فتوسنتز و تولید ماده آلی است، لزوم بررسی این مشخصه بیشتر نمایان می­شود. شاخص سطح برگ که بعنوان مجموع مساحت یک‌طرف برگ گیاهان در واحد سطح زمین تعریف می­شود، بعنوان یک شاخص برای تشریح ساختار و تراکم تاج پوشش گیاهان استفاده می­شود (12). با اندازه­گیری یا برآورد دقیق شاخص سطح برگ، می­توان فرایندهای اکوسیستم موردنیاز برای ارزیابی تأثیرات آن بر تعادل اقلیم و اکوسیستم مانند تعرق و ذخیره کربن از طریق فتوسنتز را مشخص کرد (26). مطالعه زی­توده در اکوسیستم­های جنگلی بیانگر مقدار ذخایر کربن موجود در جنگل است (17). همچنین آگاهی از توزیع زی­توده در اکوسیستم­های جنگل به دو دلیل اهمیت دارد. اول بمنظور برآورد و محاسبه ترسیب کربن که از تبدیل جنگل به عرصه­های غیرجنگلی حاصل می­شود و دوم اینکه امکان اندازه­گیری تغییرات زی توده در طول زمان وجود دارد. باتوجه به اینکه اندازه‌گیری زی­توده واقعی درختان بطور مستقیم در عرصه­های جنگلی روش بسیار دقیق می­باشد، اما بسیار وقت‌گیر و هزینه‌بر و به نیروی کارگری زیادی نیاز دارد. بااین‌وجود، استفاده از روش مستقیم در عرصه‌های محدود و درختان کوچک امکان‌پذیر است (21). در سال­های اخیر مطالعات متنوعی درزمینهٔ ترسیب کربن در مناطق جنگلی، توده­های جنگل‌کاری شده و جنگل­های شهری در نقاط مختلف جهان انجام‌گرفته است. عدل (6) زی­توده و شاخص سطح برگ دو گونه بلوط ایرانی و بنه را در جنگل­های یاسوج برآورد کرد که نتایج نشان داد میزان زی­توده برگ گونه‌های بلوط ایرانی و بنه بترتیب 3/1317 و 2/57 کیلوگرم در هکتار و متوسط شاخص سطح برگ در منطقه مورد مطالعه حدود 2/1 است. پناهی و همکاران (1) زی­توده و مقدار کربن ذخیره برگ گونه بنه را در باغ گیاه­شناسی ملی ایران برآورد کردند که نتایج نشان داد میزان زی­توده برگ، کربن ترسیب شده و مقدار دی‌اکسید کربن ترسیب شده توسط برگ­ها بترتیب 4/69، 2/26 و 3/96 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. خسروی و همکاران (2012) (22) برآورد شاخص سطح برگ و سطح ویژه برگ گونه بلوط در جنگل­های زاگرس شمالی پرداختند که نتایج نشان داد میزان شاخص سطح برگ و سطح ویژه برگ بترتیب 99/1 و 9/136 سانتی­متر بر گرم بدست آمد. پیله­ورو همکاران (4). برآورد زی­توده، کربن ترسیب یافته و متوسط سطح برگ درختان بلوط زاگرس میانی در جنگل­های شهنشاه لرستان پرداختند که نتایج نشان داد میانگین زی­توده، کربن ترسیب یافته و متوسط سطح برگ بترتیب 21/860، 48/662 کیلوگرم در هکتار و 4732 مترمربع در هکتار برآورد شد. فنگو همکاران (2007) (15) متوسط زی­توده برگ درختان صنوبر با تراکم­های کاشت متفاوت (چهار تیمار شامل تراکم کاشت 1111، 833، 625 و 500 اصله در هکتار) و سنین متفاوت (4، 6، 8 و 10 ساله)، 98/1 تن در هکتار برآورد کردند. کهیانی و همکاران (2016) (20). سطح برگ، زی­توده برگ و شاخص سطح برگ گونه راش شرقی را در جنگل­های چمستان شمال کشور برآورد کردند که نتایج نشان داد، میانگین این متغیرها بترتیب 05/53 سانتی­مترمربع، 176/0 گرم و 16/2 است. با توجه به اینکه جنگل­های غرب کشور از جنبه­های تولیدی بویژه تولید چوب اهمیت چندانی ندارند، توجه به دیگر ارزش­ها و خدمات این جنگل­ها می­تواند بیشتر مورد نظر قرارگیرد. باید توجه داشت که گونه­های غالب هر منطقه، بدلیل برخورداری از سطح تاج پوشش بیشتر، نقش اصلی در ترسیب کربن رویشگاه ایفا می­کنند (16). توجه به فرایند ترسیب کربن بعنوان یکی از مهم‌ترین مسائل روز دنیا و تأثیر آن بر تعدیل اقلیم جهانی، توسط گونه­های درختی ازجمله گونه­ ارغوان (Cercis siliquastrum L.) در جنگل­های زاگرس موضوعی است که نیاز به توجه و مطالعه بیشتر دارد. بنابراین هدف این مطالعه، برآورد زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ گونه ارغوان در ذخیره­گاه جنگلی ارغوان در استان ایلام بود. 

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه: تفرجگاه جنگلی ارغوان در فاصله سه کیلومتری شمال شرقی شهر ایلام در محدوده جنوب شرقی منطقه حفاظت‌شده مانشت و قلارنگ و در محدوده "20 '38 °46 تا  "37 '38 °46 طول شرقی و "47 '28 °33 تا "24 '28 °33 عرض جغرافیایی واقع شده است (شکل 1). ذخیره­گاه جنگلی ارغوان جزو مناطق سردسیر استان ایلام بوده که از بارندگی متوسط بین 500 تا 600 میلی­متر در سال برخوردار است. متوسط درجه حرارت سالیانه منطقه 12/17 درجه سانتی­گراد است. گونه گیاهی نادر و در حال انقراض آن ارغوان و گونه‌های همراه شامل بلوط، دافنه، کیکم و زالزالک است. این منطقه یکی از تنگه‌های متراکم جنگلی، صخره­ای و کوهستانی بوده و باوجود جنگل انبوه بلوط در دو طرف جاده و تیغه­های سنگی و زیبای کوهستان یکی از مکان­های تفرجی و یکی از جاذبه­های گردشگری شهر ایلام در همه فصول سال بویژه بهار و تابستان است (8).

 

شکل 1- موقعیت منطقه مورد مطالعه

روش تحقیق: بمنظور برآورد زی­توده برگ ارغوان از روش مستقیم اندازه‌گیری یعنی جمع­آوری برگ­های درختان استفاده شد. برای این منظور تعداد 30 اصله درخت ارغوان در منطقه­ای به وسعت 4 هکتار بصورت صد در صد آماربرداری شدند (2). با توجه به هزینه­بر و زمان­بر بودن جمع­آوری همه برگ­های تاج درختان، یک چهارم همه برگ­های تاج درختان جمع و وزن‌تر آن­ها با ترازوی دیجیتال با دقت 01/0 گرم محاسبه شد. سپس در دستگاه آون بمدت 48 ساعت در درجه حرارت 65 درجه سانتی­گراد قرار داده شد تا وزن خشک برگ­ها تعیین شود. برای بدست آوردن وزن خشک همه برگ­های یک درخت باتوجه به نسبت برگ­های جمع­آوری شده (یک­چهارم)، اعداد بدست آمده را چهار برابر کرده تا وزن خشک همه برگ­ها بدست آید (2 و 6).

برای محاسبه سطح برگ نیز ابتدا تعداد 180 برگ از همه برگ­های درختان جمع­آوری شده انتخاب (6 برگ از هر درخت بصورت تصادفی) و سپس با استفاده از نرم‌افزار Jmage J var. 1.46 سطح همه برگ­ها محاسبه شد. برای محاسبه سطح برگ­ها، ابتدا برگ­ها بر روی کاغذ میلی­متری قرار داده شد و با استفاده از دوربین عکاسی باکیفیت بالا از برگ­ها عکسبرداری صورت گرفت. در مرحله بعد با استفاده از نرم­افزار ذکر شده سطح برگ­ها محاسبه شد. سپس با محاسبه وزن خشک این برگ­ها و با استفاده از نسبت سطح برگ به وزن خشک، سطح همه برگ­های درختان و درنهایت با استفاده از رابطه (1) شاخص سطح برگ گونه ارغوان محاسبه شد (22).

رابطه (1)                                               

LAI: شاخص سطح برگ

d: تعداد درختان (اصله در هکتار)

Ai: سطح برگ­های یک اصله درخت (مترمربع)

n: تعداد نمونه­ها

درصد کربن آلی برگ گونه ارغوان نیز از روش احتراق خشک با جریان هوا در کوره الکتریکی محاسبه شد (1و 6). برای محاسبه درصد کربن آلی، از برگ­های خشک هر درخت به مقدار کافی جدا (4 نمونه یک گرمی از هر درخت) و بمدت 2 ساعت در دمای 450 درجه در داخل کوره قرار داده شدند (1). خاکستر نمونه‌ها پس از خنک شدن، توزین شد. دراین روش کاهش وزن ناشی از احتراق، مقدار ماده آلی را نشان می­دهد که بطور معمول 50 درصد آن بعنوان کربن در نظر گرفته می­شود (18 و 19). همچنین پس از اعمال ضریب 67/3 در مقدار کربن آلی ذخیره‌شده در برگ­ها، مقدار جذب دی‌اکسید کربن از جو مشخص شد (1، 10و 13). بمنظور تعمیم نتایج بدست‌آمده از اندازه­گیری درختان نمونه به‌کل جنگل از روش درخت متوسط (Mean tree method) استفاده شد. دراین روش میانگین اطلاعات جمع‌آوری‌شده از هر قطعه‌نمونه و یا هر درخت نمونه، اندازه‌های درخت متوسط را معین می­نماید. سپس با محاسبه تعداد کل درختان در واحد سطح جنگل موردنظر و ضرب نمودن اندازه‌های درخت متوسط به تعداد کل درختان، هدف مورد نظر بدست آمد (5 و 6). بمنظور بررسی روابط آلومتریک بین متغیرهای زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ از رگرسیون خطی استفاده شد. تجزیه‌وتحلیل‌های آماری در نرم‌افزار IBM SPSS 22 انجام شد.

نتایج

نتایج آزمون کولموگروف- اسمیرنف نشان داد که داده­ها از توزیع نرمال برخوردار هستند. آمارهای توصیفی مربوط به اندازه­های درخت متوسط در جدول 1 نشان داده شده است.

 

جدول 1- آماره­های توصیفی مؤلفه­های مختلف درخت متوسط

مشخصه

میانگین

انحراف معیار

درصد ضریب تغییرات

ارتفاع (متر)

47/4

38/1±

87/30

ارتفاع تاج (متر)

14/3

14/1±

30/36

متوسط قطر تاج (متر)

01/4

23/1±

67/30

تعداد جست

16/15

29/5±

89/34

شاخص سطح برگ

058/0

024/0±

85/41

زی­توده برگ (کیلوگرم)

14/7

02/3±

29/42

ذخیره کربن برگ (کیلوگرم)

12/3

30/1±

66/41

مقدار جذب CO2 از جو (کیلوگرم)

47/11

80/4±

84/41

 

با در نظر گرفتن اندازه­های درخت متوسط، محاسبات مربوط به متوسط زی­توده برگ در واحد سطح و همچنین متوسط ذخیره کربن برگ درختان ارغوان در واحد سطح انجام شد. تعداد درختان ارغوان در منطقه مورد مطالعه 5/7 اصله در هکتار بدست آمد. نتایج نشان داد که میزان زی­توده برگ، مقدار ذخیره کربن برگ و مقدار جذب CO2از جو بترتیب 55/53، 4/23 و 02/86 کیلوگرم در هکتار بدست آمد.

همبستگی بین متغیرهای وابسته زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ با متغیرهای مستقل ارتفاع، ارتفاع تاج، تعداد جست و متوسط قطر تاج در جدول 2 ارائه شده است. همان‌طور که نتایج نشان می­دهد تنها همبستگی بین متغیرهای وابسته با متغیر متوسط قطر تاج معنی­دار است. بنابراین برای بررسی روابط آلومتریک از متوسط قطر تاج درختان استفاده شد.

 

جدول 2- نتایج همبستگی بین متغیرهای وابسته با متغیرهای برآورد کننده

متغیر وابسته

ارتفاع

ارتفاع تاج

تعداد جست

متوسط قطر تاج

شاخص سطح برگ

008/0-

115/0-

236/0-

**931/0

زی­توده برگ

047/0-

174/0-

209/0-

**967/0

ذخیره کربن برگ

055/0-

176/0-

211/0-

**965/0

   ** همبستگی معنی­دار در سطح 01/0

 

پس از انجام رگرسیون خطی، روابط آلومتریک برای برآورد زی­توده برگ، ذخیره کربن برگ و شاخص سطح برگ گونه ارغوان بدست آمدند. نتایج نشان داد که مدل­های بدست آمده از ضریب تبیین تعدیل یافته مناسبی برخوردار هستند (جدول3). همچنین روابط بین متغیرهای وابسته زی­توده برگ، ذخیره کربن برگ و شاخص سطح برگ با متغیر متوسط قطر تاج در شکل­های 2 تا 4 ارائه شده است.

 

شکل 2- رابطه آلومتریک بین متغیر زی­توده برگ و متوسط قطر تاج

 

شکل 3- رابطه آلومتریک بین متغیر ذخیره کربن برگ و متوسط قطر تاج

 

شکل 4- رابطه آلومتریک بین متغیر شاخص سطح برگ و متوسط قطر تاج

 

جدول 3- معادلات آلومتریک برای متغیرهای وابسته زی­توده برگ، ذخیره کربن برگ و شاخص سطح برگ ارغوان

مدل

معادله مدل

R2

R2 adj

SEE

زی­توده برگ

D 359/2 + 325/2 - = Y1

934/0

932/0

789/0

ذخیره کربن برگ

D 019/1 + 963/0 - = Y2

932/0

929/0

348/0

شاخص سطح برگ

D 018/0 + 015/0 - = Y3

866/0

861/0

009/0

Y1: زی­توده برگ (کیلوگرم)، Y2: ذخیره کربن برگ (کیلوگرم)، Y3: شاخص سطح برگ (کیلوگرم)، D: متوسط قطر تاج (متر)

 

باتوجه به مقدار F و سطح معنی‌داری بدست‌آمده از تجزیه واریانس، روابط رگرسیونی بدست‌آمده با اطمینان 99 درصد تأیید می­شوند (جدول 4). آزمون معنی­دار بودن ضرایب مدل نیز در جدول 5 نشان داده شده است. با توجه به مقادیر سطح معنی‌داری مشخص شد که ضرایب روابط نیز در سطح اطمینان 99 درصد معنی­دار هستند.

 

جدول 4- نتایج آنالیز واریانس رابطه­های رگرسیونی بررسی‌شده

متغیر وابسته

مدل

درجه آزادی

مجموع مربعات

میانگین مربعات

F

معنی­داری

زیتوده برگ

رگرسیون

1

98/247

89/247

51/398

00/0

باقی­مانده

28

41/17

622/0

 

 

مجموع

29

31/265

 

 

 

ذخیره کربن برگ

رگرسیون

1

28/46

28/46

41/381

00/0

باقی­مانده

28

39/3

121/0

 

 

مجموع

29

68/49

 

 

 

شاخص سطح برگ

رگرسیون

1

015/0

015/0

80/180

00/0

باقی­مانده

28

002/0

00/0

 

 

مجموع

29

017/0

 

 

 

جدول 5- ضرایب رابطه­های رگرسیون به‌دست‌آمده و آزمون معنی­داری آن­ها

متغیر وابسته

مدل

ضریب استاندارد نشده

ضرایب استانداردشده Beta

t

معنی­داری

B

اشتباه معیار

زیتوده برگ

مقدار ثابت

325/2-

496/0±

967/0

692/4-

000/0

متوسط قطر تاج

359/2

118/0±

963/19

000/0

ذخیره کربن برگ

مقدار ثابت

958/0-

219/0±

965/0

399/4-

000/0

متوسط قطر تاج

018/1

052/0±

530/19

000/0

شاخص سطح برگ

مقدار ثابت

015/0-

006/0±

931/0

662/2-

013/0

متوسط قطر تاج

018/0

001/0±

447/13

000/0

 


بحث و نتیجه گیری

در بیشتر مطالعات انجام‌شده در ایران میزان زی­توده اندام­های هوایی بعنوان جایگزینی برای میزان ترسیب کربن در نظر گرفته ‌شده است (9). تعیین میزان زی­توده و کربن ترسیب شده در برگ گونه ارغوان می­تواند نقطه شروعی برای این‌چنین مطالعاتی بر روی گونه­های جنگلی ذخیره‍گاه­ها و مقایسه توان آن­ها در ترسیب دی­اکسید کربن اتمسفر باشد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که میانگین شاخص سطح برگ گونه ارغوان در جنگل­های ایلام 058/0 بدست آمد (جدول 1) در حالی­که عدل (6) شاخص سطح برگ گونه­های بلوط و بنه در جنگل­های یاسوج را 2/1 برآورد کرد که به‌مراتب بیشتر از مقدار شاخص سطح برگ گونه ارغوان در تحقیق حاضر است. از دلایل تفاوت می­توان به تعداد گونه­های بررسی‌شده، تفاوت در نوع گونه و نیازهای اکولوژیک گونه­های موردبررسی اشاره کرد. همچنین تراکم گونه­های مورد بررسی از دیگر دلایل تفاوت نتایج است بطوری که در تحقیق حاضر تعداد در هکتار درختان ارغوان 5/7 اصله بدست آمد درحالی‌که در مطالعه عدل (6) تعداد در هکتار گونه بلوط و بنه بترتیب 86/89 و 05/5 اصله بدست آمد. خسروی و همکاران (2012) (22) نیز شاخص سطح برگ گونه Quercus libani Olive. را در جنگل­های زاگرس شمالی 99/1 برآورد کرد که با نتایج شاخص سطح برگ گونه ارغوان تفاوت زیادی دارد. از دلایل تفاوت می­توان به تراکم گونه­های بررسی شده اشاره کرد که در تحقیق حاضر تعداد در هکتار درختان ارغوان 5/7 اصله بدست آمد درحالی‌که در مطالعه خسروی و همکاران (2012) (22). تعداد در هکتار گونه بلوط 302 اصله بدست آمد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که میزان زی­توده و کربن ذخیره شده در برگ گونه ارغوان بترتیب 55/53 و 4/23 کیلوگرم در هکتار بدست آمد. عدل (6) در جنگل­های یاسوج، میزان زی­توده برگ گونه بنه را 2/57 کیلوگرم در هکتار و گونه بلوط را 3/1317 کیلوگرم در هکتار برآورد کرد. علی­رغم اینکه گونه بنه (05/5 اصله در هکتار) نسبت به گونه ارغوان (5/7 اصله در هکتار) بررسی شده در تحقیق حاضر، از تراکم کمتری برخوردار است، اما گونه بنه به دلیل داشتن سطح تاج بزرگ‌تر نسبت به گونه ارغوان و همچنین گونه بلوط (86/89 اصله در هکتار) به دلیل داشتن تراکم بیشتر نسبت به گونه ارغوان (5/7 اصله در هکتار) از مقدار زی­توده و ترسیب کربن بیشتری برخوردار هستند. پناهی و همکاران (3) میزان زی­توده و ذخیره کربن برگ گونه بلوط ایرانی را بترتیب 1/282 و 2/140 کیلوگرم در هکتار برآورد کردند که با توجه گستردگی تاج درختان بلوط ایرانی و همچنین تراکم بیشتر این درختان نسبت به درختان ارغوان، مقدار زی­توده و کربن ترسیب شده در آنها بیشتر است. همچنین در مطالعه پناهی و همکاران (1) میزان دی‌اکسید کربن ترسیب شده توسط برگ­های درختان بنه 3/96 کیلوگرم در هکتار بدست آمد درحالی‌که مقدار دی‌اکسید کربن ترسیب شده توسط برگ­های درختان ارغوان در تحقیق حاضر 02/86 کیلوگرم در هکتار بدست آمد، که بدلیل کمتر بودن سطح تاج و مقدار زی­توده برگ درختان ارغوان نسبت به درختان بنه، مقدار دی‌اکسید کربن ترسیب شده برگ درختان ارغوان کمتر از بنه برآورد شد. اسلام دوست و همکاران (2017) (14) نتایج نشان دادند که میزان زی­توده برگ سه گونه توسکای ییلاقی، صنوبر دلتوئیدس و دارتالاب در جنگل‌کاری‌های شهرستان آمل بترتیب 55/12032، 62/2490 و 6/6506 کیلوگرم در هکتار برآورد شد که بدلیل تعداد در هکتار زیاد این گونه­ها و همچنین جنگل‌کاری بودن این نوع گونه­ها، میزان زی­توده گونه­های مذکور به‌مراتب بیشتر از نتایج تحقیق حاضر بدست آمد.

در بررسی روابط آلومتریک مشخص شد که متغیر متوسط قطر تاج نسبت به دیگر متغیرهای مستقل بررسی‌شده بیشترین میزان همبستگی با متغیرهای وابسته زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ را دارد (جدول 2) و به همین دلیل در مدل­های بدست‌آمده از این مشخصه استفاده شد که نتایج مدل­ها نشان داد که همه مدل­ها از دقت قابل قبولی برخوردار هستند و این نتایج بدلیل همبستگی خیلی بالا بین متغیرهای وابسته ذکرشده در بالا و متغیر برآورد کننده متوسط قطر تاج می­باشد. پناهی و همکاران (1) نیز نشان دادند که در بررسی روابط آلومتریک زی­توده برگ درختان بنه در باغ گیاه­شناسی ملی ایران، متوسط قطر تاج تأثیرگذارترین عامل در مدل بدست‌آمده بوده است که با نتایج تحقیق حاضر همخوانی دارد. در تحقیق دیگر عدل (6) نشان داد که متغیر قطر برابرسینه نسبت به دیگر متغیرها اهمیت بیشتری در تعیین زی­توده برگ گونه­های بلوط و بنه در جنگل­های یاسوج دارد که با نتایج تحقیق حاضر بدلیل تفاوت در گونه­های مورد بررسی و شرایط رویشگاهی همخوانی ندارد. بررسی روابط آلومتریک نشان داد که مقدار ضریب تبیین تعدیل یافته مدل­های بدست آمده نشان‌دهنده این مطلب است که مدل­های بدست آمده قابلیت تبیین تغییرات زی­توده برگ، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ درختان ارغوان را براساس متغیر متوسط قطر تاج‌دارند (جداول 3 تا 5). بررسی روابط آلومتریک نشان داد که مقدار ضریب تبیین (R2) بدست‌آمده برای متغیر زی­توده برگ بیانگر این است که 4/93 درصد از تغییرات زی­توده برگ‌بر اساس متغیر متوسط قطر تاج توجیه می­شود که این مقدار برای متغیر وابسته ذخیره کربن برگ 2/93 درصد و برای متغیر شاخص سطح برگ 6/86 درصد است (جدول 3). در مطالعه عدل (6) در مورد زی­توده برگ، یک مدل لگاریتمی خطی (95/0R2 =) با استفاده از متغیر قطر برابرسینه برای برآورد زی­توده برگ درختان بنه در جنگل­های یاسوج ارائه شد. کومار سارکر و همکاران (2013) (23)به بررسی 16 معادله آلومتریک مختلف بمنظور برآورد زی­توده برگ گونه Artocarpus chaplasha براساس متغیرهای قطر برابرسینه و ارتفاع درختان در جنگل­های بنگلادش پرداختند که نتایج نشان داد بهترین مدل­ها با بیشترین میزان ضریب تبیین مربوط به مدل­هایی با تنها یک متغیر پیش­بینی کننده می‍باشد. در تحقیق حاضر نیز از متغیر برآورد کننده متوسط قطر تاج بعنوان تنها متغیر پیش­بینی کننده در برآورد زی­توده، شاخص سطح برگ و میزان ذخیره کربن برگ گونه ارغوان استفاده شد که نتایج ضریب تبیین تعدیل یافته قابل‌قبول می­باشد. همچنین کالوو-آلوارادو و همکاران (2008) (11)، سوشا وویزیک (2007)(25) نشان دادند که بیشتر از 80 درصد تغییرات زی­توده برگ گونه
Pinus sylvestris L. براساس متغیر قطر برابرسینه قابل توجیه می‍باشد که در بررسی حاضر نتایج نشان داد این مقدار برای متغیر وابسته زی­توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ گونه ارغوان با استفاده از متغیر برآورد کننده متوسط قطر تاج بیشتر از 80 درصد است (جدول 3). نتایج تحقیق حاضر نشان داد که بین متغیرهای وابسته زی­توده برگ، مقدار کربن ذخیره‌ شده و شاخص سطح برگ درختان ارغوان ارتباط معنی‌داری وجود دارد و براساس آنالیز رگرسیون­های خطی، مدل­هایی بدست آمد که با دقت خوبی شاخص­های ذکرشده را برآورد می­کنند (جدول­های 4 و 5). نتایج حاصل از این تحقیق نشان‌دهنده توانایی اندازه­گیری ترسیب کربن در برگ گونه ارغوان با استفاده از معادلات آلومتریک است. در سایر مطالعات انجام‌شده زی­توده برگ مورد اندازه­گیری قرارگرفته است درحالی‌که دراین مطالعه به روش مستقیم میزان کربن ترسیب یافته در برگ گونه ارغوان اندازه­گیری شد. ارائه نتایج مربوط به مدل­های انتخاب شده می­تواند یک معیار در زمینه مقایسه مقادیر زی­توده و شرایط رویشگاهی ارغوان و درنتیجه نحوه مدیریتی جنگل­های تحت مطالعه در تحقیق حاضر محسوب شود.

1- پناهی، پ.، پورهاشمی، م.، و حسنی­نژاد، م.، 1390. برآورد زیتوده و ذخیره کربن برگ گونه بنه در باغ گیاه­شناسی ملی ایران. مجله جنگل ایران، 3(1)، صفحات 12-1.

2- پناهی، پ.، پورهاشمی، م.، و حسنی­نژاد، م.، 1392. مقایسه سطح ویژه برگ گونه بلوط بومی زاگرس در باغ گیاه­شناسی ملی ایران، مجله بوم­شناسی جنگل­های ایران، 1(2)، صفحات 26-12.

3- پناهی، پ.، پورهاشمی، م.، و حسنی­نژاد، م.، 1393. آلومتری زی­توده و ذخیره کربن برگ بلوط­های باغ گیاه­شناسی ملی ایران. مجله پژوهش­های گیاهی، 27(1)، صفحات 22-12.

4- پیله­ور، ب.، میرآزادی، ز.، طاهری آبکنار، ک.، و ویسکرمی، ز.، 1393. برآورد زیست‌توده، کربن ترسیب یافته و متوسط سطح برگ درختان بلوط زاگرس میانی (مطالعه موردی جنگل­های شهنشاه لرستان)، مجله گیاه و زیست‌بوم، 10(41)، صفحات 92-81.

5- روحی­مقدم، ع.، 1393. بررسی ارتباط بین شاخص سطح برگ و میزان ترسیب کربن در خاک توده‌های جنگلی خالص و آمیخته دست کاشت بلندمازو (مطالعه موردی: جنگل­های جلگه­ای چمستان)، مجله اکوسیستم­های طبیعی ایران، 5(4)، صفحات 22-11.

6- عدل، ح.، 1386. برآورد بیوماس برگ و شاخص سطح برگ دو گونه عمده در جنگل­های یاسوج. مجله تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 15(4)، صفحات 426-417.

7- مقدم، م. ر.، 1380. اکولوژی توصیفی و آماری پوشش گیاهی. انتشارات دانشگاه تهران، 248صفحه.

8- مهدوی، ع.، امیدی، ز.، اسدفلسفی­زاده، ن.، و سایه­میری، ع.، 1396. ارش­گذاری تفرجی ذخیره­گاه جنگلی ارغوان استان ایلام با استفاده از روش ارزش­گذاری مشروط، مجله پژوهش و توسعه جنگل، 3(2)، صفحات 118-107.

9- واحدی، ع. ا.، 1396. اندازه­گیری و مدل­سازی آلومتری ترسیب کربن تنه تجاری درختان در جنگل آمیخته راش شرقی
(Fagus orientalis Lipsky). مجله پژوهش­های گیاهی، 30(3)، صفحات 632-619.

 

10- Brooks, R., 1998. Carbon Sequestration, what's that? UI Extension Forestry Information Series, Forest Management No: 32, 2 p.

11- Calvo-Alvarado, J., Mcdowell, N., and  Waring, R., 2008. Allometric relationships predicting foliar biomass and leaf area: sapwood area ratio from tree height in five Costa Rican rain forest species, Tree Physiology, 28, PP: 1601-1608.

12- Cotter, M., Asch, F., Hilger, T., Rajaona, A., Schappert, A., Stuerz, S., and Yang, X., 2017. Measuring leaf area index in rubber plantations −a challenge. Ecological Indicators, 82, PP: 357-366.

13- Environmental science activities for the 21st century (ESA21). 2008. Trees and carbon, 13p.

14- Eslamdoust, J., Sohrabi, H., Hosseini, S. M., and Naseri, B., 2017. Leaf biomass and leaf area equations for three planted trees in Iran, European Journal of Biological Research, 7(1), PP: 50-58.

15- Fang, S., Xue, J., and Tang, L., 2007. Biomass production and carbon sequestration potential in poplar plantations with different management patterns, Journal of Environmental Management, 85, PP: 672-679.

16- Hill, M. J., Braaten, R., and Mckeon, G. M., 2003. A scenario calculator for effect of grazing land management on carbon stocks in Australian rangelands, Environmental Modeling & Software, 18(7), PP: 627-644.

17- Husch, B., Beers T. W., and Kershaw, J. A., 2003. Forest mensuration. 4th Edition, John Wiley and Sons Inc., 443 p.

18- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2003. Good practice guidance for land use, land-use change and forestry. Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan, 599 p.

19- Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), 2006. Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories, Volum 1; General guidance and reporting. Institute for Global Environmental Strategies (IGES), Hayama, Japan, 309 p.

20- Kahyani, S., Sohrabi, H., Hosseini, S. M., and Vanclay, J., 2016. LAI and leaf biomass allometric equations for three common tree species in a Hyrcanian temperate forest. Open Journal of Forestry, 6, PP: 1-7.

21- Ketterings, Q. M., Coe, R., Noordwijk, M. V., Ambagau, Y., 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, PP: 199-209.

22- Khosravi, S., Namiranian, M., Ghazanfari, H., and Shirvani, A., 2012. Estimation of leaf area index and assessment of its allometric equations in oak forests: Northern Zagros, Iran, Journal of Forest Science, 58(3), PP: 116-122.

23- Kumar Sarker, S., Das, N., Chowdhury, M. Q., and Haque, M. M., 2013. Developing allometric equations for estimating leaf area and leaf biomass of Artocarpus chaplasha in Raghunandan Hill Reserve, Bangladesh, Southern Forests: a Journal of Forest Science, 75, PP: 51-57.

24- Nowak, L., 1996. Estimating leaf area and leaf biomass of open-grown deciduous urban trees, Forest Science, 24(4), PP: 504-507.

25- Socha, J., and  Wezyk, P., 2007. Allometric equations for estimating the foliage biomass of Scots Pine, European Journal of Forest Research, 126, PP: 263-270.

26- Sprintsin, M., Cohen, S., Maseyk, K., Rotenberg, E., Grünzweig, J., Karnieli, A., and Yakir, D., 2011. Long term and seasonal courses of leaf area index in a semi-arid forest plantation, Agriculture and Forest Management, 151, PP: 565–574.