نوع مقاله: مقاله پژوهشی

چکیده

گیاهان بطور اعم و درختان بطور خاص نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی خود واکنش نشان می‌دهند. درختان میتوانند بمانند آرشیوی تغییرات محیطی محل رویش خود را حفظ نمایند. با وجود اینکه پارک‌های جنگلی شهری مورد مراقبت و آبیاری قرار می‌گیرند، همچنان تحت تأثیر عمومی تغییرات اقلیمی و محیطی هستند. در این تحقیق به‌منظور بررسی تفاوت واکنش درختان جنگلی نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی از روش گاهشناسی درختی (دندروکرونولوژی) استفاده شده است. محل مورد مطالعه پارک جنگلی لویزان در قسمت شمال تهران بوده و گونه‌های بررسی شده کاج، سرو، زبان‌گنجشک، اقاقیا و داغداغان می‌باشند. مدت زمان مورد بررسی از ابتدای کاشت این درختان تا سال 1390 می‌باشد. لازم به ذکر است که زمان کاشت درختان متفاوت است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان‌دهنده واکنش‌های متفاوتی است که درختان مورد مطالعه نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی از خود نشان داده‌اند. ضریب تعیین بالا در گونه‌های کاج و سرو و زبان‌گنجشک (ون)، نشانگر رابطه مناسب درون گونه‌ای بین نمونه‌های اندازه‌گیری شده است. گونه‌های اقاقیا و داغداغان همبستگی درون گونه‌ای پایینی دارند ولی در مقایسه با گونه‌های دیگر و با استفاده از آزمون پیرسون، رابطة معنی‌دار و همبستگی بالایی بین این دو گونه و گونه‌های دیگر بدست آمده است (جدول2). گونة سرو همبستگی مناسبی با گونه‌های دیگر از خود نشان نداده و روند تغییرات آن نیز متفاوت می‌باشد. اگرچه، عوامل اقلیمی بارش و دما به‌عنوان عامل عمومی حاکم بر کل مجموعه تأثیرگذار هستند، ولی در داخل پارک به دلیل شرایط میکروکلیما، عوامل دیگری مانند جهت شیب، درصد شیب، نزدیکی به مناطق شهری، خاک منطقه و آلودگی هوا تأثیرگذارتر بوده و فاکتور رشد را به شدت تحت تأثیر قرار داده‌اند.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation and consideration of forest tree reaction to climate and environmental changes (Case study: Lavizan forest park)

چکیده [English]

This study explores the influence of climate and environmental changes on 5 tree species (Cupressus arizonica, Robinia pseudoacacia), Fraxinus rotundifolia, pinus eldarica and Celtis australis) in Lavizan plantation forest park, which is located in northern part of Tehran. Although, recreation parks are under irrigation, but still trees and vegetation cover are influenced by environmental and climate factors. In this research, dendrochronology study method have been used to identify different reaction of these five tree species to environmental and climate changes. Plants, especially, trees are sensitive to their environmental changes, and tree-ring width is one of the reliable proxies of ambient environmental conditions. Climate and environmental changes affect natural ecosystems as well as planted forests. This study has been conducted in 5 study plots in the park and instrumental data were derived from nearest meteorological station (Shomal e Tehran station) from 1988-2008. Correlation analysis was used (with SPSS Statistics Package and Excel) to explore relationship between climate and measured tree-ring widths. All the species show obvious decrease in tree ring width, in result of increasing temperature in the last 20 years. Substantially, environmental parameters like soil characteristics, gradient, slope direction and air pollution, affect the growth elements in all species.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate and environmental changes
  • Lavizan forest park
  • dendrochronology
  • planted forests

بررسی واکنش درختان جنگلی نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی (مطالعه موردی: پارک جنگلی لویزان) 

مریم کیائی ضیابری1،* و مصطفی جعفری2 

1 تهران، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات 

2 تهران، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، بخش ارزیابی جهانی تغییر اقلیم 

تاریخ دریافت: 3/3/91                 تاریخ پذیرش: 2/7/92 

چکیده 

گیاهان بطور اعم و درختان بطور خاص نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی خود واکنش نشان می‌دهند. درختان میتوانند بمانند آرشیوی تغییرات محیطی محل رویش خود را حفظ نمایند. با وجود اینکه پارک‌های جنگلی شهری مورد مراقبت و آبیاری قرار می‌گیرند، همچنان تحت تأثیر عمومی تغییرات اقلیمی و محیطی هستند. در این تحقیق به‌منظور بررسی تفاوت واکنش درختان جنگلی نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی از روش گاهشناسی درختی (دندروکرونولوژی) استفاده شده است. محل مورد مطالعه پارک جنگلی لویزان در قسمت شمال تهران بوده و گونه‌های بررسی شده کاج، سرو، زبان‌گنجشک، اقاقیا و داغداغان می‌باشند. مدت زمان مورد بررسی از ابتدای کاشت این درختان تا سال 1390 می‌باشد. لازم به ذکر است که زمان کاشت درختان متفاوت است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان‌دهنده واکنش‌های متفاوتی است که درختان مورد مطالعه نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی از خود نشان داده‌اند. ضریب تعیین بالا در گونه‌های کاج و سرو و زبان‌گنجشک (ون)، نشانگر رابطه مناسب درون گونه‌ای بین نمونه‌های اندازه‌گیری شده است. گونه‌های اقاقیا و داغداغان همبستگی درون گونه‌ای پایینی دارند ولی در مقایسه با گونه‌های دیگر و با استفاده از آزمون پیرسون، رابطة معنی‌دار و همبستگی بالایی بین این دو گونه و گونه‌های دیگر بدست آمده است (جدول2). گونة سرو همبستگی مناسبی با گونه‌های دیگر از خود نشان نداده و روند تغییرات آن نیز متفاوت می‌باشد. اگرچه، عوامل اقلیمی بارش و دما به‌عنوان عامل عمومی حاکم بر کل مجموعه تأثیرگذار هستند، ولی در داخل پارک به دلیل شرایط میکروکلیما، عوامل دیگری مانند جهت شیب، درصد شیب، نزدیکی به مناطق شهری، خاک منطقه و آلودگی هوا تأثیرگذارتر بوده و فاکتور رشد را به شدت تحت تأثیر قرار داده‌اند.

واژه‌های کلیدی: تغییرات اقلیمی و محیطی، پارک جنگلی لویزان، درختان جنگلی، گاهشناسی درختی (دندروکرونولوژی)

* نویسنده مسئول، تلفن: 77385865، پست الکترونیکی: kiaee.maryam67@gmail.com

مقدمه

 

پدیده گرمایش زمین و بتبع آن تغییرات اقلیم اثرات شدیدی روی اکوسیستم‌های کرة زمین داشته و خواهد داشت. بر طبق گزارش مجمع بین‌الدولی تغییر اقلیم (14) الگوی گرمایش سالهاست آغاز شده و در آینده نیز ادامه خواهد داشت. بسیار با اهمیت است که بدانیم اکوسیستم‌ها در مقابل این تغییرات چگونه پاسخگو هستند و در آینده چه تغییراتی می‌کنند. اثرات گرمایش زمین روی اکوسیستم‌ها، بدلیل کمبود اطلاعات موجود، با شک و تردید روبروست. همچنین اطلاعات کافی در مورد واکنش عنصر رشد در گونه‌های مختلف درختان نسبت به دما وجود ندارد (16). در حالی‌که نشان داده شده است که دما فاکتور بسیار مهمی در رشد درختان در اکوسیستم‌های جنگلی به‌شمار می‌رود (19). رشد در درختان تابع تغییرات فصلی است و حلقه‌های رشد سالانه در درختان شاخص مطمئنی در بیان شرایط زیست محیطی گذشته می‌باشند. گیاهان در بهار و تابستان بهتر از پاییز و زمستان رشد می‌کنند. این موضوع امکان مطالعات تغییر اقلیم بوسیله حلقه‌های رشد سالانة درختان را فراهم می‌سازد(15). در واقع درختان آرشیوهای زنده‌ای از تغییرات اقلیمی هستند. از طریق مطالعات گاهشناسی درختی(dendrochronolog)  می‌توان به رویدادهای گذشته و تغییرات آب و هوایی در محیط‌های اکولوژیکی مختلف پی برد (15). دندروکرونولوژی یا گاهشناسی درختی، به علم تاریخ‌گذاری حلقه‌های رویشی اطلاق می‌شود. این روش شامل بررسی و تجزیه و تحلیل اطلاعات موجود در ساختار حلقه‌های تاریخ‌گذاری شده و استفاده از آن به‌منظور پاسخگویی به سؤالات تاریخی و زیست محیطی می‌باشد (پایگاه گاهشناسی درختی ایران، 1390). همچنین این روش ظرفیت لازم را برای آشکارسازی حساسیت رشد درخت نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی دارا می‌باشد (18).  به‌علاوه، پیش‌بینی چگونگی توسعة منابع جنگلی در آینده بدون مطالعه روی واکنش درختان نسبت به تغییرات اقلیمی امکانپذیر نخواهد بود (17).

نیل پدرسون و همکاران (19) در مطالعاتی که انجام دادند اثر دمای زمستان را بر روی شش گونة مختلف درختی در درة رودخانة هودسون (Hudson River Valley) در شمال آمریکا تعیین کردند. آنها بیان کردند که دمای ماه ژانویه بیشترین محدودیت را در رشد درختان اعمال می‌کند. اختصاصی و همکاران (1) در مقاله‌ای تحت عنوان پالیوکلیماتیک و گاهشناسی ترسالیها و خشکسالیها با استفاده از گونه‌های چوبی مناطق خشک، با انطباق داده‌های آماری طی 32 سال گذشته مربوط به بارندگی دشت یزد با دوایر سالانه در گونة بوته‌ای علف مار، نشان دادند که بین قطر دوایر سالانه و بارندگی سالانه رابطه معنی‌داری وجود دارد. بدین‌وسیله می‌توان با دیرینه‌شناسی اقلیمی دوایر سالانه، تغییرات بارندگی، ترسالیها و خشکسالیها را برآورد نمود.

کیایی و همکاران (11)، رابطة بین پهنای دوایر رویشی با بارندگی در گونة کاج الدار در منطقه کلاردشت را بررسی کردند. با استفاده از همبستگی پیرسون آنها نشان دادند که ارتباط مثبت معنی‌داری بین پهنای دوایر رویشی و بارش ماه می وجود دارد.

کاظمی و همکاران (10) روی حلقه‌های رویشی صنوبر و اثر متغیرهای اقلیمی روی آن کار کردند. مطالعات آنها نشان داد که حداکثر دما اثر بازدارندگی بر روی رشد صنوبر دارد و بارندگی ماه‌های اول بهار و اواخر زمستان اثر مثبتی بر روی رشد صنوبر دارد.

یو ساوا و همکارانش (21)، اثرات تغییر اقلیم را بر روی تعدادی از ویژگیهای حلقة سالانه مانند پهنای چوب بهاره و پاییزه، دانسیتة چوب پاییزه و درصد کاهش چوب پاییزه با افزایش ارتفاع را بر روی گونه‌ای از کاج اسکاتلندی (Scots pine) در منطقة درخت‌کاری شده در جنوب سیبری بررسی کرده‌اند. آنها نشان دادند که تغییرات شرایط آب و هوایی تا 87% تغییرات رشد در گونة مورد بررسی را تعیین می‌کند.

لوپاتین و همکاران (17)، در مقاله‌ای تحت عنوان اثرات تغییر اقلیم روی حلقه‌های رشد سالانه در گونة پیسه آ (Siberian spruce) و کاج اسکاتلندی(Scots pine)  در شمال‌شرقی سیبری، یک الگوی دراز مدت در افزایش دما و بارش را شناسایی کردند. در طی 20 سال گذشته همة ایستگاه‌های هواشناسی در منطقة مورد مطالعه افزایش دما، و طی 40 سال گذشته افزایش بارش را نشان دادند. بر طبق این تحقیق، تغییر اقلیم می‌تواند قسمتی از افزایش تولید را در جنگل توجیه کند.

مواد و روشها

موقعیت و ویژگیهای منطقة مورد مطالعه:  در  این مطالعه

جنگلهای دست کاشت لویزان به‌عنوان مطالعه موردی در نظر گرفته می‌شود. این پارک جنگلی در سال 1346 تأسیس شده و در شمال شرق تهران در منطقه 4 شهرداری واقع شده است (شکل 1). از نظر مختصات جغرافیایی این پارک در طول جغرافیایی E 29 º51  تا "15  َ34  º51 برابر با 544000 تا 551500 UTM و عرض جغرافیاییN "20  َ44  º35 تا "45  َ46 º35 برابر با 3956500  تا 3969500 UTM واقع گردیده است. ارتفاع پارک در پایینترین نقطه 1390 متر و در بالاترین نقطه 1590 متر می‌باشد، شکل 1 موقعیت پارک را در شهر تهران و در ناحیه مورد نظر نشان می‌دهد.

مساحت اولیه پارک جنگلی لویزان معادل 6/1075 هکتار محاسبه گردیده که با احتساب 35 درصد شیب، برابر 1451 هکتار برآورد می‌گردد. در سالهای اخیر مساحت 7/215 هکتار از زمینهای پارک حدفاصل شهرک امید و بزرگراه استخر در قالب مدیریت بهره‌وری واگذار گردیده است. زمین باقیمانده معادل 860 هکتار می‌باشد که بدلیل احداث شهرک شهید دقایقی در قسمت غربی پارک، گسترش بزرگراه هنگام، بزرگراه استخر، اتوبان شهید بابایی و همچنین خطای احتمالی در مساحی صورت گرفته در نقشه‌برداری اولیه، متراژ دقیق زمین باقیمانده در حال حاضر معادل 8/762 هکتار می‌باشد (9). این پارک از شمال به قوچک، از جنوب به شمس‌آباد و از غرب به ده لویزان و از شرق به پادگان خاتم‌الانبیا محدود می‌شود.

در رابطه با ویژگیهای خاک‌شناسی منطقه، باید توجه نمود که خاک منطقه عامل بسیار محدود کننده‌ای در رشد درختان می‌باشد. خاک منطقه دانه‌درشت بوده و آب را برای مدت کوتاهی در خود نگه می‌دارد که این باعث می‌شود بخش محدودی از نیاز آبی درختان رفع شده و مواد غذایی خاک شامل ماکروالمانها (نیتروژن- فسفر- پتاسیم- کلسیم- منیزیم- گوگرد) و میکروالمانها (آهن- منگنز- مولیبدن- بر- مس- روی- کلر) به سرعت شسته شده و از دسترس ریشه خارج گردند. در پارک مورد بررسی از کود برای تقویت درختان استفاده نمی‌شود. البته بیشتر درختان در شیب قرار گرفته‌اند. خاکهای شسته شده در قسمتهای پایین‌تر متمرکز می‌شوند. عمق خاک مناسب بوده، pH متوسط خاک 74/7 و متوسط هدایت الکتریکی عصاره اشباع برابر با 7/0 دسی‌زیمنس بر متر می‌باشد (6). بافت خاک در اراضی تپه ماهوری (Hills) اغلب لوم- رسی- شنی و یا لوم- شنی می‌باشد (6).

از غرب به شرق تکامل خاک بیشتر شده و همینطور تپه ماهورها و درصد شیب از غرب به شرق کاهش می‌یابد. شیب عمومی اراضی تپه ماهوری 12 تا 30 درصد و در بعضی از مناطق بصورت محدود تا 60 درصد می‌باشد (6). تبخیر در قسمتهای جنوبی بیشتر و در قسمتهای شمالی کمتر است. درختان بخش شمالی مرغوبتر و از رشد بهتری برخوردارند. خاک شرقی نیز مرغوبتر از سمت غربی است.

در جنگل لویزان عمده سطح به کشت گونه‌های سوزنی برگ کاج و سرو اختصاص داده شده است. در این گونه‌ها، درصد زنده‌مانی بالا و تراکم تعداد پایه‌ها در هکتار در حد ایده‌آل می‌باشد. در خصوص گونة پهن برگ، بیشترین پایه‌ها به درختان اقاقیا و ون تعلق دارد، این درختان از نظر تراکم کاشت اولیه مناسب بوده ولی طی سالهای گذشته بعلت عدم سازگاری با محیط و شرایط نامناسب خاک و زهکشی شدید، تعدادی از پایه‌های ون و اقاقیا خشکیده و یا قطع شده‌اند و بجای آنها پایه‌های سوزنی برگ سرو یا کاج کاشته شده است. در پارک لویزان گونه‌های سوزنـی برگ، اقاقیا، ونو عرعر با بیشترین تعداد کاشته شده‌اند، گونه‌های داغداغـان، چنار، توت سفید، بید، سنجد، جوالدوز، بادام، نارون و درختچه‌هـای ارغـوان، انـار، خرزهره، گز، برگ نو و طاووسـی بصورت تک پایـه یا تـوده‌های بزرگ و کوچک در سطح پارک کاشته شده اند.

در بررسی شبکه هواشناسی منطقه، ایستگاه سینوپتیک شمال تهران بدلیل نزدیکی به منطقه مورد مطالعه، موقعیت مناسب ارتفاعی، کیفیت مناسب ابزار اندازه‌گیری و قرائت‌های انجام شده، برای اخذ داده‌های هواشناسی ارجحیت دارد. ایستگاه مذکور در طول جغرافیایی 51 درجه و 37 دقیقه شرقی و عرض جغرافیایی 35 درجه و 47 دقیقه شمالی با ارتفاع 2/1548 متر از سطح دریا واقع شده است (4).

میانگین بارندگی در منطقه مورد مطالعه براساس ایستگاه معرف شمال تهران، 5/401 میلیمتر برآورد می‌شود. اسفند ماه، پربارانترین ماه سال می‌باشد. متوسط بارندگی اسفند ماه، 9/81 میلیمتر می‌باشد. این ماه از 4/20 درصد کل نزولات آسمانی سال برخوردار است. کم بارانترین ماه سال، تیر ماه می‌باشد. میانگین بارش در این ماه 7/2 میلیمتر می‌باشد و فقط 7/0 درصد از کل بارش سالانه در این ماه اتفاق می‌افتد. منطقه مورد مطالعه دارای رژیم بارندگی مدیترانه‌ای برخوردار از فصل خشک می‌باشد و این فصلمنطبق با فصل تابستان می‌باشد.

میانگین بارش در فصل زمستان، 3/208 میلیمتر می‌باشد. مقدار بارش در فصول پائیز، بهار و تابستان به‌ترتیب 2/115، 6/67 و 4/10 میلیمتر میباشد. پربارانترین فصل سال، زمستان می‌باشد. سهم زمستان از بارش سالانه، 9/51 درصد می‌باشد، در حالی‌که این سهم برای فصول پائیز و بهار به‌ترتیب  7/28 و 8/16 درصد می‌باشد. تابستان خشکترین فصل سال می‌باشد و مجموع نزولات آسمانی که در این فصل می‌بارد، کمتر از 6/2 درصد از کل بارش سالانه می‌باشد.

اقلیم منطقه براساس طبقه‌بندی اقلیمی دومارتن، نیمه‌خشک و براساس طبقه‌بندیهای دومارتن اصلاح شده و آمبرژه‌، نیمه‌خشک سرد ارزیابی می‌شود (4).

روش تحقیق: اساس هر مطالعة گاهشناسی منطقی، انتخاب نمونه با معیارهای بیولوژیکی- اکولوژیکی مناسب است. انتخاب درخت و سایت مورد مطالعه و روش کار نیز کاملاً به اهداف مطالعه بستگی دارد (11).

در این بررسی روش تحقیق بر مبنای جمع‌آوری منابع اطلاعاتی و داده‌های هواشناسی در مقاطع زمانی متفاوت، به‌منظور شناسایی میزان تغییرات حادث شده در وضعیت اکوسیستم و نیز جمع‌آوری نمونه‌های چوب از درختان استوار می‌باشد (7).

به‌منظور انتخاب نقاط یا ایستگاه‌های نمونه‌برداری نکات زیر مورد توجه قرار گرفت:

- سعی بر این بود تا ایستگاه‌های نمونه‌برداری معرف خوبی از تمام منطقه باشند.

- ایستگاه‌ها ابتدا روی نقشه پوشش گیاهی و نیز سایر نقشه‌های مناسب انتخاب شده و بعد محل آنها در عرصه اصلاح شده و نهایی شدند.

- هر ایستگاه تا حد ممکن در وسط تیپ پوشش گیاهی مورد نظر قرار گرفته است.

- در این مطالعه بدلیل کوچک بودن منطقه و اختلاف ارتفاعی کم (1590-1390 متر)، تعیین نقاط و نمونه‌برداری در نقاط ارتفاعی متفاوت لزومی نداشت.

در هر ایستگاه ارتفاع، طول و عرض جغرافیایی، وضعیت پوشش گیاهی و شرایط درختان آن ثبت شد.

در این راستا، نقشه‌های توپوگرافی و پوشش گیاهی پارک جنگلی لویزان بررسی شد. سپس 5 نقطه به‌عنوان نقاط اولیة ایستگاه‌ها روی نقشه تعیین شد. سعی بر این بود که در هر ایستگاه چند گونه و از هر گونه چند تکرار برای نمونه‌برداری انتخاب شوند. البته تعداد زیادی از محققان 15 تکرار در یک مطالعة دقیق گاهشناسی را ضروری می‌دانند (15).

ازجمله نکات مهم در انتخاب گونة مناسب 1- نحوة پراکنش گونه و 2- طبیعت گونه و ویژگیهای حلقه سالانه در آنها می‌باشد (15).

 

 

جدول 1- مشخصات ایستگاه‌ها و تعداد گونه‌های مناسب نمونه‌برداری در هر ایستگاه

کد ایستگاه

کاج 

(pinus eldarica) 

سرو 

(Cupressus arizonica) 

اقاقیا 

(Robinia pseudoacacia) 

ون

(Fraxinus rotundifolia) 

داغداغان

(Celtis australis) 

ارتفاع

 متوسط (متر)

5B

-

5

-

3

-

1579

4B

6

-

-

1

2

1508

2C

9

9

-

-

-

1492

3C

8

-

3

-

-

1582

D

-

5

1

3

-

1555

جدول 2- ضریب همبستگی پیرسون بین گونه‌های مختلف (کاج- سرو- اقاقیا- ون- داغداغان)

متغیر

3CP

3CR

DF

DR

4BP

4BCe

2CP

2CP

**640/0

**746/0

**799/0

**779/0

**549/0

**505/0

1

3CP

1

**708/0

**663/0

**485/0

-

-

**640/0

3CR

**708/0

1

**652/0

**555/0

**454/0

-

**746/0

DF

**633/0

**652/0

1

**611/0

-

-

**779/0

DR

**458/0

**555/0

**611/0

1

**731/0

**608/0

**779/0

4BP

-

**454/0

-

**731/0

1

**604/0

**549/0

**همبستگی قابل توجه در سطح معناداری کمتر از 01/0

 

 

در این بررسی نمونه‌برداری و انتخاب درختان براساس یافتن درختان مسن پایه‌گذاری گردیده (2) و نمونه‌برداری نه به صورت تصادفی، بلکه بصورت گزینشی انجام شده است. تلاش گردید تا شرایط اقلیمی و همچنین ژئوبوتانیکی محل نمونه‌برداری در یک ناحیه هماهنگ و یکنواخت باشد. با توجه به اینکه انتخاب مناسب یکی از موارد موفقیت‌آمیز در فرایند تطابق زمانی است (13)، در انتخاب گزینشی درختان گونه‌های حساس به نوسانات اکولوژیکی و اقلیمی در یک رویشگاه مشخص مورد نمونه‌برداری قرار گرفتند (2). بدین ترتیب هر ایستگاه کد گذاری و به صورت میدانی بازدید شد و موقعیت هر ایستگاه بر روی نقشة پارک تعیین گردید (شکل 2). گونه‌های مورد مطالعه به دلیل فراوانی، رشد و شرایط مناسب آنها برای بررسی انتخاب و کد گذاری شدند. گونه‌هایی مانند کاج تهران، سرو، اقاقیا، ون و داغدغان برای نمونه‌برداری مناسب شناخته شدند. کد هر ایستگاه، ارتفاع متوسط هر ایستگاه، تعداد و گونه‌های مناسب برای نمونه‌برداری در هر ایستگاه در جدول 1 آورده شده است.

پس از انتخاب پایه‌های درختی، نمونه‌برداری از درختان مورد نظر انجام شد. دو نمونه مغزه بوسیلة متة سال سنج، به قطر 5 میلیمتر، از شمال و جنوب هر درخت، در ارتفاع برابر سینه (3/1 متر بالاتر از سطح زمین) تهیه گردید. نمونه‌ها پس از استخراج از درخت بر روی یک نگهدارنده تثبیت گردیده و با پیچیدن نخ از خروج آنها از حائل چوبی ممانعت گردید و به مدت چند هفته نگهداری شد تا کاملاً خشک شوند، سپس با استفاده از سمباده‌های درشت و متوسط و ریزنمونه‌ها صیقل داده شدند تا خطوط دوایر رویشی به خوبی نمایان شوند. آنگاه با استفاده از  دستگاه بینوکولر یاStereo- Microscope  حلقه ها از سمت آخرین حلقه تشکیل شده، آخرین سال رشد، به سمت مغز درخت شمارش گردیدند. پهنای دوایر سالانه با دقت 01/0 بدست آمده و داده ها با استفاده از برنامة Excel و نرم افزار آماری SPSS  مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند.

 

 

 

شکل 1- موقعیت پارک جنگلی لویزان در شهر تهران و در ناحیه مورد نظر (منبع Map data@2012 Google) طول جغرافیایی پارک 29َ 51ْ تا  15ً 34َ  51ْ شرقی عرض جغرافیایی پارک  20ً 44َ 35ْ تا  15ً 34َََ 35ْ شمالی

 

 

شکل 2- نقشة پارک جنگلی لویزان و موقعیت ایستگاه‌های نمونه‌برداری در پارک

 

 

(الف) تغییرات پهنای دوایر رویشی در گونة کاج با نمایش فرمول روند تغییرات بین سالهای 1389-1347

 

(ب) تغییرات پهنای دوایر رویشی در گونة سرو با نمایش فرمول روند تغییرات پلی نومیال بین سالهای 1389-1351

(ج) تغییرات پهنای دوایر رویشی در گونة داغداغان با نمایش فرمول روند تغییرات بین سالهای 1389-1369

 

(د) تغییرات پهنای دوایر رویشی در گونة ون با نمایش فرمول روند تغییرات بین سالهای 1389-1351

 

(و) تغییرات پهنای دوایر رویشی در گونة اقاقیا با نمایش فرمول روند تغییرات بین سالهای 1389-1353

شکل 3- منحنی‌های تغییرات پهنای دوایر رویشی گونه‌های مورد مطالعه از ابتدای کاشت تا سال 1389


نتایج 

از آنجایی‌که برای هر پایه درخت دو نمونه در جهت‌های شمالی و جنوبی تهیه شد، مقدار میانگین بین پهنای دوایر رویشی شمال و جنوب برای هر  درخت بدست آمده و بعد در هر ایستگاه بین گونه‌های مشابه مقدار متوسط نیز محاسبه گردید. در پایان بین گونه‌های یکسان در کل منطقه میانگین گرفته شده و نمودارهای مربوط به هر گونه جداگانه (براساس تغییرات پهنای دوایر رویشی نسبت به سال) رسم شد. در شکل 3 منحنی تغییرات پهنای دوایر رویشی گونة کاج (الف)، گونة سرو (ب)، گونة داغداغان (ج)، گونة ون (د) و گونة اقاقیا (و) از ابتدای کاشت تا سال 1389 نشان داده شده است.

تغییرات دو عامل مهم اقلیمی یعنی میزان مجموع بارش سالانه و نیز متوسط دمای سالانه بر مبنای داده‌های بدست آمده از ایستگاه سینوپتیک شمال تهران بین سالهای 1387-1368 ترسیم شده‌اند (در شکلهای 4 و 5 ارائه شده‌است). 

همبستگی گونه‌های مختلف 

با استفاده از نرم‌افزار آماری SPSS، همبستگی بین گونه‌های مختلف، در ایستگاه‌های مختلف تعیین شدند. جدول 2 ضریب همبستگی پیرسون بین گونه‌های کاج (P)، سرو(Cu) ، اقاقیا (R) ، ون (F) و داغداغان  (Ce) را در سطح معناداری کمتر از 01/0 نشان میدهد. باید خاطرنشان کرد که در این جدول فقط همبستگی‌های مثبت و معنی‌دار بین گونه‌های مختلف آورده شده است. به‌عنوان‌مثال مقدار متوسط پهنای دوایر رویشی در گونة کاج در ایستگاه 3C را با کد 3CP، گونة اقاقیا در ایستگاه 3C را با کد 3CR، گونة داغداغان در ایستگاه 4B را باکد  4BCe نمایش داده شده است.

بحث و نتیجهگیری 

بررسی اثرات تغییرات محیطی و اقلیمی بر روی پنج گونه درختی مختلف کاج، سرو، ون، اقاقیا و داغداغان در پارک جنگلی لویزان نشان می‌دهد که این گونه‌ها دارای واکنش‌های متفاوتی نسبت به این تغییرات می‌باشند. اگرچه داده‌ها نشان می‌دهد که میزان تغییرات بارش در طول سالهای 1387-1367 از الگوی منظمی پیروی نکرده است (شکل 5)، اما در همین مدت روند تغییرات دما افزایشی بوده است (شکل4). در گونه کاج کاهش معناداری در میزان رشد دوایر رویشی از سال 1349 تا سال 1389 مشاهده شده است (شکل 3 الف). بر مبنای فرمول بدست آمده، ضریب (R²=0.723) نشان‌دهنده تغییرات معنی‌دار در بین نمونه‌های کاج می‌باشد. پایه‌های گونة کاج در ابتدا از رشد مناسبی برخوردار بوده‌اند، اما بتدریج رشد آنها کاهش یافته و در سالهای آخر دارای رشد نسبتاً متعادلی شده‌اند. بطور کلی رشد پایه‌های کاج در منطقه مورد مطالعه دارای روند کاهشی می‌باشد. در حالی که گونة سرو بعکس کاج، در ابتدای کاشت رشد مناسبی داشته و بتدریج کم شده و دوباره روند افزایشی پیدا کرده است (شکل3 ب)، اما بطور کلی کاهش نشان می دهد. فرمول حاصل از منحنی بیانگر تغییرات معنی‌دار (R²= 0.5) در درون پایه‌های گونة سرو می‌باشد.

 

 

شکل 4- تغییرات دمای سالانه بین سالهای 1387- 1367 (با استفاده از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک شمال تهران)

 

شکل5- تغییرات بارش سالانه بین سالهای 1387-1367 (با استفاده از اطلاعات ایستگاه سینوپتیک شمال تهران)

 

 

نتایج حاصل از بررسی پایه‌های گونه ون حکایت از تغییراتی مشابه در روند تغییرات در گونه داغداغان و بعکس در روند تغییرات در گونه اقاقیا دارد (منحنی تغییرات پلی نومیال– مقعر، شکل3 د). این گونه در ابتدای کاشت رشد خوبی داشته اما این روند کاهش یافته و دوباره افزایش پیدا کرده است. البته این تغییرات بطور کلی روند کاهشی دارند. ضریب تعیین (R²=0.8) در نمونه‌های گرفته شده از گونه ون نیز بالاست. البته روند رشد در گونة اقاقیا نیز کاهشی می‌باشد  (R²=0.47) (شکل 3 و). در گونة داغداغان بدلیل تعداد کم نمونه‌ها و نوع گونه ضریب تعیین پایین و نامناسب می‌باشد (R²=0.3) (شکل3 ج) که نشانگر رابطة ضعیف بین گونه‌های داغداغان اندازه‌گیری شده است. با وجود اینکه تغییرات گونه اقاقیا و داغداغان به تنهایی معنی‌دار نمی‌باشد و همبستگی ضعیف است، بنابراین در مقایسة گونه‌ها با یکدیگر شدت تغییرات یک گونه نسبت به گونة دیگر قابل ذکر است. کاشت گونه‌های داغداغان و اقاقیا بطور کلی در این پارک بدلیل عدم سازگاری با محیط موفقیت‌آمیز نبوده، بجز در مناطقی که در مسیر آبیاری دائمی قرار داشتند.

برای مقایسة گونه‌های مختلف با هم از آزمون پیرسون استفاده شد، که ضرایب بدست آمده (در جدول 2) نشان‌دهنده رابطة معنی‌دار و همبستگی بالا بین گونه‌هاست. البته گونة سرو همبستگی مناسبی با گونه‌های دیگر از خود نشان نداده است.

بارش و دما در کل منطقه اثرگذاری داشته و میتوان به‌عنوان عامل عمومی از این داده‌ها استفاده کرد. می‌توان اینطور بیان کرد که تمام گونه‌ها در بین سالهای 1387-1367، دورة 20 سالة اخیر، از خود کاهش رشد نشان داده‌اند. البته در داخل مجموعه بدلیل شرایط میکروکلیما، عوامل مختلف دیگری مانند جهت شیب، درصد شیب، نزدیکی به مناطق شهری، خاک منطقه و آلودگی هوا تأثیرگذار می‌باشند. در 20 سال اخیر، شهر تهران در معرض افزایش چشمگیر آلودگی هوا بوده است. محبوس شدن هوای آلوده در داخل پارک (به دلیل وجود تپه ماهورهای فراوان) و همینطور هم‌جواری با منابع آلوده‌کننده‌ای مانند بزرگراه‌های شهید بابایی و شهید زین‌الدین، و نزدیک شدن فاصله مناطق مسکونی به پارک از عوامل عدم موفقیت در پایداری و رشد گونهها در این منطقه محسوب می‌شود.

خاک منطقه نیز از نظر وجود عناصر غذایی متفاوت (ماکروالمانها و میکروالمانها) ضعیف است. زهکشی شدید و شنی بودن خاک بستر سطح ایستابی آب را به حداقل ممکن رسانیده و با وجود آبیاری نیاز آبی گیاهان در فصول خشک تأمین نمی‌شود. در دامنه‌های کم شیب، خاک واریزه‌ای با بافت رسی، نیمه عمیق تا عمیق مشاهده می‌گردد. ظرفیت نگهداری آب در این نوع خاکها بالا و خشکیهای شدید اثرات کمتری بر عناصر سرپای آن می‌گذارد. در حالی‌که خاک اراضی شیب‌دار بصورت نیمه عمیق و در بعضی نقاط عمیق با بافت شنی رسی و رسی شنی می‌باشد. زهکشی اینگونه اراضی شدید و ظرفیت نگهداری آب پایین است. بعلاوه این خاکها از نظر عناصر غذایی متفاوت نیز فقیرند (6). بنابراین عنصر شیب عامل محیطی محدود کننده مهمی در رشد گونه‌های پارک می‌باشد.

در برخی از مطالعات که بر روی دوایر سالانه درختان بعمل آمده است، و در مقدمه نیز به بعضی از آنها اشاره شده است، ارتباط معنی‌داری بین تغییرات دوایر رویشی با بارش سالانه و یا دما و یا بارش فصلی بدست آمده است. به‌عنوان مثال، محمدرضا اختصاصی و همکاران (1) بین دوایر رویشی و بارندگی سالانه ارتباط معناداری یافته‌اند. همینطور مجید کیایی و همکاران (11) بین دوایر رویشی و بارش ماه می رابطه معنی‌داری بدست آورده‌اند. نیل پدرسون و همکاران (19) نیز دمای ماه ژانویه را عامل محدود کننده رشد درختان در منطقه مورد مطالعه می‌دانند. البته در منطقه پارک جنگلی لویزان تاکنون مطالعات گاهشناسی درختی انجام نشده است. در این تحقیق رابطه معنی‌داری بین عوامل بارش و دما و عامل رشد بدست نیامده است. لازم بذکر است، از ویژگیهای بسیار مهم این پارک دست کاشت بودن درختان است. در اینجا عنصر خاک همانطور که ذکر شد عامل محدود کننده مهمی در رشد گونه‌ها می‌باشد.

پیشنهادها

در این منطقه می‌توان عناصری مانند رطوبت، تغییرات گازهایی مثل دی اکسید کربن (CO2)، تغییرات رطوبت خاک و میزان تشعشعات خورشیدی در شیب‌های مختلف را مورد بررسی قرار داد. تفاوت در ریز اقلیم‌های (میکروکلیماها) موجود در پارک را می‌توان بررسی کرده و نتایج حاصل از آن را در اقلیمهای وسیعتر در سطح شهر یا منطقه مورد استفاده قرار داد.

 

1-اختصاصی، م. مصلح آرایی، ا. 1389. پالیو کلیماتیک و گاهشناسی تر سالیها و خشک سالیها با استفاده از گونه های چوبی مناطق خشک، دومین همایش بین المللی تغییراقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری 24-22 اردیبهشت 1389 ساری، ص1.

2-پور طهماسی، ک. پارسا پژوه، د. مروی مهاجر، م. علی احمد کروری، س. 1387. ارزیابی رویش شعاعی درختان ارس در سه رویشگاه ایران با استفاده از دانش گاهشناسی درختی، فصلنامة علمی-پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 16، شماره 2، ص 342-327 .

3-پور طهماسی، ک. پور سرتیپف، ل. براونینگ، آ. پارسا پژوه، د. 1388 . نشریه جنگل و فرآورده های چوب، دانشکده منابع طبیعی، دوره62 ، شماره 2، ص 159-169 .

4-جهاد سبز، 1383. گزارش هواشناسی و اقلیم پارک جنگلی لویزان توسط شرکت جهاد سبز ، انتشارات شهرداری منطقه 4، 60 ص.

5-جهاد سبز، 1384. گزارش پوشش گیاهی پارک جنگلی لویزان توسط شرکت جهاد سبز، انتشارات شهرداری منطقه 4، 63 ص.

6-جهاد سبز، 1384. گزارش خاک شناسی پارک جنگلی لویزان توسط شرکت جهاد سبز، انتشارات شهرداری منطقه 4، 59 ص.

7-جعفری، م. 1386. تأثیر تغییرات اقلیمی بر اکوسیستم های جنگلی، انتشارات موسسه تحقیقات مراتع و جنگلها.

8-دفتر تغییر اقلیم ایران، 1390(www.Climate change. ir/fa/) .

9-طرح جامع پارک جنگلی لویزان، 1376. انتشارات شهرداری تهران.

10-کاظمی، م. رضاعی، ف. بالاپور، ش. 1389. دانشگاه ساری، مطالعه حلقه رویشی صنوبر و اثر متغیر های اقلیمی روی آن، دومین همایش بین المللی تغییراقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری 24-22 اردیبهشت 1389 ساری، ص1.

11-کیایی، م. ویلکی، م. ویلکی، س. نوری صادقی، ع. 1389. دانشگاه آزاد چالوس، بررسی همبستگی بین پهنای دوایر رویشی گونه کاج الدر با بارندگی، دومین همایش بین المللی تغییراقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری 24-22 اردیبهشت 1389 ساری، ص1.

 

12- Cook, E.R. kairiukstis, L.A. 1989. Methods of dendrochronology: applications in the environmental science, book, KLUWER ACADEMIC PUBLISHERS, page 51.

13- Fritts, H.C. 1976. Tree Rings and climate.  Academic Press, London, UK, 567pp.

14- IPCC Forth assessment report (AR4), climate change 2007.

15- Jafari, M. 2010. Climate change Impacts on Iranian Ecosystems, Research Institute of Forests and Rangelands, ISBN: 978-946-473-0, 332 pp.

16- Loehle, C. LeBlanc, D. 1996. Model-based assessments of climate change effects on forests: a critical review, Ecological Modeling 1996; 90:1-31.

17- Lopatin, E. Kolstrom, T. Spiecker, H. 2008. Impact of climate change on radial growth of Siberian spruce and Scots pine in north-western Russia, i Forest-biogeosciences and Forestry, i Forest(2008) 1: 13-21.

 18- Brook house, M. Brack, C. 2006. Crossdating and analysis of eucalypt tree rings exhibiting terminal and reverse latewood, Tree (2006) 20: 767-781.

19- Pederson, N. Cook, E.R. Jacoby, G.C. Peteet, D.M. Griffin,  K.L. 2004. Influence of winter temperatures on the annual radial growth of six northern range margin tree species, Dendrochronologia 22(2004) 7-29.

20- IPCC official web site: www.ipcc.ch

21- Savva, Yu.V. Schweingruber, F.H. Vaganov, E.A. Milyutin, L.I. 2003. Influence of climate change on tree-ring characteristics of scots pine provenances in southern  Siberia (Forest-Steppe), IAWA Journal, Vol. 24(4), 2003:371-383.