Ecology of Iranian Forests

fa پیش ‎بینی استقرار نتاج درختان مادری بلوط ایرانی بر اساس نشانگرهای ریخت شناسی و فلورسانس کلروفیل Prediction of Establishment in Progenies of Persian Oak Trees Based on the Morphological and Chlorophyll Fluorescence Traits اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: تجدیدحیات درختان در جنگل&lrm;های با فصل خشک طولانی مانند زاگرس با دشواری های زیادی روبرو است. پیش&lrm;بینی مقاومت به تنش خشکی در نتاج بر اساس  ویژگی های ریخت&lrm;شناسی برگ و بذر درختان مادری و خصوصیات فیزیولوژیک نتاج مانند عملکرد بهینه فتوسیستم II می&lrm;تواند به افزایش کارآیی جنگل&lrm;کاری&lrm;ها منجر شود. مواد و روش‌ها: در این پژوهش نتاج حاصل از 40 درخت بلوط ایرانی از هشت پروونانس واقع در جنگل‌های زاگرس جنوبی از نظر مقاومت به تنش کمبود آب با استفاده از مشخصات جغرافیایی، رویشی و فیزیولوژیکی نظیر عملکرد بهینه فتوسیستم II در شرایط گلخانه‌ای ارزیابی شدند. همچنین درصد استقرار نهال با انجام آزمون پروونانس در عرصه برای هر درخت مادری به&lrm;مدت دو سال تعیین گردید. داده های حاصل از این دو آزمون به&lrm;همراه اطلاعات مربوط به ریخت&lrm;شناسی برگ و بذر هر درخت مادری برای توسعه مدل&lrm;های پیش‌بینی کننده استقرار نهال در عرصه مورد استفاده قرار گرفت. نهال&lrm;های بلوط ایرانی حاصل از درختان مادری مختلف در گلخانه تحت تنش خشکی با قطع آبیاری به&lrm;مدت یک ماه قرار گرفتند. سپس نهال&lrm;ها دوباره به&lrm;مدت یک ماه آبیاری شدند و در تمام مراحل میزان عملکرد بهینه فتوسیستم II، درصد زردی برگ و درصد زنده&lrm;مانی نهال&lrm;ها ثبت گردید. همچنین استقرار نتاج درختان مادری در عرصه جنگلی بر اساس درصد زنده&lrm;مانی و ارتفاع نهال ها در طی دو سال ارزیابی گردید و ارتباط آنها با خصوصیات ریخت&lrm;شناسی برگ و بذر درختان مادری بررسی گردید. یافته‌ها: نتایج مشخص نمود که ارتباط مثبت بین درصد زنده&lrm;مانی، شاخص&lrm;های مقاومت به تنش در شرایط گلخانه&lrm;ای با درصد زنده&lrm;مانی و ارتفاع نهال&lrm;ها در عرصه جنگلی وجود دارد. همچنین نهال&lrm;های حاصل از مبدا بذر خشک&lrm;تر، ارتفاعات و عرض&lrm;های جغرافیایی پایین دارای مقاومت به خشکی بالاتری در شرایط کنترل شده گلخانه&lrm;ای بودند. اما هیچ&lrm;یک از پارامترهای رویشی و زنده&lrm;مانی در عرصه با ویژگی&lrm;های محیطی مبدأ بذر ارتباط نداشت. ارتباط بین صفات ریخت شناسی برگ و بذر درختان مادری با مقاومت به تنش و استقرار نهال ها نشان داد که نهال های حاصل از بذور پهن تر و سنگین تر دارای ویژگی های رویشی و زنده مانی بهتر تنها در سال اول بودند. همچنین برخی صفات ریخت شناسی برگ درختان مادری مانند طول دمبرگ، پهنای دندانه و تعداد رگبرگ از صفات تاثیرگذار در موفقیت استقرار نهال ها در عرصه جنگلی بودند.   نتیجهگیری: نتایج این تحقیق نشان داد که جمع آوری بذور بزرگتر از درختان مادری همراه با ویژگی های مناسب ریخت شناسی برگ می تواند در موفقیت جنگل کاری ها موثر باشد. همچنین استفاده از صفات فیزیولوژیک در شرایط کنترل شده گلخانه می تواند در انتخاب نتاج مقاوم حاصل از جمعیتها یا درختان مادری برتر کمک نماید.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: The regeneration of trees in forests characterized by prolonged dry seasons, such as the Zagros region, presents significant challenges. The ability to predict water deficit tolerance in progenies of trees based on their geographic, vegetative, and physiological characteristics—particularly the performance of photosystem II—can enhance the efficiency of reforestation and plantation efforts. Understanding these factors is crucial for developing strategies that ensure the survival and growth of saplings in arid conditions, ultimately contributing to the restoration of forest ecosystems. Methods: In this study, we assessed the progenies of 40 Persian oak trees, which were derived from eight distinct populations located in the southern Zagros forests. Our primary focus was to evaluate their water deficit tolerance based on various geographic, growth, and physiological characteristics, specifically examining the performance of photosystem II under controlled greenhouse conditions. Additionally, we conducted field trials over two years to evaluate the percentage of seedling establishment for each mother tree. The data obtained from these experiments were complemented by morphological assessments of the leaves and seeds from the mother trees. These comprehensive datasets were utilized to develop predictive models for seedling establishment in the field. Our research involved both greenhouse and forest field experiments aimed at evaluating the responses of Persian oak seedlings to drought stress. This was achieved by monitoring several indicators of stress resistance linked to photosystem II functionality. In the greenhouse, seedlings from different mother trees were subjected to drought stress by halting irrigation for one month. Following this period, seedlings were re-irrigated for another month. Throughout these stages, we meticulously recorded data on photosystem II performance, the percentage of leaf yellowing, and the survival rates of the seedlings. Furthermore, we assessed the establishment success of the offspring from the mother trees in the forest field, focusing on their survival rates and height over the two-year period. We also investigated the relationships between these growth metrics and the morphological characteristics of the leaves and seeds from the mother trees. Results: Our findings indicated a positive correlation between the percentage of survival and indicators of stress resistance observed in greenhouse conditions, as well as the survival rates and heights of seedlings in the forest field. Notably, seedlings originating from drier seed sources, as well as those from lower altitudes and latitudes, exhibited higher drought resistance in greenhouse settings. However, it is important to note that none of the growth and survival parameters observed in the field were significantly related to the environmental characteristics of the populations. We also explored the relationship between the leaf and seed morphological traits of the mother trees and the stress resistance and establishment success of their seedlings. Our results revealed that seedlings grown from larger and heavier seeds demonstrated superior growth characteristics and survival rates, particularly during their first year. Additionally, specific leaf morphological traits of the mother trees—such as petiole length, tooth width, and the number of veins—were identified as influential factors contributing to the successful establishment of seedlings in the forest field. Conclusion: The outcomes of this research underscore the importance of collecting larger seeds from mother trees exhibiting favorable leaf traits to enhance reforestation success. Moreover, utilizing physiological traits assessed under controlled greenhouse conditions can aid in identifying resistant progenies from superior populations or mother trees. This approach not only supports the selection of robust seedlings capable of thriving in challenging environments but also contributes to the broader goal of restoring and sustaining forest ecosystems in arid regions like Zagros. In summary, our study highlights the intricate relationships between environmental factors, morphological traits, and physiological responses in determining the success of tree regeneration efforts. By focusing on these relationships, we can develop more effective strategies for reforestation that consider the unique characteristics of local tree populations and their adaptations to drought conditions. Future research should continue to explore these dynamics, aiming to refine our understanding of how to best support the regeneration of vital forest ecosystems in the face of climate change and increasing environmental stressors.  </div> واژه های کلیدی: تجدیدحیات, جنگل زاگرس, شاخص مقاومت به خشکی, فلورسانس کلروفیل, ویژگی درخت مادری Chlorophyll fluorescence, Drought resistant index, Regeneration, Zagros forests, Mother tree traits 24 34 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-234-3&slc_lang=fa&sid=1 Zahra Alizadeh زهرا علیزاده z.alizadeh0110@gmail.com 10031947532846009721 10031947532846009721 No Department of Forestry, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Yasouj, Yasuj, Iran گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران Roghayeh Zolfaghari رقیه ذوالفقاری zolfaghari@yu.ac.ir 10031947532846009722 10031947532846009722 Yes Department of Forestry, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Yasouj, Yasuj, Iran گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران Shahla Molaee شهلا مولایی shahla.mohaye74@gmail.com 10031947532846009723 10031947532846009723 No Department of Forestry, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Yasouj, Yasuj, Iran گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران Payam Fayyaz پیام فیاض pfayyaz@yu.ac.ir 10031947532846009724 10031947532846009724 No Department of Forestry, Faculty of Agriculture & Natural Resources, University of Yasouj, Yasuj, Iran گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج، یاسوج، ایران