Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)

Effect of aspect and soil on quantitative and qualitative characteristic of hornbeam (Carpinus betulus L.) in Arasbaran forest

Document Type : Research Paper

Abstract

Hornbeam is one of the dominant species of Arasbaran forest and it is the most mixture percentage of forest stands in this area. This study aims at recognizing Hornbeam quantitative and qualitative characteristics in the different aspects as well as recognizing its site soil properties. In the current study, fifteen plots in the north aspects and ten 300m2 circular shaped plots in other aspects were randomly taken. In each plot, all the trees with a diameter at breast height greater than 6 centimeters and two perpendicular crown diameters of Hornbeam trees were measured. To investigate the regeneration, 50m2 plots were implemented at the center of main plots and the regeneration was enumerated in three classes. In order to analyze the soil physical and chemical properties, 3 soil samples from the north aspect and 2 samples from other aspects were taken of 0-30 cm depth. Results showed that the purest Hornbeam sites were located in the northern aspect with the 91.9 % presence percentage and the most mixed stands were observed in the western aspects. The maximum average D.B.H. was measured in the northern (12.50cm) and eastern (12.20cm) aspects and the minimum ones were measured in the western aspects (9.26cm). The crown diameter of Hornbeam trees was higher in the northern (2.49m) and southern (2.42m) than other aspects and the minimum, one was observed in the western (2.27m) aspect. PCA result showed that silt, sand and potassium were the most important variation sources of environmental factors within Hornbeam sites.

Keywords

Main Subjects

تاثیر جهت دامنه و خاک بر خصوصیات کمی و کیفی گونه ممرز
(Carpinus Betulus L.) در جنگل­های ارسباران (مطالعه موردی: حوزه­های کلیبر­چای و ایلگنه­چای)

احمد علیجانپور*، ایوب فتح اللهی، جواد اسحاقی­ راد و علیرضا محامد شبانلو

ارومیه، دانشگاه ارومیه، دانشکده منابع طبیعی، گروه جنگلداری

تاریخ دریافت: 15/10/94              تاریخ پذیرش: 17/7/96

چکیده

ممرز یکی از گونه­های غالب جنگل­های ارسباران بوده و بیشترین درصد آمیختگی توده­های جنگلی در این منطقه رویشی مربوط به این گونه است. هدف از این مطالعه شناخت ویژگی­های کمی و کیفی ممرز در جهت­های جغرافیایی مختلف و شناخت ویژگی­های خاک رویشگاه آن است. در این بررسی در دامنه­های شمالی 15 قطعه نمونه و درسایر جهت­ها 10 قطعه نمونه دایره­ای شکل 3 آری بصورت تصادفی برداشت شد. در هر قطعه نمونه کلیه درختان با قطر برابر سینه بیش از 6 سانتی­متر مورد اندازه­گیری قرار­گرفته و در خصوص پایه­های ممرز دو قطر عمود بر هم تاج نیز اندازه­گیری شد. جهت بررسی تجدید حیات، قطعات نمونه 5/0 آری به مرکزیت قطعه نمونه اصلی پیاده شده و زادآوری در سه طبقه شمارش شد. برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در محل برداشت قطعات نمونه در جهت شمال 3 نمونه و در سایر جهت­ها 2 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی­متر برداشت شدند. نتایج نشان داد که خالص­ترین رویشگاه­های ممرز در دامنه­های شمالی با 9/91 درصد حضور ممرز و آمیخته­ترین آن در دامنه­های جنوبی دیده می­شوند. بیشترین میانگین قطر برابر سینه( سانتی­متر) در دامنه­های شمالی (50/12) و شرقی (20/12) و کمترین آن در دامنه­های جنوبی (26/9) اندازه­گیری شد. قطر تاج(متر) گونة­ ممرز در دامنه­های شمالی (49/2) و جنوبی (42/2) بیشتر از سایر جهت­ها بوده و کمترین مقدار آن در دامنه غربی (27/2) مشاهده­ شد. نتیجه آنالیز PCA نمونه خاک­های برداشت شده برای تعیین مهمترین منابع تغییرات خاک نشان داد که لای، شن و پتاسیم مهم­ترین منابع تغییرات عوامل محیطی در رویشگاه ممرز هستند.

واژه های کلیدی: ارسباران، جهت دامنه، قطعه نمونه، مشخصات کمی، ممرز

*نویسنده مسئول، تلفن: 09143402298 ، پست الکترونیکی: a.alijanpour@urmia.ac.ir

مقدمه 

 

منطقه ارسباران یک ناحیه کوهستانی و جنگلی در شمال استان آذربایجان شرقی است. این منطقه در گذشته نه چندان دور وسعت چشم­گیری داشته، اما بعلت قطع یکسره جنگل برای تامین ذغال، بخش وسیعی از این جنگل­ها از بین رفته است. در حال حاضر وسعت جنگل ارسباران 164 هزار هکتار است و از نظر تنوع گونه­ای بسیار غنی بوده و دارای 1072 گونة گیاهی و 97 گونة چوبی است (8). منطقه ارسباران جزء یکی از 11 ذخیره­گاه بیوسفری ایران و تحت برنامه انسان و کره مسکون یا اندوختگاه­های زیست سپهر یونسکو قرار دارد (8). بررسی ساختار غالب در جنگل­های ارسباران نشان داده که ساختار آنها دانه و شاخه­زاد با فراوانی شاخه­زاد است. چندین تیپ عمده در منطقه تشخیص داده شده­اند که از مهم­ترین آنها می­توان به تیپ­های بلوط، ممرز و بلوط- ممرز اشاره کرد (2). ممرز یکی از 6 جنس خانواده Corylacea بوده (31) و از بزرگترین جنس­های زیر تیرهCoryloideae با 45­ گونه است که در آسیا، اروپا و شمال آمریکا پراکنش دارد (29). این جنس بیشترین تنوع گونه­ای را در جنوب شرقی آسیا دارد (23) بطوری­که 35 گونه و چندین زیر گونه آن در این ناحیه شناسایی شده است (30). ممرز یکی از گونه­های غالب جنگل­های ارسباران بوده و بیشترین درصد آمیختگی (1/53 درصد) در جنگل­های ارسباران مربوط به این گونه است (11). علیجانپور و همکاران (1383) با مقایسه ویژگی­های کیفی توده­های جنگلی دو منطقه حفاظت شده و حفاظت نشده ارسباران به این نتیجه رسیدند درصد آمیختگی ممرز و بلوط و همچنین درصد پایه­های شاخه­زاد در دو منطقه اختلاف معنی­داری را نشان می­دهند. مردای دیرماندریک و همکاران (1394) با بررسی جنگل­شناسی توده­های جنگلی منطقه حفاظت شده ارسباران به این نتیجه دست یافتند که ممرز فراوان­ترین گونه با 4/64 درصد در توده­های جنگلی منطقه حضور دارد. جلالی و همکاران (1379) با بررسی زادآوری طبیعی گونة ممرز در جنگل­های حوزه ساری، متوسط درصد زادآوری ممرز را 56 درصد و سایر گونه­ها را 44 درصد گزارش کردند. نتایج نشان داد که بطور کلی زادآوری ممرز با ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت جغرافیایی، درصد تاج پوشش و پوشش علفی کف جنگل ارتباط معنی­داری ندارد. همچنین در جامعه راش- ممرزستان در اثر تخریب و بهره­برداری از جنگل، در مراحل اولیه ممرز جایگزین راش می­شود. با اسیدی­تر شدن خاک کیفیت توده­های ممرز بهتر می­شود، ولی اگر این اسیدی بودن از حد معینی (مول اولیگوتروف) تجاوز کند، ممرز ناپدید شده و جای خود را به گونه­های دیگر می­دهد. خراش سطحی خاک باعث افزایش تجدید حیات ممرز و سایر گونه­ها شده و طولانی شدن دوره خشکی و گرمی هوا باعث کاهش زادآوری ممرز می­گردد. Jesen و همکاران (2003) بالاترین تراکم ممرز را در شرق دانمارک با تابستان­های به­نسبت گرم و بارندگی کم گزارش کرده­اند. در مناطق غربی و جنوب غربی بدلیل اینکه اقلیم مرطوب­تر و اقیانوسی است، تراکم آن کمتر شده و دلیل فقدان ممرز در غرب را پدزولی بودن خاک اعلام کرده است. همچنین بیان کرده­اند که دمای پایین در زمستان از عوامل محدود کننده پراکنش ممرز است­. Kooijman (2010) اعلام کرد، ممرز بر روی خاک­های اسیدی گسترش نداشته و بیشتر در خاک­های مارنی و آهکی پراکنش دارد و نیتروژن قابل دسترس باعث افزایش غنای گونه­ای می­شود. Lancaster و  Rix(2011) با مطالعه روی گونة Carpinusfangiana به این نتیجه رسیدند که ممرز در کوه­های شرقی چین در جنگل­های خزان کننده متراکم یا جنگل­های آمیخته با بارش زیاد باران در تابستان در ارتفاع 2000-900 متری از سطح دریا و در پناه دره­ها و دامنه­های تحت سایه گسترش دارد. در مطالعه حاضر با بررسی­ ویژگی­های کمی و کیفی گونة ممرز در جهت­های جغرافیایی مختلف و شناخت ویژگی­های خاک رویشگاه آن، می­توان نیاز­های رویشگاهی این گونه را بهتر شناخت و اصول جنگلشناسی مناسبی جهت پیش­برد برنامه­ها و طرح­های جنگلداری و مدیریت پایدار آن بکار برد.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه:  جنگل­های حوزه­های کلیبر­چای و ایلگنه­چای منطقه ارسباران در شمال غرب کشور و در استان آذربایجان شرقی در این بررسی در این تحقیق مورد بررسی قرار گرفتند (شکل 1). متوسط بارندگی سالیانه منطقه ارسباران 1/405 میلی­متر در سال و میانگین دمای سالیانه در ارتفاعات پایین (حاشیه رود ارس) 17 درجه سانتی­گراد و در کوهستان­های مرتفع 5 درجه سانتی­گراد است (15). منطقه مورد بررسی براساس فرمول دومارتن جزء اقلیم مدیترانه­ای (15) و بر اساس روش آمبرژه، در اقلیم نیمه­خشک سرد طبقه­بندی می­شود (9). خاک منطقه ارسباران در نقاط جنگلی بطور کلی از نوع خاک قهوه­ای جنگلی و خاک قهوه­ای آهکی است. این خاک­ها عمدتا بر روی سنگ مادر آهکی سخت، مارن و ماسه سنگ واقع شده­اند (12).

روش انجام تحقیق:

انتخاب توده­های جنگلی مورد مطالعه و برداشت قطعه نمونه: در این بررسی سعی شد، قطعات نمونه در توده­هایی از جنگل انتخاب شوند که گونة ممرز از تعداد قابل توجهی برخوردار باشد. با توجه به منابع موجود و جنگل گردشی اولیه، 200 هکتار از رویشگاه­های ممرز حوزه­های کلیبر­چای و ایلگنه­چای (منطقه حفاظت شده ارسباران) انتخاب شد.


 

 

شکل 1- موقعیت منطقه ارسباران در شمال غرب ایران

 


با مد نظر قرار دادن مطالعات قبلی انجام شده (16، 11) و قرار گرفتن حداقل 15-10 اصله درخت در داخل قطعه نمونه (6)، مساحت قطعه نمونه سه آر و شکل آن دایره­ای انتخاب شد. برای برداشت داده­ها در دامنه­های شمالی 5 قطعه نمونه دایره­ای شکل 3 آری بصورت تصادفی در سه طبقه ارتفاعی 1000 - 700، 1500 -1000 و 2000-1500 متر از سطح دریا برداشت شد، اما در دامنه­های شرقی، جنوبی و غربی در طبقه ارتفاعی 1000-700 متر توده­های ممرز بالغ قابل آماربرداری شناسایی نشد. بنابراین در جهت شمال 15 قطعه نمونه و در سایر جهت­ها هر کدام10 قطعه نمونه و در نهایت در کل منطقه مورد مطالعه 45 قطعه نمونه برداشت شد. در فرم آماربرداری تهیه شده مشخصات موقعیت قطعه نمونه شامل نام منطقه، ارتفاع از سطح دریا، شیب، جهت دامنه، تیپ توده­جنگلی، درصد تاج پوشش، درصد پوشش علفی، مشخصات توده بالغ (قطر بیشتر از 6 سانتی­متر) شامل: نوع ­گونه، قطر برابر­سینه، مبدأ، کیفیت برای تمامی گونه­ها و دو قطر عمود بر هم تاج، برای گونة ممرز برداشت شد (6). همچنین برای بررسی کمیت تجدید حیات به مرکزیت قطعات نمونه اصلی، قطعات نمونه 5/0 آری پیاده (12 و 22) و تعداد زادآوری در سه طبقه شامل، طبقه اول: تا ارتفاع 5/0 متر، طبقه دوم: از ارتفاع 5/0 تا 30/1متر و طبقه سوم: قطر برابر سینه صفر تا 6 سانتی­متر شمارش شد(19 و 20).

مطالعات خاک­شناسی: برای بررسی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در محل برداشت قطعات نمونه در دامنه­های شمالی سه نمونه خاک و در دامنه­های شرقی، غربی و جنوبی هر کدام دو نمونه خاک (در هر طبقه ارتفاعی یک نمونه خاک) از عمق 30-0 سانتی­متر برداشت شدند (در مجموع نه نمونه خاک). به این منظور در یکی از قطعات انتخاب شده برای بررسی پوشش گیاهی، جهت نمونه­برداری خاک، 3 نمونه خاک از افق معدنی خاک (حاشیه شمالی، مرکزی و حاشیه جنوبی قطعه نمونه) برداشت و با یکدیگر مخلوط و در نهایت یک نمونه خاک (با وزن حدود 2 کیلوگرم) تهیه شده و تحویل آزمایشگاه گردید. خصوصیات فیزیکی و شیمیایی شامل وزن مخصوص ظاهری (روش کلوخه)، بافت خاک (روش هیدرومتری)، درصد آهک (روش کلسیمتری)، pH خاک (با دستگاه پی­اچ متر)، درصد کربن آلی (روش والکی بلاک)، درصد ازت کل (دستگاه کجلدال)، فسفر قابل جذب (روش السون) و پتاسیم تبادلی (روش فلیم­ فتومتری) اندازه­گیری شدند. همچنین درصد تخلخل خاک و نسبت C/N محاسبه شد.

روش­های آماری و تجزیه و تحلیل اطلاعات: جهت محاسبه میانگین قطر برابر سینه تمامی پایه­ها، میانگین تعداد درختان در قطعه نمونه و قطر متوسط تاج گونة ممرز و اشتباه معیار مشخصه­های ذکر شده در جهت­های جغرافیایی مختلف از برنامه آماری SPSS 18 استفاده شد. تنوع گونه­ای توده­های مورد بررسی با استفاده از  شاخص­های سیمپسون و شانون وینر و برای یکنواختی گونه­ای از شاخص یکنواختی شانون وینر استفاده شد. سپس نرمال بودن داده­ها با استفاده از آزمون کولموگروف –اسمیرنوف مورد بررسی قرار گرفت. آزمون­های آماری مربوط به مقایسه میانگین­های داده­های کمی (پیوسته) با تشکیل جدول تجزیه واریانس و آزمون دانکن انجام شد (5%=α). جهت تجزیه و تحلیل مشخصات کیفی (داده­های گسسته) مانند درصد دانه و شاخه­زادی، درصد سالم یا ناسالم بودن پایه­ها، درصد آمیختگی گونه­ها از آزمون مربع کای استفاده شد (5%=α). روش رسته­بندی آنالیز تجزیه به مولفه­های اصلی ((PCA  برای تعیین مهمترین منابع تغییرات خاک مؤثر بر پراکنش توده­های ممرز در مناطق مورد مطالعه بکار گرفته شد.

نتایج 

مشخصات کمی توده­های مورد بررسی در جهت­های جغرافیایی مختلف: بطوری­که­ در جدول 1 نشان داده شده است، میانگین قطر برابر سینه در جهت شمال و شرق بیشترین و در جهت جنوب کمترین مقدار را داراست. قطر تاج گونة­ ممرز در دامنه­های شمالی و جنوبی بیشتر از سایر جهت­ها بوده و کمترین مقدار آن در دامنه غربی مشاهده­ شد. بیشترین تراکم پایه­ها در جهت غربی مشاهده شد و مقدار آن در جهت جنوبی کمتر از سایر جهت­ها است. مطابق با جدول­ 2 بر اساس تجزیه واریانس و آزمون دانکن انجام شده، اختلاف معنی­داری بین میانگین قطر برابر سینه درختان و میانگین قطر تاج درختان ممرز در جهت­های مختلف وجود دارد (5%=α). همچنین با توجه به آزمون کای­اسکور انجام شده معلوم شد، اختلاف معنی­داری بین میانگین تعداد پایه­ها در قطعه نمونه در جهت­های مختلف وجود دارد (5%=α).

درصد آمیختگی توده­های مورد بررسی در جهت­های جغرافیایی مختلف: بر اساس شکل2 خالص­ترین توده ممرز در جهت شمال با 9/91 درصد خلوص و آمیخته­ترین توده­ها در جهت جنوبی دیده می­شود.

مشخصات کیفی: بر اساس جدول 3 معلوم شد که 6/75 درصد از پایه­های قرار گرفته در قطعه نمونه دارای مبدأ شاخه­زاد و 4/24 درصد با مبدأ دانه­زاد هستند. همچنین فراوانی پایه­های دانه­زاد در دامنه­های شمالی بیشتر از سایر جهت­ها است و بیشترین فراوانی پایه­های شاخه­زاد در جهت جنوبی مشاهده شد. آزمون کای­اسکور نشان داد، بین درصد دانه­زادی و شاخه­زادی پایه­های قرار­گرفته در قطعات نمونه در جهت­های مختلف اختلاف معنی­دار وجود دارد (5%=α).

زادآوری: بیشترین میانگین تعداد زادآوری در دامنه­های غربی و کمترین تعداد زادآوری مربوط به دامنه­های جنوبی است (جدول 4). آزمون کای­اسکور نشان داد که بین میانگین تعداد زادآوری­ در قطعات­ نمونه در جهت­های جغرافیایی مختلف، اختلاف معنی­دار وجود دارد (5%=α). میانگین تعداد تجدید حیات 12180 اصله در هکتار (میانگین 9/60 اصله در قطعه نمونه) برای توده­های مورد بررسی محاسبه شد. بر اساس تقسیم­بندی دفتر فنی سازمان جنگلها و مراتع کشور جهت مقایسه مطالعات کمی تجدید حیات (14) میزان تجدید حیات در توده­های مورد بررسی در وضعیت خیلی زیاد قرار دارد.

 

 

جدول 1- مشخصات کمی مورد بررسی در جهت­های  جغرافیایی مختلف

جهت

میانگین تعداد در قطعه نمونه

میانگین قطر برابر سینه (cm)

میانگین قطر تاج ممرز (m)

شمال

(68/7)2/65

(138/0) a50/12

(03680/0) a49/2

شرق

(08/5)2/71

(177/0) a20/12

(03928/0) b29/2

جنوب

(39/4)7/62

(097/0) c26/9

(04117/0) a42/2

غرب

(66/3)5/80

(125/0) b80/10

(04084/0) b27/2

کل

(14/3)4/69

(073/0) 34/11

(02034/0) 38/2

*اعداد داخل پارانتز اشتباه معیار میانگین­های محاسبه شده است.

 

جدول2-تجزیه واریانس مشخصات کمی مورد بررسی در جهت­های جغرافیایی مختلف (5%=α).

 

 

مجموع مربعات

درجه آزادی

میانگین مربعات

F

Sig.

قطر برابر سینه

(cm)

بین گروه­ها

744/4810

3

581/1603

164/104

*000/0

درون گروه­ها

518/48016

3119

395/15

 

 

کل

262/52827

3122

 

 

 

قطر تاج

 (m)

بین گروه­ها

216/22

3

405/7

590/7

*000/0

درون گروه­ها

333/2317

2375

976/0

 

 

کل

549/2339

2378

 

 

 

 

جدول 3- مبدأ پایه­های قرار گرفته در قطعات  نمونه

 

جهت

 

مبدأ

کل

 

 

شاخه­زاد

دانه­زاد

 

شمال

تعداد

682

297

979

 

درصد

7/69%

3/30%

100%

 

شرق

تعداد

514

198

712

 

درصد

2/72%

8/27%

100%

 

جنوب

تعداد

537

90

627

 

درصد

6/85%

4/14%

100%

 

غرب

تعداد

627

178

805

 

درصد

9/77%

1/22%

100%

 

کل

تعداد

2360

763

3123

 

درصد

6/75%

4/24%

100%
             

جدول4-تعداد زادآوری­ در قطعه نمونه در جهت­های جغرافیایی مختلف

جهت

تعداد قطعه نمونه

طبقه اول

طبقه دوم

طبقه سوم

کل

میانگین تعداد کل تجدید حیات در قطعه نمونه

شمال

15

618

21

38

677

1/45

شرق

10

571

10

53

634

4/63

جنوب

10

254

102

219

575

5/57

غرب

10

611

110

134

855

5/85

کل

45

2054

243

444

2741

9/60

 

 

 

 

شکل 2-درصد آمیختگی گونه­ها در رویشگاه­های ممرز مورد بررسی

* سایر گونه­ها:  بارانک، زغال اخته، سرخدار، زبان گنجشک، زالزالک، ملج و موجنگلی.

 


مطالعات خاکشناسی در منطقه: نتایج حاصل از آنالیز خاک منطقه مورد مطالعه در جدول 5 نشان داده شده­است. دامنه اسیدیته خاک در رویشگاه­های ممرز مناطق مورد بررسی بین 27/6-76/7 است. خاک در دامنه شمالی در تمام طبقات ارتفاعی و در جهت­های جنوبی و غربی در طبقه ارتفاعی بیش از 1500 متر قلیایی است. همچنین میزان درصد آهک در تمام رویشگاه­های ممرز بیش از یک درصد است. درصد کربن آلی و درصد ازت کل در طبقات ارتفاعی بیش از1000 متر دامنه شمالی بیشترین مقدار را داشته و طبقه ارتفاعی 2000-1500 متری در دامنه­ جنوبی دارای کمترین مقدار است. همچنین دامنه فسفر قابل جذب و پتاسیم تبادلی در رویشگاه­های ممرز مناطق مورد بررسی بترتیب 5/25-2/4 و 459-82 پی­پی­ام است. بافت خاک نیز از لومی تا لومی-شنی-رسی متغیر است که عمدتا در دامنه شمالی خاک لومی غالب است. مقدار وزن مخصوص ظاهری و درصد تخلخل خاک دارای تغییرات زیادی در رویشگاه­های ممرز در دامنه­های مختلف نیست و نسبت کربن به نیتروژن نیز حدود 10 است.

نتیجه آنالیز PCA ( قطعات نمونه برداشت شده برای نمونه خاک): نتیجه آنالیز PCA قطعات نمونه برداشت شده برای نمونه خاک جهت بررسی مهم­ترین منابع تغییرات در رویشگاه­های ممرز جنگل­های ارسباران در شکل 3 نشان داده شده است.

 

جدول 5 -  خصوصیات فیزیکی و شیمیایی نمونه­های خاک برداشت شده از رویشگاه­های ممرز مورد مطالعه در جهت­های جغرافیایی مختلف

جهت

شمال

شمال

شمال

شرق

شرق

جنوب

جنوب

غرب

غرب

شیب (%)

50

20

45

10

40

45

45

30

30

ارتفاع ازسطح دریا (متر)

1000-700

1500-1000

2000-1500

1500-1000

2000-1500

1500-1000

2000-1500

1500-1000

2000-1500

اسیدیته

76/7

24/7

29/7

27/6

27/6

95/6

31/7

92/6

30/7

درصد آهک (%)

2/1

2

2/2

1

2/1

5/1

2/1

7/2

7/1

درصد کربن آلی (%)

36/3

64/5

49/5

03/3

37/5

93/2

15/4

61/3

55/4

درصد ازت کل (%)

34/0

56/0

55/0

3/0

54/0

29/0

42/0

36/0

46/0

فسفر قابل جذب ppm

8/10

2/19

7/16

3/10

5/25

4/6

6/6

1/9

2/4

پتاسیم قابل جذب ppm

459

445

369

412

364

82

412

155

379

درصد رس (%)

21

25

9

29

17

7

16

11

17

درصد لای (%)

41

32

39

23

27

21

9

22

31

درصد شن (%)

38

43

52

48

56

72

75

67

52

بافت خاک

L

L

L

Sa.CL.L

Sa.L

Sa.L

Sa.L

Sa.L

L

وزن مخصوص ظاهری

7/1

75/1

7/1

65/1

8/1

8/1

8/1

8/1

75/1

درصد تخلخل خاک (%)

6/35

7/33

8/35

38

3/31

3/31

6/31

6/31

7/33

نسبت C/N

88/9

07/10

98/9

1/10

94/9

1/10

88/9

02/10

89/9


 

 

شکل 3-رسته­بندی PCA متغیر­های قطعات نمونه خاک برداشت شده از رویشگاه ممرز

 

همانطور که ملاحظه می­شود متغیر­های درصدلای، درصد شن (بطور کلی بافت خاک) و پتاسیم قابل جذب مهم­ترین منابع تغییرات خصوصیات فیزیکی شیمیایی خاک در رویشگاه­های ممرز مورد بررسی است. گرچه میزان اسیدیته خاک و فسفر قابل جذب نیز می توانند جزء منابع تغییرات جزیی در منطقه مورد مطالعه مطرح باشند.

تنوع زیستی: جدول 6 شاخص­های تنوع گونه­ای و یکنواختی را برای منطقه مورد مطالعه نشان می­دهد. بیشترین مقدار شاخص­های تنوع گونه­ای سیمپسون و شانون وینر و همچنین شاخص یکنواختی شانون وینر در قطعات نمونه برداشت شده از دامنه جنوبی رویشگاه­های ممرز و کمترین مقدار آنها از دامنه شمالی است.  

 

جدول 6- شاخص­های تنوع گونه­ای در جهت­های جغرافیایی مختلف

جهت

غنای گونه

شاخص تنوع گونه­ای سیمپسون

شاخص تنوع گونه­­ای شانون وینر

شاخص یکنواختی شانون وینر

شمال

46/2

c1188/0

b2384/0

c2322/0

شرق

3/3

b3510/0

a621/0

b5558/0

جنوب

3

a4910/0

a7535/0

a7856/0

غرب

1/3

ab4312/0

a7154/0

ab6518/0

کل منطقه

9/2

3226/0

544/0

520/0

 


بحث 

بر اساس نتایج بدست آمده از این تحقیق در منطقه مورد مطالعه، بیشترین قطر برابر سینه و قطر تاج درختان ممرز در دامنه­های شمالی و شرقی مشاهده شد (جدول 1)، که حاکی از مناسب­تر بودن شرایط رشد مانند رطوبت بالاتر و دمای مناسب­تر در این دامنه است. علیجانپور و همکاران (1390) در رویشگاه­های زغال اخته جنگل­های ارسباران نیز به نتایج مشابهی رسیدند و اشاره داشتند که ممرز در دامنه­های شمالی بیشترین قطر برابر سینه را دارا است. همچنین علیجانپور (1392) در مورد گونة سماق در جنگل­های هوراند منطقه ارسباران نیز میانگین قطر برابر سینه در دامنه­های شمالی را بیش از سایر جهت­ها ارزیابی کرد. در این مطالعه بیشترین میانگین قطر تاج در جهت شمالی و جنوبی مشاهده شد (جدول 1) که دلیل آن را می­توان تراکم کمتر پایه­ها در این دامنه­ها دانست که با نتایج علیجانپور و همکاران (1383) و مومنی مقدم و همکاران (1391) مطابقت دارد. از نظر تراکم پایه­ها در قطعه نمونه، بیشترین تراکم پایه­ها در دامنه­ غربی مشاهده شد (جدول 1). احتمالا جوان بودن توده­های جنگلی (قبلا قطع یکسره شده است)، دخالت­های انسانی کمتر فعلی بدلیل پایین بودن کیفیت چوب (بیشتر از رده c وd ) و سرشت نیمه­نورپسندی ممرز از دلایل تراکم بالای پایه­ها در دامنه­ مذکور باشد. در دامنه­های جنوبی نامناسب­ بودن شرایط رشد مانند رطوبت پایین و خشکی خاک عاملی برای پایین بودن تعداد پایه­ها در واحد سطح است. نتایج مطالعات مرادی دیرماندریک و همکاران (1394) که به بررسی جنگل­شناسی بخشی از توده­های جنگلی منطقه حفاظت شده ارسباران پرداختند نیز موید این موضوع است. عبادی و امیدوار (1390) در مورد سرخدار بیان داشتند که این گونه دامنه­های شمالی را ترجیح می­دهد و در آن دامنه از بیشترین حد تراکم برخوردار است. در این بررسی ممرز بعنوان فراوان­ترین گونه در منطقه مورد مطالعه ارزیابی شد و مشخص شد که خالص­ترین توده­های ممرز در دامنه­های شمالی قرار دارند (شکل 2). درصد خلوص بالای ممرز در دامنه­های شمالی از فراهم بودن شرایط زیستی مناسب و توان رقابتی بالای آن (جست­دهی بالا، تولید بذر سبک و فراوان) ناشی می­گردد که این موضوع با نتایج Lancaster و Rix (2011) نیز مطابقت دارد. علیجانپور و همکاران (1390) و همچنین عبادی و همکاران (1388) در مطالعه خود بترتیب در مورد رویشگاه زغال ­اخته و سرخدار در جنگل­های ارسباران به درصد آمیختگی بالای ممرز در دامنه­های شمالی اشاره داشته­اند و بترتیب درصد خلوص ممرز در توده­های جنگلی مورد مطالعه در دامنه شمالی را 3/75 درصد و 8/47 درصد گزارش کردند. تجدید حیات از مبانی اساسی اکوسیستم­های جنگلی بشمار می­رود بطوری­که روند تکاملی جنگل به کمک تجدید حیات تبیین می­شود (7). در بررسی حاضر میانگین تعداد تجدید حیات در هکتار در رویشگاه­های ممرز 12180 اصله در هکتار برآورد شد. این تعداد زادآوری با توجه به تقسیم­بندی دفتر فنی سازمان جنگلها و مراتع کشور در محدوده خیلی زیاد قرار می­گیرد. بنظر می­رسد مدیریت مبتنی بر حفاظت در چهار دهه اخیر و محدودیت ورود دام به عرصه­های جنگلی از دلایل بارز این پدیده است (12). جوان بودن توده­ها و بیشتر بودن میزان نور رسیده به کف جنگل بدلیل کمتر بودن تاج پوشش سبب افزایش میانگین تعداد کل زادآوری در قطعه نمونه (5/85 اصله) در دامنه غربی شده­است (جدول 4) و این موضوع با نتایج علیجانپور و همکاران (1390) که اظهار داشتند زادآوری حداکثری ممرز در دامنه­های غربی اتفاق می­افتد، مطابقت دارد. همچنین قورچی بیگی و احمد اشرفی (1389) در مطالعه خصوصیات کمی و کیفی نهال­های ممرز به نتایج مشابهی رسیدند. البته امیرقاسمی و همکاران (1380) بیشترین تجدید حیات توده­های جنگلی ارسباران (حوزه ستن چای) را در دامنه­های شمال غربی گزارش نمودند. در این مطالعه معلوم شد 6/75 درصد از پایه­های قرار گرفته در قطعات نمونه دارای مبدأ شاخه­زاد و 4/24 درصد با مبدأ دانه­زاد هستند (جدول 3). همچنین فراوانی پایه­های دانه­زاد در دامنه­های شمالی بیشتر از سایر جهت­ها است و بیشترین فراوانی پایه­های شاخه­زاد در جهت جنوبی است. فراوانی پایه­های دانه­زاد احتمالا بدلیل وجود رطوبت مناسب و خاک حاصلخیز جهت جوانه­زنی و رشد بذر در دامنه­های شمالی است که در مطالعات علیجانپور و همکاران (1390) در رویشگاه­های زغال اخته و علیجانپور (1392) در رویشگاه­های سماق با مطالعات خاکشناسی تأیید شده است. بر اساس شاخص تنوع گونه­ای سیمپسون و شانون وینر، بیشترین تنوع گونه­ای در جهت جنوبی و کمترین تنوع گونه­ای در جهت شمالی مشاهده شد (جدول 6)، که دلیل آن را می­توان وجود رقابت و سرشت گونه­ای دانست. در دامنه شمالی شرایط محیطی با سرشت گونة ممرز تطابق بیشتری دارد، بهمین علت ممرز دارای موفقیت بیشتری در جهت شمالی بوده و توده­های خالص­تری تشکیل داده­است. در سایر جهت­ها بخصوص جهت جنوبی با تغییر شرایط از جمله نور، رطوبت و خاک سایر گونه­های بردبارتر از جمله بلوط، افرا، بارانک و زغال اخته توان رقابتی پیدا کرده و بخش قابل توجهی از توده را بخود اختصاص می­دهند. همچنین با توجه به شاخص یکنواختی شانون وینر، یکنواختی گونه­ای در دامنه جنوبی بیشتر است و یکنواختی گونه­ای در دامنه شمالی کمتر می­باشد که علت آن را می­توان در ترکیب توده، ورود سایر گونه­ها و کاهش غلبه ممرز در توده دانست. حیدری و همکاران (1394) تاثیر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک را را بر  تنوع گونه­ای جنگل های زاگرس بررسی نموده و به این نتیجه رسیدند که خصوصیات شیمیایی خاک موثر­تر از خصوصیات فیزیکی خاک بوده و بیشترین اثر مستقیم و غیر­مستقیم بترتیب مربوط به نیتروژن آمونیمی و تخریب انسان بوده است.

نتایج مطالعات خاک­شناسی (جدول5) نشان داد که میزان درصد آهک در رویشگاه­های ممرز جنگل­های ارسبارن بیش از یک درصد است که نشان دهنده آهکی بودن خاک است. همچنین متغیر­های لای، شن و پتاسیم مهم­ترین منابع تغییرات خاک درمنطقه مورد مطالعه ارزیابی شد (شکل3). طبق پژوهش­ Kooijman و Cammeraat (2010) خاک رویشگاه­های ممرز رطوبت، وزن مخصوص ظاهری، درصد رس و pH بالایی دارند (26). با توجه به گزارش­ Kooijman (2010) ممرز بیشتر در خاک­های مارنی آهکی دیده می­شود. همچنین Kooijman  و Martinez-Hernandez (2009) بیان داشتند که توده­های ممرز در خاک­هایی با نیتروژن بالا بیشترین حضور را دارند. Jensen و همکاران (2003) پودزولی بودن خاک در غرب دانمارک را دلیل عدم حضور ممرز می­دانند. همچنین حسن­زاد ناورودی و همکاران (1395) فسفر قابل جذب و بافت خاک را از عوامل مهم تغییر­پذیری در بین رویشگاه­های مورد بررسی افرای پلت در ناحیه خزری معرفی کردند. بطور ­کلی نتایج این تحقیق نشان داد که در جنگل­های ارسباران گونه ممرز بر روی خاک­های قلیایی با بافت سبک پراکنش داشته و تیپ­های خالص این گونه با درصد دانه­زادی بیشتر و فراوانی بیشتر زادآوری در دامنه شمالی مشاهده می­شود.

  1. امیرقاسمی، ف.، ثاقب طالبی، خ. و درگاهی، د. 1380. بررسی ساختار تجدید حیات طبیعی جنگل­های ارسباران در حوضه مطالعاتی ستن چای. فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 6: 60-1.
  2. پور­بابایی، ح.، منافی، ح. و عابدی، ط. 1389. بررسی تنوع گونه­های چوبی در رویشگاه­های سفیدمازوی گرجستانی (مطالعه موردی: رویشگاه­های چوبه درق و دارانا ارسباران). مجلة جنگل ایران،  2 (3): 207-197.
  3. جلالی، س.، حسینی، س.، افشین، م. و سیف الهیان، م. 1379. بررسی زادآوری طبیعی گونه ممرز در جنگل­های حوزه ساری. ویژه­نامه مقالات کشاورزی و علوم پایه، 31 (8): 14-9.
  4. حسن­زاد ناورودی، ا.، زرکامی، ر.، صالحی، ع. و رادکریمی، م. 1395. بررسی وضعیت کمی و کیفی درختان و برخی عوامل رویشگاهی در رویشگاه­های طبیعی پلت اسالم. مجله پژوهش­های گیاهی (زیست­شناسی ایران)، 29 (2): 399-378.
  5. حیدری، م.، پوربابایی، ح. و اسماعیل­زاده، ا. 1394. بررسی تاثیر خصوصیات رویشگاهی و تخریب های انسانی بر تنوع گونه های گیاهی زیر اشکوب و خاک در اکوسیستم جنگلی زاگرس با استفاده از روش تحلیل مسیر. مجله پژوهش­های گیاهی (زیست­شناسی ایران)، 28 (3): 548-535.
  6. زبیری، م.، 1388. آمار برداری درجنگل (اندازه گیری درخت و جنگل).  انتشارات دانشگاه تهران،401 صفحه.
  7. سلیمانی، ن.، پورهاشمی، م. و درگاهی، د. 1392. بررسی تنوع گونه­­های چوبی در ارتباط با عوامل فیزیوگرافی در جنگل­ باباکوسه­علیا، استان کرمانشاه. نشریه پژوهش­های علوم و فناوری چوب و جنگل، 20 (1): 50-35.
  8. طاهری آبکنار، ک.، 1389. جنگل­شناسی جنگل­های خارج از شمال. نشر حق شناس، 152صفحه.
  9. عبادی، ا. و امیدوار، ا. 1390. بررسی ارتباط برخی از عوامل اکولوژیکی بر پراکنش سرخدار (Taxus baccata L.) در جنگل­های ارسباران (مطالعه موردی: حوزه­های ایلگنه چای و هوراند). فصلنامة تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 19 (3): 339-327.
  10. عبادی، ا.، پیام، ح.، فلاح چای، م. و امیدوار، ا. 1388. بررسی اوت اکولوژی سرخدار (Taxus bacata L.) در جنگل­های ارسباران (مطالعه موردی حوزه ایلگنه چای). مجله علوم زیستی واحد لاهیجان، 2 (3): 59-47.
  11. علیجانپور، ا.، 1392. تأثیر عوامل فیزیوگرافی بر خصوصیات کمی و کیفی توده­های طبیعی سماق (Rhus coriaria L.) در منطقه ارسبارن (شهرستان هوراند). مجله جنگل ایران، 5 (4): 442-431.
  12. علیجانپور، ا.، اسحاقی راد، ج. و بانج شفیعی، ع. 1388. بررسی و مقایسه تنوع گونه­ای تجدید حیات توده­های جنگلی دو منطقه حفاظت شده و غیر حفاظتی ارسباران. مجله جنگل ایران، 1 (3): 217-209.
  13. علیجانپور، ا.، اسحاقی راد، ج. و بانج شفیعی، ع. 1390. تأثیر عوامل فیزیوگرافی بر خصوصیات کمی و کیفی زغال اخته در جنگل­های ارسباران. فصلنامة تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 3 (19): 407-396.
  14. علیجانپور، ا.، بانج شفیعی، ع. و اسحاقی راد، ج. 1389. بررسی وضعیت تجدید حیات طبیعی جنگل­های بلوط غرب در رابطه با عوامل رویشگاهی (مطالعه موردی: منطقه پیردانه پیرانشهر). مجله جنگل ایران، 3 (2): 219-209.
  15. علیجانپور، ا.، بانج شفیعی، ع. و اصغری، ع. 1393. تاثیر جهت دامنه، اقلیم (دما و بارندگی) و خاک بر پهنای دوایر سالیانه گونه زغال اخته در جنگل­های ارسباران (شمال غرب ایران). بوم­شناسی کاربردی، 3 (7): 66-55.
  16. علیجانپور، ا.، زبیری، م.، مروی مهاجر، م. و ضرغام، ن. 1382. بررسی و تعیین روش آماربرداری بهینه در جنگل­های ارسباران. مجله منابع طبیعی ایران، 56 (4): 406-397.
  17. علیجانپور، ا.، زبیری، م.، مروی مهاجر، م.، ضرغام، ن. و فقهی، ج. 1383. مقایسه ویژگی­های کمی توده­های جنگلی دو منطقه حفاظت شده و غیر حفاظتی ارسباران. مجله منابع طبیعی ایران، 57 (3): 453-447.
  18. قورچی بیگی، ک. و احمد اشرفی، س. 1389. بررسی خصوصیات کمی و کیفی نهال­های ممرز در جهت­های جغرافیایی مختلف (مطالعه موردی: جنگل­های بخش خانیکان جنگل کرکرود، مازندران). کنفرانس ملی حفاظت از تنوع زیستی و دانش بومی، کرمان، 10 و 11 اسفند: 10-1.
  19. مرادی دیرماندریک. ش.، رمضانی کاکرودی، ا.،  علیجانپور، ا. و بانج شفیعی، ع. 1394. بررسی ویژگی­های کمی و کیفی توده­های جنگلی منطقۀ حفاظت شدۀ ارسباران در طبقات مختلف شیب، مجله پژوهش و توسعه جنگل، 1 (1): 15-5.
  20. مروی مهاجر، م.، 1384. جنگل شناسی و پرورش جنگل. انتشارات دانشگاه تهران، 387 صفحه.
  21. مومنی مقدم، ت.، ثاقب طالبی، خ.، اکبری نیا، م.، اخوان، ر. و حسینی، س. 1391. تاثیر عوامل فیزیوگرافی و ادافیک بر برخی ویژگی­های کمی و کیفی درختان ارس (مطالعه موردی: منطقه لاین-خراسان). مجله جنگل ایران، 4 (2): 156-143.
    1. Alijanpour, A. and Mahmoudzaeh, A. 2007. Investigation and comparison of natural regeneration structure of forest stands in protected and non-protected area in Arasbaran. Pakistan Journal of Biological Sciences, 10 (10): 1697-1702.
    2. Braun, U., Takamatsu, S., Heluta, V., Limkaisang, S., Divarangkoon, R.i., Cook, R. and Boyle, H. 2006. Phylogeny and taxonomy of powdery mildew fungi of Erysiphe sect. Uncinula on Carpinus species. Mycol Progress, 5 (3): 139-153.
    3. Jesen, L.U., Lawesson, J.E., Balslev, H. and Forchhammer, M.C. 2003. Predicting the distribution of Carpinus betulus in Denmark Ellenberg's Climate Quotient with. Nordic Journal of Botany, 23 (1): 57-67.
    4. Kooijman, A.M. 2010. Litter quality effects of beech and hornbeam on undergrowth species diversity in Luxembourg forests on limestone and decalcified marl. Journal of Vegetation Science, 21 (2): 248-261.
    5. Kooijman, A.M. and Cammeraat, E. 2010. Biological control of beech and hornbeam affects species richness via changes in the organic layer, Ph and soil moisture characteristics. Functional Ecology, 24 (2): 469–477.
    6. Kooijman, A.M. and Martinez-Hernandez, G.B. 2009. Effects of litter quality and parent material on organic matter characteristics and N-dynamics in Luxembourg beech and hornbeam forests. Forest Ecology and Management, 257 (8): 1732–1739.
    7. Lancaster, R. and Rix, M. 2011. 705. Carpinus Fangiana Betulaceae. Curtis’s BotanicalMagazine, 28 (2): 103–110.
    8. Meeboon, J. and Takamatsu, S. 2013. Erysiphe paracarpinicola: A new species of Erysiphe sect. Uncinula on Carpinus cordata (Betulaceae). Mycoscience, 54 (3): 210-216.
    9. Rix, M. 2012. Carpinus Tschonoskii Betulaceae. Curtis,s Botanical Magazine. 29 (2): 144-151.
    10. Takamatsu, S., Masuya, H., Divarangkoon, R., and Nomura, Y. 2008. Erysiphe fi mbriata sp. Nov: A powdery mildew fungus found on Carpinus laxiflora. Mycoscience, 49 (3):185–191.

 

Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology)
Volume 30, Issue 4
March 2018
Pages 887-898
  • Receive Date: 05 January 2016
  • Revise Date: 12 November 2016
  • Accept Date: 09 October 2017