Investigation the effect of climate variables on growth patterns of the cypress (Cupressus sempervirens Var. Horizontalis) trees in Noshahr and Rudbar habitats

Document Type : Research Paper

Authors

1 prof at guilan university

2 phd student of guilan university

Abstract

The purpose of the present study is to investigate the effects of climate variables on the width of the growth rings of Cupressus sempervirens Var. Horizontalis In the cities of Rudbar and Noshahr in Gilan and Mazandaran provinces. For this purpose, the number 13 discs were totally prepared from the breast height of the trees in two regions and after the preparation of samples including: cutting, sanding and specifying the borders of growth rings, the surfaces of the discs were photographed. Images were imported to Digimizer software in JPG format and the width of the growth rings was measured with 0.01 mm accuracy. Then the standardization and time matching steps were performed on the images. The chronological length of 38 years (1979-2017) gained and matching of the variance (GLK) of 77.26 and 70.10%, for Rudbar and Nowshahr measured, respectively. The average growth of 2.46 mm for Rudbar tree rings and 5.20 mm for Nowshahr tree rings were obtained. The results also showed that the growth of trees in Rudbar region had a positive and high correlation with precipitation factor (r = 0.94) and a negative and moderate correlation with temperature factor (r = -0.51). However, the effect of climatic factors on the growth rings of trees in Noshahr was not significant. According to the results of this study, the lack of dry season and mild condition of the plain in Noshahr area,

Keywords

Main Subjects

بررسی اثر متغیرهای اقلیمی دما و بارش بر حلقه­های رویشی درختان زربین (Cupressus sempervirens Var. Horizontalis (Mill.) Gord) در رویشگاه­های نوشهر و رودبار

مهرداد قدس­خواه دریایی1*، نسرین آهو­قلندری2 و جواد ترکمن1

1 ایران، صومعه­سرا، دانشگاه گیلان، دانشکده منابع طبیعی، گروه علوم زیستی جنگل

2 ایران، رشت، دانشگاه گیلان، پردیس دانشگاهی، گروه علوم زیستی جنگل

تارخ دریافت: 22/10/1398           تاریخ پذیرش: 24/02/1399

چکیده

شرایط اقلیمی و الگوهای سالانه دما و بارش اثرات خود را در پهنای حلقه­های رویشی درختان برجا می­گذارند. علم گاهشناسی درختی به بررسی و استخراج اطلاعات مستتر در این حلقه­ها می­پردازد. هدف از تحقیق حاضر نیز بررسی اثرات متغیرهای اقلیمی بر روی پهنای حلقه‌های رویشی گونه زربین (Cupressus sempervirens Var. Horizontalis) در شهرستان­های رودبار و نوشهر در استان­های گیلان و مازندران می‌باشد. بدین منظور مجموعاً 13 دیسک از ارتفاع برابرسینه درختان زربین در دو منطقه تهیه و پس از انجام مراحل آماده‌سازی نمونه‌ها شامل: برش، سمباده کشی و مشخص کردن حدود حلقه­های رویشی، از سطوح دیسک­ها عکس­برداری به عمل آمد. تصاویر با فرمت JPG در نرم­افزار Digimizer وارد شده و پهنای حلقه‌های رویشی با دقت 01/0 میلی‌متر اندازه‌گیری شد. سپس مراحل استانداردسازی و انطباق زمانی بر روی تصاویر انجام شد. طول گاهشناسی 38 سال (2017-1979) و میزان تطابق واریانس (GLK) نمونه‌های رودبار و نوشهر به ترتیب 26/77 و 10/70 درصد به دست آمد. متوسط رویش سالانه حلقه­ها در رودبار و نوشهر به ترتیب 46/2 و 20/5 میلی‌متر محاسبه شد. همچنین نتایج نشان داد که رویش درختان در منطقه رودبار با عامل بارش همبستگی مثبت و زیاد (94/0=r) و با عامل دما همبستگی منفی (51/-0=r) دارند. اما تأثیرپذیری رویش درختان از عوامل اقلیمی در منطقه نوشهر معنی­دار به­دست نیامد. با توجه به نتایج مطالعه حاضر اثرپذیری رویش درختان زربین از عوامل اقلیمی دما و بارش در اقلیم کوهستانی و سرد بیشتر از مناطق جلگه­ای بوده و در صورت اقدام به جنگلکاری مناطق جلگه­ای حاشیه دریای خزر برای این امر اولویت دارند.

واژه های کلیدی: اقلیم­نگاری درختی، بارش، حلقه‌های سالیانه، گاهشناسی درختی، دما.

* نویسنده مسئول، تلفن: 09113367166 ، پست الکترونیکی: [email protected]

مقدمه

 

اقلیم را می­توان از اصلی­ترین عوامل پراکنش گونه­های گیاهی در مناطق بزرگ مانند یک ناحیه جنگلی دانست (7، 17). با دانستن این موضوع، درک فرآیند و نوع تأثیر اقلیم بر سیمای سرزمین برای حفاظت و مدیریت منابع جنگلی ضرورت می­یابد. چرا که عوامل اقلیمی علاوه بر تعیین نوع پراکنش گونه­های گیاهی می­تواند در تعیین سیمای کلی و نوع کاربری جنگل در نقاط مختلف زمین مؤثر باشد (23). تغییرات اشاره شده در پوشش گیاهی عمدتاً متأثر از الگوهای دما و بارش منطقه­ای هستند (24)، هرچند سایر عوامل اقلیمی از جمله رطوبت، سرعت و جهت باد و شدت تابش خورشید نیز بر استقرار و نوع پوشش گیاهی اثرگذار هستند (25).

از سوی دیگر عوامل اقلیمی بر خصوصیات کمی و کیفی و رویش درختان اثرگذار هستند. این عوامل به­طور ثابت بر ساختار زیست­توده (Biomass) گیاهی تأثیر می­گذارند (8، 15). از طرفی درختان نمایانگر وضعیت محیط در ساختار حلقه­های رویشی خود هستند. پهنای نسبی حلقه­های رویشی به شدت تحت تأثیر نرخ رشد درختان در طول زمان رشد قرار دارند (5). رویش شعاعی در هر سال معین، ترکیبی از تأثیرات شرایط اقلیمی طی رشد پیشین، شرایط رویشگاهی محلی و ویژگی­های فیزیولوژیکی گونه­های درختی است (13). اقلیم­ نگارهای درختی (Dendroclimatologists) تلاش می­کنند اطلاعات آب و هوایی موجود در سری حلقه­های رویشی را به عنوان مقادیر شاخص برای بازسازی آب و هوای گذشته به­کار برند. برخلاف تعدد پدیده­های مؤثر محیطی، درختان یک گونه ممکن است در اثر عوامل آب و هوایی مشابه در یک رویشگاه معین، الگوی پهنای حلقه مشابهی را نشان دهند (20). با این حال اغلب وقایع طبیعی و نوسانات اقلیمی اثرات خود را در پهنای حلقه­های رویشی درختان نمایان می­سازند که مانند بانکی از اطلاعات ذخیره شده در کالبد گیاه، در هرزمان قابلیت ‌استخراج و تجزیه ‌و تحلیل دارند. در علوم جنگل به این نوع مطالعات گاهشناسی درختی (Dendrochronology) گفته می­شود (9).

از گونه­های درختی مهم کشور که شرایط اقلیمی خاص و منحصر به فردی را برای تشکیل توده­های خود می­پسندد می­توان زربین (Cupressus sempervirens Var. Horizontalis) را نام برد. زربین یکی از سوزنی­برگان مهم و بومی ایران است که در مناطقی از کشور با آب و هوای مدیترانه­ای پراکنده شده است (3). فلات ایران به­­ویژه دره­های البرز رویشگاه­های طبیعی این گونه می­باشد و جوامع آن در نواری بین 500 تا 1000 متر از سطح دریا را در بر می­گیرند که از آن میان می­توان مناطق رودبار، دیلمان، اشکور، حسن آباد، نوشهر و علی­آباد کتول را نام برد (3، 9). دیرزیستی فیزیولوژیک زربین در شمال ایران به 1000 سال می­رسد. زربین حساسیت بالایی به شرایط رویشگاهی و اقلیم دارد که باعث شده است که زربین به عنوان شاخصی مناسب برای تعیین شرایط اقلیمی در مقیاس زمانی طولانی، مورد توجه کارشناسان حوزه هوا و اقلیم­ شناسی و متخصصین گاهشناسی درختی قرار گیرد (5).

در ایران بررسی اقلیم در قالب گاهشناسی درختی سابقه طولانی ندارد ولی در سالیان اخیر مطالعاتی در این زمینه انجام‌گرفته است. ازجمله Balapour و Kazemi (2) با مطالعه بر روی اثر متغیرهای اقلیمی بر رویش سالانه گونه آزاد (Zelkova carpinifolia) در شمال کشور دریافتند که کاهش بارندگی موجب کاهش رویش حلقه­های رویشی گونه آزاد شده است. در مطالعه‌ای دیگر Balapour و همکاران (1) اثر متغیرهای اقلیمی بر روی گونه راش (Fagus orientalis) را مورد مطالعه قرار دادند که نتایج نشان داد رویش شعاعی راش شرقی با متغیرهای اقلیمی چون دما و بارش همبستگی مثبت دارد.­Bayat  و همکاران (10) به بررسی اثر عوامل محیطی بر رشد قطری راش ایرانی (Fagus orientalis) در استان مازندران پرداختند که در مطالعه ایشان وضعیت توپوگرافی و پراکنش آب سطحی از عوامل مؤثر بر رشد قطری این گونه معرفی شد. Soosani و همکاران (4) اثر خشکسالی را بر میزان رویش قطری درختان بلوط ایرانی (L. Quercus brantii) بررسی نمودند که گزارش آن­ها حاکی از کاهش قابل توجه رویش قطری درختان بلوط در اثر خشکسالی بود. در خارج از کشور، Hart و همکاران (14) کرونولوژی حلقه­های رویشی گونه تسوگا (Tsuga canadensis) را از سه توده مجاور در شیب جنوبی توزیع گونه­ها در ایالات متحده توسعه دادند و بیان کردند که این گونه همیشه سبز می­تواند یک سوم کربن سالیانه خود را خارج از فصل اصلی رشد تثبیت کرده و رویش سالیانه را دو ماه قبل از گونه­های خزان­کننده موجود شروع کند. همچنین Sheng و همکاران (22) به بررسی اثرات اقلیمی بر روی حلقه­های رویشی درختان گونه بلوط (Quercus liaotungensis) جنگل‌های چین پرداختند به این نتیجه رسیدند که بارندگی در فصلی که زمین و هوا خشک است باعث افزایش رویش شعاعی درختان مورد مطالعه می‌شود و درجه حرارت بالا کاهش رشد را سبب می‌شود.

باتوجه به اهمیت ویژه گونه زربین و رویشگاه­های حساس آن در کشور و همچنین با تنوع رویشگاه­های این گونه، هدف از تحقیق حاضر، بررسی مقایسه‌ای اثر مهم­ترین عوامل اقلیمی (دما و بارش) بر رویش درختان زربین در دو منطقه رودبار استان گیلان و نوشهر استان مازندران با استفاده از علم گاهشناسی درختی می‌باشد. با توجه به تفاوت­های اقلیمی دو منطقه و شرایط توده­های مورد مطالعه و نیز در نظر گرفتن الگو­های اقلیمی این مناطق می­توان مناسب­ترین شرایط را جهت حفظ و توسعه توده­های موجود شناسایی کرد و با در نظر گرفتن برنامه­های مدیریتی مناسب به توسعه این توده­های ارزشمند اقدام نمود.

مواد و روشها

منطقه موردمطالعه: درختان مورد بررسی در حومه شهرستان رودبار (׳30 49 طول جغرافیایی شرقی و ׳36 50 عرض جغرافیایی شمالی) با 550 متر ارتفاع از سطح دریا و حومه شهرستان نوشهر (׳34 36 طول جغرافیایی شرقی و ׳41 50 عرض جغرافیایی شمالی) با 140 متر ارتفاع از سطح دریا واقع شده­اند (شکل1).

 

 

شکل1- منطقه مورد مطالعه

 

وضعیت خاک: نوع خاک و سنگ مادر منطقه رودبار آهکی دولومیتی است. خاک منطقه نوشهر نیز آهکی تکامل نیافته با بیرون زدگی­های سنگی است (9).

شرایط اقلیمی مناطق مورد مطالعه: با بررسی و مقایسه داده­های هواشناسی ایستگاه­های نزدیک به منطقه مورد مطالعه داده‌های اقلیمی منطقه رودبار در استان گیلان از ایستگاه هواشناسی شهرستان رودبار با ارتفاع 200 متر از سطح دریا استخراج شد. بر اساس منحنی آمبروترمیک منطقه، فصل خشک روستا شامل ماه­های مه، ژوئن، ژولای، اوت و سپتامبر (از اواسط اردیبهشت تا اواسط شهریور) می­باشد (شکل2). میانگین حداقل دمای سالانه رودبار 15 درجه سانتی گراد، میانگین حداکثر دمای سالانه آن 2/19 سانتی گراد و میانگین دمای سالانه منطقه 5/16 درجه سانتی‌گراد می­باشد. مجموع بارندگی سالانه ایستگاه برابر 480 میلی­متر است. میانگین رطوبت نسبی منطقه 53 درصد می­باشد. شهرستان رودبار دارای آب و هوای مدیترانه­ای با زمستان‌های سرد است.

 

 

شکل 2- منحنی آمبروترمیک ایستگاه هواشناسی رودبار (2017-1977)

 

همچنین با بررسی و مقایسه داده­های هواشناسی ایستگاه­های نزدیک به منطقه مورد مطالعه داده‌های اقلیمی نوشهر در استان مازندران از ایستگاه هواشناسی شهرستان نوشهر با 10 متر ارتفاع از سطح دریا استخراج شد. بر اساس منحنی آمبروترمیک، منطقه فاقد فصل خشک می­باشد (شکل3). میانگین حداقل دمای سالانه نوشهر 2/12 درجه سانتی گراد، میانگین حداکثر دمای سالانه آن 6/21 درجه سانتی گراد و میانگین دمای سالانه منطقه 1/17 درجه سانتی‌گراد می­باشد. مجموع بارندگی سالانه ایستگاه برابر 45/870 میلی­متر می­باشد. میانگین رطوبت نسبی منطقه 78 درصد می­باشد. شهرستان نوشهر دارای آب و هوای معتدل گرم است.

 

 

شکل 3- منحنی آمبروترمیک ایستگاه هواشناسی نوشهر (2017-1977)

 

انتخاب نمونه و بررسی حلقه­های رویشی: به­منظور نمونه­گیری مجموعاً تعداد 13 اصله درخت زربین در یک محدوده قطری (40 سانتیمتری) در دو منطقه مورد مطالعه به‌ صورت کاملا تصادفی انتخاب شد. پایه­های مورد بررسی از سطح زمین قطع شده و از درختان منتخب در منطقه رودبار تعداد هشت دیسک از 8 درخت و از درختان منطقه نوشهر پنج دیسک از 5 درخت از ارتفاع برابر سینه درختان تهیه شد (3، 4). در هنگام انتخاب درختان به شاقول بودن تنه درختان، عدم وجود خشکیدگی، عدم وجود خمیدگی و پیچش در تنه آن­ها توجه شد. دیسک­های تهیه شده پس از کدگذاری به ­منظور آشکارسازی (Detection) حلقه‌های رویشی به آزمایشگاه منتقل شدند. نمونه­های اخذ شده توسط تیغ و سمباده کاغذی صیقل داده شد. سپس از دوربین نیکون مدل  D500برای عکس­برداری از سطوح دیسک­ها استفاده شد. در ادامه تصاویر به­دست آمده وارد نرم‌افزار دیجی­مایزر (Digimizer) شد و از سمت پوست (کامبیوم) به مغز پهنای حلقه‌های رویشی با دقت یک­دهم میلی‌متر شمارش و اندازه‌گیری شد. در این مطالعه برای تطابق داده‌های اندازه‌گیری شده نمونه‌ها در دو جهت از شاخص‌های تطابق زیر استفاده‌ شده است.

ضریب تطابق واریانس‌ها Gleichlaeufigkeit (GLK) آماره‌ای است که شیب دو سری زمانی را با هم مورد بررسی قرار می­دهد (12) (رابطه2).

                                 (1)

در این رابطه  و  مقادیر پهنای حلقه‌های سال  iام و سال ماقبل آن است.

همچنین پس از استانداردسازی کرونولوژی نسبت سیگنال به ناهنجاری Signal to Noise Ratio (SNR) از رابطه (2) محاسبه می‌شود که اندازه تغییرپذیری تحت تأثیر شرایط اقلیمی است (17).

                                                          (2)

در این رابطه  تعداد درختان و  میانگین ضرایب همبستگی است.

رابطه (3) بیانگر تجمع سیگنال Expressed Population Signal (EPS) است (18).

                                                   (3)

همچنین برای بررسی میزان نوسانات رویشی درختان از فرمول ضریب میانگین حساسیت Mean of sensitivity (MS) استفاده شد (4) (11). که در آن x بیانگر حساسیت حلقه مربوط به سال i ام است (12).

Ms                                      (4)

استانداردسازی: یکی از عوامل تأثیرگذار بر روی رویش درختان تأثیر عامل سن درخت است. درختان در سنین اولیه، دارای رشد بیشتری هستند و زمانی که سن آن‌ها افزایش می‌یابد رشد حلقه‌های آن‌ها کاهش می‌یابد و در بسیاری از موارد ممکن است این اشتباه صورت گیرد که عوامل اقلیمی باعث شده تا رویش آن در ابتدا زیاد شود (17). به‌ طور معمول در هنگام نمونه‌برداری همه درختان از سن یکسانی برخوردار نیستند. بنابراین باید تأثیر سن و دیگر سیگنال‌های غیر اقلیمی ناخواسته را از منحنی رویشی حذف کرد. به عمل حذف این عوامل غیر اقلیمی استانداردسازی گفته می‌شود. برای استانداردسازی و تهیه شاخص رویش از رابطه (5) استفاده می‌شود (12).

                                                                        (5)

در رابطه بالا  مقدار شاخص،  مقدار پهنای حلقه در سال i،   میانگین کلی پهنای حلقه‌ها و  انحراف معیار می‌باشد.

تجزیه و تحلیل نتایج: در نهایت کرونولوژی به­دست آمده مربوط به رویش درختان هر منطقه با شاخص رویشی درختان مورد مقایسه قرار گرفت. اندازه­گیری پهنای حلقه­های رویشی نمونه­های مورد استفاده در نرم­افزار Digimizer و تجزیه و تحلیل داده­های پژوهش و رسم گراف­ها در محیط نرم افزار­های (SPSS (21 و (2010) Excel انجام شد.

نتایج

بررسی رویش حلقه­های رویشی و کرونولوژی نمونه­ها: پس ‌از انجام تطابق زمانی بر روی نمونه‌ها، منحنی رویشی تمامی درختان به تفکیک منطقه ترسیم شد و در آخر نمودار کرونولوژی دو منطقه ترسیم شد (شکل 4 و 5). در مورد نمونه­های منطقه رودبار تمامی هشت دیسک تهیه شده کیفیت لازم برای تهیه نمودار کرونولوژی را داشتند اما در مورد منطقه نوشهر از سری­های زمانی سه دیسک استفاده شد و دو دیسک دیگر کیفیت و وضوح لازم برای بررسی را ارائه ندادند. شکل (4) نمودار کرونولوژی (سری زمانی پهنای حلقه‌های رویشی) در مورد نمونه­های انتخابی در شهرستان نوشهر نشان­دهنده کاهش کلی پهنای حلقه­های رویشی درختان زربین (با نوسانات مقطعی) در طی دوره مورد بررسی است.

 

 

شکل 4- نمودار کرونولوژی درختان زربین نوشهر در دوره رویشی 1979 تا 2017

 

نمودار کرونولوژی درختان مورد بررسی در منطقه رودبار تغییرات پهنای حلقه­های رویشی سالیانه درختان را به صورت کاهنده و با نوسانات بیشتر نسبت به درختان منطقه نوشهر نشان می­دهد (شکل5).

 

 

شکل 5- نمودار کرونولوژی درختان زربین رودبار در دوره رویشی 1979 تا 2017

 

نتایج آماری کرونولوژی مناطق رودبار و نوشهر، در جدول (1) نشان داده شده است. بر اساس نتایج به­دست آمده نمونه­های منطقه رودبار شاخص تطابق واریانس بیشتر و نسبت سیگنال به ناهنجاری، شاخص تجمع سیگنال و میانگین حساسیت کمتری نسبت به نمونه­های منطقه نوشهر داشته­اند.

 

جدول 1- نتایج آماری کرونولوژی مناطق رودبار و نوشهر در دوره زمانی مورد مطالعه

منطقه رویشی

طول دوره (سال)

GLK

EPS

SNR

MS

رودبار

40

26/77

75/0

3/5

22/0

نوشهر

40

10/70

87/0

8/6

23/0

 

 

رابطه عوامل اقلیمی با حلقه­های رویشی: همچنین ارتباط تغییرات رویش درختان زربین در منطقه رودبار با تغییرات بارش در شکل (6) نشان داده شده است. که نشان دهنده کاهش نسبی پهنای حلقه­های رویشی این گونه در اثر کاهش بارندگی در منطقه مورد مطالعه است.

 

 

شکل 6- نمودارکرونولوژی- بارش درختان زربین منطقه رودبار در دوره رویشی 1979 تا 2017

ارتباط تغییرات رویش درختان زربین در منطقه رودبار با تغییرات دما نیز در شکل (7) نشان داده شده است. که نشان دهنده کاهش نسبی پهنای حلقه­های رویشی این گونه در اثر افزایش دما در منطقه مورد مطالعه است.

 

شکل 7- نمودارکرونولوژی- دما درختان زربین منطقه رودبار، در دوره رویشی 1979 تا 2017

 

همچنین ارتباط تغییرات رویش درختان زربین در منطقه نوشهر با تغییرات بارش در شکل (8) نشان داده شده است. که بیان کننده کاهش نسبی پهنای حلقه­های رویشی این گونه در اثر افزایش میزان بارندگی در منطقه مورد مطالعه است.

 

 

شکل 8- نمودارکرونولوژی- بارش درختان زربین در منطقه نوشهر در دوره رویشی 1979 تا 2017

 

ارتباط تغییرات رویش درختان زربین در منطقه نوشهر با تغییرات دما نیز در شکل (9) نشان داده شده است. که نشان دهنده کاهش نسبی پهنای حلقه­های رویشی این گونه در اثر افزایش دما در منطقه مورد مطالعه به­ویژه در سال­های بعد از 1997 است.

 

 

شکل 9- نمودارکرونولوژی- دما درختان زربین در منطقه نوشهر در دوره رویشی 1979 تا 2017

 

شاخص رویش درختان در سری زمانی: شاخص رویش درختان زربین در منطقه رودبار در طول دوره زمانی مورد مطالعه در شکل (10) نشان داده شده است. بر اساس نمودار ارائه شده قبل از سال 1996 رویش این گونه غالباً مثبت و بعد از این سال (به­جز سال­های 2001، 2002، 2003 و 2005) شاخص رویش منفی داشته است.

شاخص رویش درختان زربین در منطقه نوشهر در طول دوره زمانی مورد مطالعه در شکل (11) نشان داده شده است. بر اساس نمودار ارائه شده بعد از سال 1996 تاکنون شاخص رویش درختان در منطقه مورد بررسی کاملاً منفی بوده است.

 

 

شکل 10- شاخص رویش استاندارد شده درختان زربین منطقه رودبار در محدوده زمانی 1979 تا 2017

 

شکل 11- شاخص رویش استاندارد شده درختان زربین منطقه نوشهر در محدوده زمانی1979 تا 2017

 

همبستگی رویش و عوامل اقلیمی:  نتایج همبستگی پیرسون در مورد بررسی اثرپذیری رشد حلقه­های سالیانه درختان از عوامل اقلیمی (دما و بارش) در جدول (2) نشان داده شده است. با توجه به نتایج به­دست آمده، در مورد درختان زربین در منطقه رودبار همبستگی بالا و مثبتی با عامل بارش و همبستگی متوسط و منفی با عامل دما مشاهده شد اما در مورد درختان مورد مطالعه در منطقه نوشهر همبستگی کمی بین رویش درختان و هر دو عامل اقلیمی دما و بارش مشاهده گردید.

 

جدول 2- بررسی اثر پذیری حلفه­های رویشی درختان از عوامل اقلیمی (دما و بارش) با همبستگی پیرسون

نوشهر

رودبار

کرونولوژی

 

 

کرونولوژی

 

14/0-

بارش

 

**94/0

بارش

23/0-

دما

 

*51/0-

دما

 

 

بحث و نتیجه­گیری

کرونولوژی حلقه‌های رویشی از کارآمدترین ابزارهای بررسی رویش درختان هستند؛ چراکه نوسانات رویشی درختان را با افزایش قطر و سن نشان می‌دهند (19). تحقیق حاضر نیز به بررسی الگوی­های رویش گونه زربین در دو منطقه با اقلیم در دو استان شمالی کشور پرداخت. نتایج بررسی شاخص‌های تطابق زمانی در دو منطقه مورد مطالعه نشان داد که نمونه‌های برداشت شده، شرایط لازم را برای بررسی­های گاهشناسی درختی دارا هستند. بالا بودن میزان ضریب تطابق واریانس (GLK) نشان‌دهنده تطابق سری‌های زمانی تغییرات رویش در نمونه‌ها و دقت قابل قبول اندازه‌گیری آن­ها است. (19). در مطالعه Hedayati و همکاران (9) ضریب تطابق واریانس برای نمونه­های اخذ شده از گونه زربین در دره علی­آباد کتول بین 59 تا 75 محاسبه شد که در مقایسه با مقدار محاسبه شده در مطالعه حاضر (26/77) در می­یابیم که دیسک­های برداشت شده در مطالعه حاضر برای تعیین اثر عوامل اقلیمی بر خصوصیات رویشی گونه زربین دقت قابل قبولی را در محاسبات ارائه داده اند. از سوی دیگر نسبت سیگنال به ناهنجاری (SNR) شرایط مطلوب رویشگاه و همگنی رویش درختان را نشان می‌دهد. بر اساس مطالعات انجام شده زمانی که نسبت سیگنال به ناهنجاری (در بعضی منابع اغتشاش) بالا باشد وضعیت مناسب بوم­شناختی و دخالت‌های اندک انسانی را در توده جنگلی نشان می‌دهد (13). بعلاوه بالا بودن نسبت سیگنال به ناهنجاری مطلوبیت اعتبار گاه­شناسی نمونه‌ها را نشان می‌دهد (18). همچنین ضریب حساسیت محاسبه شده در این مطالعه برای شهرستان­های رودبار و نوشهر به ترتیب 22/0 و 23/0 به‌دست آمد که نشان‌دهنده حساس بودن گونه‌های سوزنی‌برگ مناطق مورد مطالعه به عامل اقلیم است که با نتایج Hedayati و همکاران (9) در مورد ضریب حساسیت گونه‌های زربین منطقه علی‌آباد کتول مطابقت دارد. علاوه بر این ضریب حساسیت در مطالعات گاهشناسی نشان دهنده نوسان نسبی حلقه­های رویشی است (9).

با توجه به نتایج به­دست آمده تأثیرپذیری تغییرات رویش درختان زربین در رودبار از تغییرات بارش و دما بیشتر از تأثیرپذیری درختان زربین در منطقه نوشهر است. بر اساس نتایج بین تغییرات رویش زربین در منطقه رودبار با تغییرات بارش همبستگی بالا و معنی‌دار (94/0=r) و با دما دارای همبستگی معنادار و منفی (51/0-=r) وجود دارد. درحالی‌که تأثیرپذیری تغییرات رویش منطقه نوشهر از بارش (08/0-=r) و دما (19/0-=r) کمتر است. همچنین بر اساس نتایج به­دست آمده درختان زربین در دو منطقه الگوهای رویش متفاوتی را ارائه می­دهند. متوسط رویش درختان در رودبار 46/2 میلی­متر در سال و این میزان برای توده­های مورد بررسی در شهرستان نوشهر20/5 میلی‌متر می‌باشد که علت آن را علاوه بر دما و بارش می­توان به عواملی چون ارتفاع از سطح دریا، توپوگرافی، شرایط خاک و سایر عوامل بررسی نشده در مطالعه حاضر مربوط دانست. نتایج مطالعه کاظمی و همکاران (6) در رابطه نرخ رویش گونه زربین نشان داد که رویش این گونه به طور معنی­داری تحت تأثیر عامل دما و بارش است که با نتایج مطالعه حاظر مطابقت دارد.

در نهایت الگوهای رویش درختان در دوره زمانی مورد مطالعه نشان می­دهد که رویش درختان در رودبار تأثیرپذیری بیشتری از عامل بارش دارد. سال­های پربارش شاخص رویش مثبت و سال­های کم بارش این شاخص منفی است. باوجود اینکه میزان بارش سالانه نوشهر بیشتر از شهرستان رودبار است تأثیرپذیری رویش درختان زربین از بارندگی در نوشهر کمتر از رودبار است. بنابراین عوامل دیگری باعث شده که شرایط مطلوب‌تری برای رویش این گونه در نوشهر ایجاد شود. از جمله منطقه نوشهر جلگه‌ای پست و حاصلخیز، بدون فصل خشک و متأثر از آب‌های زیرزمینی است. درحالی‌که منطقه رودبار در ارتفاع بالاتری قرار دارد و رویش درختان در این منطقه تحت تاثیر بارندگی بوده و دسترسی به منابع آب­های زیرزمینی وجود ندارد. در تحقیقات انجام شده اخیر نیز اثر عامل ذکر شده بر رویش و پهنای دوایر سالیانه درختان مورد بررسی و تأیید قرار گرفته است. از جمله نتایج بررسی Gholami و همکاران (13) و Bayat و همکاران (10) نشان می‌دهد که کاهش آب‌های زیرزمینی، نوع پراکنش و دسترسی به منابع آب سطحی در کاهش پهنای دوایر سالیانه و قطر آوندهای چوب درختان جنگلی مؤثر است. همچنین نتایج حاصل از تحقیق Watson و Luckman (24) نشان می­دهد که در زمان فعال بودن کامبیوم، اگر شرایط بارش مناسب باشد سرعت رشد درختان بیشتر است و شاخص رویش همواره مثبت می‌شود ولی در موقعیت‌های تنش محیطی خصوصاً خشکسالی فعالیت کامبیوم کاهش پیدا می‌کند و شاخص رویش در آن سال‌ها منفی می‌باشد که باتوجه به اینکه منطقه نوشهر فاقد فصل خشک بوده و بارش در این منطقه بر خلاف منطقه رودبار به میزان کافی و به طور منظم­تری در طول فصول سال انجام می­گردد، عامل بارش در این منطقه از عوامل محدود کننده رویش محسوب نمی­شود. در تحقیق Cherubini و همکاران (11) عنوان شده است که دما و رویش برخلاف یکدیگر عمل می­کنند به همین جهت است که در چند دهه اخیر با افزایش نسبی دما رویش درختان زربین روند نزولی به خود گرفته اند.

با توجه به نتایج این مطالعه، میزان رویش درختان زربین در شهرستان نوشهر استان مازندران بیش از دو برابر شهرستان رودبار استان گیلان می‌باشد. از طرفی تغییرات رویش دوایر سالیانه گونه زربین در شهرستان رودبار بیشتر از نوشهر بوده است که نشان­دهنده تأثیر نوسانات بارش سالانه در این منطقه کوهستانی است؛ درحالی‌که در نوشهر به‌جز بارش عوامل دیگری نظیر شرایط خوب خاک و رویشگاه و دسترسی بهتر به آب‌های زیرزمینی می‌تواند در تغییرات رویش موثر باشد که پیشنهاد می­شود در مطالعات آتی به بررسی اثر این عوامل به­ویژه وضعیت خاک در دو منطقه پرداخته شود. علاوه بر این سایر عوامل اقلیمی مانند میزان و جهت تابش خورشید، جهت وزش باد غالب، رطوبت نسبی هوا و خاک و برخی از عوامل فیزیوگرافی می­توانند بر خصوصیات رویشی این گونه گیاهی اثرگذار باشند که مطلوبست در مطالعات آتی مورد توجه و بررسی قرار گیرند.

  • بالاپور، ش.ا.،جلیلوند.، ح.، رائینی سرجاز، م.، اسدپور، ح. (1389) رابطه حلقه­های رویشی راش با برخی از متغیرهای اقلیمی در جنگل آموزشی-پژوهشی دانشکده منابع­طبیعی ساری (دارابکلا(. پژوهش­های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، 23 (3): 10-1.
  • بالاپور، ش.ا.، کاظمی، م. (1391) مطالعه اثر متغیرهای اقلیمی(دما و بارندگی) بر روی رویش سالیانه گونه آزاد (Zelkova carpinifolia) تحقیقات علوم چوب وکاغذ ایران، 27 (1): 80-69.
  • خوشنویس، م.، متیتی‌زاده، م.، شیروانی، ا.، تیموری، م. (1396) ایران، گنجینه درختان کهن‌سال، مجله طبیعت ایران، 2 (4): 55-42.
  • سوسنی، ج.، سپهوند، ا.، عادلی، ک. و سهم الدینی، ا. (1387) بررسی تأثیر خشکسالی انتهای دهه 80 در میزان رویش قطری درختان شاخه زاد بلوط ایرانی (مطالعه موردی جنگل های منطقه بدرآباد شهرستان خرم آباد)، اولین همایش بین المللی تغییر اقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری، 25 و 26 اردیبهشت، ساری، ایران، 40-32.
  • طبری، م.، سعیدی، ح.، پورمجیدیان، م, علی‌عرب، ع.ر. (1388) بررسی اثراصلاح خاک نهالستان بر رشد و زنده‌مانی نهال زربین در عرصه جنگل‌کاری.مجله منابع طبیعی ایران، 61 (3): 663-653.
  • کاظمی، س­م.، اسدپور، حمیده.، بالاپور، ش.ا. (1391) مطالعه روابط بین حلقه­های رویشی زربین و متغیرهای اقلیمی. پژوهش­های تحقیقات علوم و کاغذ ایران، 27 (2): 371-361.
  • کیائی ضیابری، م.، جعفری، م. (1392) بررسی واکنش درختان جنگلی نسبت به تغییرات اقلیمی و محیطی (مطالعه موردی: پارک جنگلی لویزان،مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 27 (1): 141-131.
  • محسن نژاد، ف. (1397). بررسی فلورستیک، فرم رویشی و کوروتیپ رویشگاه گنبروف سهند، تبریز.مجله پژوهشهای گیاهی (مجله زیست شناسی ایران)، 31 (2): 334-322.
  • هدایتی، س.، سوسنی، ج.، اکبری، ح.، فلاح، ا.، بالاپور، ش.ا. (1392) ارزیابی رویش شعاعی درختان زربین (Cupressus sempervirens horizontalis) با استفاده از دانش گاه‌شناسی درختی در رویشگاه طبیعی آن (مطالعة موردی: علی‌آباد کتول گرگان). مجله جنگل ایران، 5 (4): 376-361.

 

  • Bayat, M., Thanh Noi, P., Zare, R. & Tien Bui, D., 2019. A Semi-empirical Approach Based on Genetic Programming for the Study of Biophysical Controls on Diameter-Growth of Fagus orientalis in Northern Iran. Remote Sensing, 11: 1680.
  • Cherubini, P., Gartner, B.L., Tognetti, R., Braker, O.U., Schoch, W., and Innes, J.L., 2003. Identification, measurement and interpretation of tree rings in woody species from mediterranean climates, 78: 119-148.
  • Cook, E.R., Johnson, A. H., and Blasing, T. J., 1987. Forest decline: modeling the effect of climate in tree rings. Tree Physiology )3(: 27-40.
  • Gholami, V., Torkaman, J., and Dalir, P., 2018. Simulation of precipitation time series using tree-rings, earlywood vessel features, and artificial neural network, Theoretical and Applied Climatology, 137 (3): 1939-1948.
  • Hart JL, van de Gevel S, Sakulich J, Grissino-Mayer HD (2010) Influence of climate and disturbance on the growth of Tsuga canadensis at its southern limit in eastern North America. Trees Struct Funct 24:621– 633.
  • Heidari Safari Kouchi, A., Moradian Fard , F., Rostami Shahraji, T., Iranmanesh, Y. 2017. Biomass and carbon allocation of 10-years-old poplar (Populous alba) plantations of west Iran, Forest Research: Open access, 6 (2); 1-6.
  • Iranmanesh, Y., Sohrabi, H., Sagheb-Talebi, KH., Hosseini, SM., Heidari Safari Kouchi, A. 2019. Biomass Expansion Factor (BEF) and Carbon Stock for Brant’s Oak (Quercus brantii Lindl.) Forests of West-Iran. Annals of Silvicultural Research, 43 (1); 15-22.
  • Koralewski, T.E., Wang, H.H., Grant, W.E., & Byram, T.D. (2015). Plants on the move: Assisted migration of forest trees in the face of climate change. Forest Ecology and Management, 344, 30–37.
  • Liu, J., Yang, B., Qin, C., 2011, A Tree-ring based annual precipitation reconstruction since AD 1480 in south central Tibet. Quaternary International 236, 75-81.
  • Martin-Benito, D., Kint, V., del Río, M. and Cañellas, I., 2011. Growth responses of West-Mediterranean Pinus nigra to climate change are modulated by competition and productivity: Past trends and future perspectives. Forest Ecology and Management, 262(6): 1030-1040.
  • Pourtahmasi, K., D. Parsapajouh, A. Brauning, J. Esper & H. C. Fritz, 2007. Climate analysis of pointer years in Tree ring chronologies from Northern Iran and Neighboring High Mountain Areas, Geooko volum/Band XXVIII, 27-42.
  • Rozas, V. and Olano, J.M., 2013. Environmental heterogeneity and neighborhood interference modulate the individual response of Juniperus thurifera tree-ring growth to climate. Dendrochronologia, 31(2):105-113.
  • Sheng, D.U., Yamanaka, N., Yamamoto, F., Otsuki, K., Wang, S.H., and Hou, Q., 2007. The effect of climate on radial growth of Quercus liaotungensis forest trees in Loess Plateau, China. Dendrochronologia, 25: 29-36.
  • Wang, H., Shao, X., Jiang, Y., Fang, X., & Wu, S. (2013). The impacts of climate change on the radial growth of Pinus koraiensis along elevations of Changbai Mountain in northeastern China. Forest Ecology and Management, 289, 333–340.
  • Watson, E., and Luckman, B.H., 2001, Dendroclimatic reconstruction of precipitation for sites in the southern Canadian Rockies. The Holocene, 11(2): 203–213.
  • Zomer, R. J., Xu, J., Wang, M., Trabucco, A., & Li, Z. (2015). Projected impact of climate change on the effectiveness of the existing protected area network for biodiversity conservation within Yunnan Province, China. Biological Conservation, 184, 335–345.
Volume 34, Issue 3
September 2021
Pages 669-681
  • Receive Date: 12 January 2020
  • Accept Date: 13 May 2020
  • First Publish Date: 23 September 2021