Ecology of Iranian Forests

fa ارزیابی روابط آلومتریک برای برآورد زی‌توده، ترسیب کربن و شاخص سطح برگ درختان کیکم Evaluation of Allometric Relationships to Estimate Leaf Biomass, Carbon Sequestration, and Leaf Area Index of Acer monspessulanum subsp. Cinerascens تخصصي Special پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: برآورد میزان زی‌توده اندام‌های مختلف درخت نقش کلیدی را در مدیریت پایدار و برآورد ذخایر کربن جنگل ایفا می‌کند. روابطی که مشخصات مربوط به اندازه‌ی درخت (مثل قطر و ارتفاع) را به زی‌توده آن مربوط می‌کنند روابط آلومتریک نامیده می‌شوند. این تحقیق با هدف تعیین معادلات آلومتریک برای برآورد زی‌توده، میزان ترسیب کربن و شاخص سطح برگ درختان کیکم در منطقه حفاظت شده مانشت و قلارنگ در جنگل‌های استان ایلام انجام گرفت. مواد و روش‌ها: برای این منظور، ابتدا با جنگل‌گردشی رویشگاه‌های مختلف کیکم در منطقه مورد مطالعه مشخص شدند. سپس با استفاده از روش نمونه‌برداری تصادفی مجموعا 60 اصله از درختان کیکم انتخاب و فاکتورهای کمّی مورد نظر آن&lrm; ها (مانند قطر بزرگ و کوچک تاج، ارتفاع درخت، طول تاج و قطر یقه درختان) اندازه‌گیری شدند. برای برآورد زی‌توده برگ از روش مستقیم چیدن، یک چهارم تا یک هشتم برگ تاج درخت به نسبت بزرگی و کوچکی تاج درختان نمونه کیکم جمع‌آوری شد. پس از خشک کردن برگ‌ها در داخل آون، وزن خشک برگ‌ها اندازه‌گیری شد. اعداد به &lrm;دست &lrm;آمده از یک چهارم یا هشتم سطح تاج با ضرب در اعداد 4 یا 8 تبدیل به وزن خشک برگ کل تاج درخت شدند. ضریب درصد کربن آلی (0/47) از طریق روش احتراق با سوزاندن مقدار کافی از برگ‌های خشک&lrm; شده در کوره الکتریکی به &lrm;دست&lrm; آمد. شاخص سطح برگ درختان کیکم هم با اندازه‌گیری سطح ویژۀ برگ‌های کیکم، از طریق روش وزنی محاسبه شد. برای تعمیم نتایج به &lrm;دست &lrm;آمده از درختان نمونه به کل جنگل از روش درخت متوسط استفاده شد. برای نرمال بودن داده‌ها از آزمون کولموگرف-اسمیرنوف استفاده شد. به &lrm;منظور بررسی روابط آلومتریک بین متغیرهای وابستۀ زی‌توده، ذخیره کربن و شاخص سطح برگ با متغیرهای کمّی مستقل اندازه‌گیری شدۀ درخت (مانند قطر متوسط تاج و ارتفاع درخت)، از رگرسیون‌های خطی و غیرخطی (لگاریتمی و توانی) استفاده شد. بر اساس معیار ضریب تعیین و ضریب تعیین تعدیل شده، بهترین مدل از میان سه مدل مورد بررسی انتخاب شد. تصمیمگیری برای تایید یا رد فرض عدم تاثیر متغیر مستقل بر متغیر وابسته بر اساس مقدار p انجام گرفت. یافته‌ها: نتایج آزمون کولموگروف-اسمیرنوف نشان دادند که داده&lrm; ها توزیع نرمال داشتند. بر اساس نتایج، متوسط زی‌توده برگ، متوسط ذخیره کربن برگ و متوسط مقدار جذب دی‌اکسید کربن از جو توسط درختان کیکم در منطقه حفاظت &lrm;شده مانشت و قلارنگ به &lrm;ترتیب 200/30، 94/16، 345/68 کیلوگرم در هکتار برآورد شدند. نتایج برآورد شاخص سطح برگ در منطقه مورد مطالعه نشان می‌دهد که متوسط شاخص سطح برگ گونه کیکم برای هر درخت 52/1 و برای هر هکتار 0/119 به &lrm;دست آمد. نتایج بررسی مدل‌های مختلف نشان دادند که متغیر مستقل قطر یقه بر متغیر وابسته شاخص سطح برگ در هیچ یک از مدل‌های رگرسیونی مورد بررسی اثرگذار نبود و مقدار p آن برای هر سه مدل رگرسیونی بیش از 0/05 به &lrm;دست &lrm;آمد که نشان می‌دهد قطر یقه بر شاخص سطح برگ اثر معنی‌داری ندارد. این در حالی است که متغیر مستقل قطر متوسط تاج در هر سه مدل مورد بررسی بر متغیر وابسته شاخص سطح برگ اثر‌گذاری معنی‌داری را براساس مقادیر ارزش p نشان داد و مدل توانی برای متغیر مستقل قطر متوسط تاج دارای بالاترین ضرایب تعیین (0/407 ) و ضرایب تعیین تعدیل شده (0/397 ) بود. نتایج بررسی اثرگذاری متغیرهای مستقل (قطر یقه درخت، قطر متوسط تاج و مساحت تاج ‌پوشش) بر متغیر وابسته زی‌‌توده خشک برگ درختان کیکم در مدل‌های رگرسیون خطی، لگاریتمی و توانی نشان دادند که براساس مقدار p هر سه متغیر مستقل در هر سه مدل بررسی &lrm;شده اثر معنی‌داری بر زی&lrm;‌توده خشک برگ درختان کیکم داشتند. از این رو، مدل توانی به عنوان بهترین مدل برای متغیر‌های مستقل قطر یقه و متغیر وابسته زی‌توده خشک برگ انتخاب شد. علاوه&lrm; بر این، نتایج بررسی مدل‌های مختلف نشان دادند که متغیر مستقل قطر یقه درخت بر متغیر وابسته ترسیب کربن برگ نیز در تمامی مدل‌های رگرسیونی مورد بررسی اثرگذار بود و مقدار p آن برای هر سه مدل رگرسیونی کمتر از 0/05 به &lrm;دست آمد که اثر معنی‌دار متغیر قطر یقه درخت را بر متغیر وابسته ترسیب کربن برگ نشان می‌دهد. این در حالی است که از میان مدل‌های مورد بررسی، مدل توانی برای متغیر مستقل قطر یقه درخت دارای بیشترین مقدار ضریب تعیین و ضریب تعیین تعدیل یافته به&lrm;ترتیب با مقادیر 0/434 و 0/424 بود. از این&lrm;رو، این مدل به &lrm;عنوان بهترین مدل برای متغیر مستقل قطر یقه درخت و متغیر وابسته ترسیب کربن برگ انتخاب شد. بنا بر این، بررسی روابط آلومتریک با استفاده از روابط رگرسیونی نشان داد که مدل توانی دارای بهترین ضریب تعیین و ضریب تعیین تعدیل &lrm;شده برای پیش‌بینی متغیرهای وابسته بر اساس متغیرهای مستقل مورد بررسی بود. نتیجه‌گیری: یافته‌های حاصل از این تحقیق توانایی اندازه &lrm;گیری زی‌توده، ترسیب کربن و شاخص سطح برگ درختان کیکم را با استفاده از معادلات آلومتریک نشان می‌دهند.  </div> <div style="text-align: justify;"> <div class="WordSection1">Extended Abstract Background: The biomass estimation of different tree organs plays a key role in sustainable management and the estimation of forest carbon stocks. Relationships that relate the characteristics of tree size (such as the diameter and height) to its biomass are called allometric relationships. This study aimed to determine allometric equations for estimating biomass, carbon sequestration, and leaf area index (LAI) of Acer monspessulanum subsp. cinerascens species in the protected areas of Manshet and Ghalarnang forests in Ilam Province. Methods: For this purpose, initially, the different sites of Acer monspessulanum in the study area were determined by a forest tour. Afterward, quantitative factors (such as large and small crown diameter, tree height, crown length, and collar diameter) were measured in 60 randomly selected Acer monspessulanum trees. To estimate the leaf biomass, a quarter to an eighth of the leaves of the tree crown were collected by the direct method of picking, according to the size and smallness of the tree crowns of the A. monspessulanum sample trees. The dry weight was measured in oven-dried leaves. The numbers obtained from a quarter or an eighth of the crown surface by multiplying by 4 or 8 were determined as the leaf dry weight of the entire tree crown. The percentage of organic carbon (0.47%) was obtained by burning a sufficient amount of dried leaves in an electric furnace. The LAI of A. monspessulanum subsp. trees was calculated using the specific surface area of the leaves through the weighing method. The average tree method was used to generalize the results obtained from the sample trees to the whole forest. The Kolmogorov-Smirnov test was used for the normality of the data. Linear and non-linear (logarithmic and power) regressions were used to examine the allometric relationships between biomass, carbon sequestration, and LAI as the dependent variables with the measured independent quantitative variables of the tree (such as average crown diameter and tree height). Based on the criteria of the coefficient of determination and the adjusted coefficient of determination, the best model was selected among the three investigated models. The decision to confirm or reject the assumption of no effect of the independent variable on the dependent variable was made based on the p-value. Results: The results of the Kolmogorov-Smirnov test showed a normal distribution of the data. The average leaf biomass, average carbon storage in leaves, and average carbon dioxide absorption from the atmosphere by A. monspessulanum subsp. Cinerascens trees were estimated at 200.30, 94.16, and 345.68 kg/ha, respectively, in the protected areas of Manshet and Ghalarnang. The results of LAI estimation in the study area showed that the average LAI for A. monspessulanum subsp. cinerascens species was 1.52 per tree and 0.119 per ha, respectively. The results of the analysis of different models showed that the collar diameter as the independent variable did not affect LAI as the dependent variable in all the investigated regression models, with a p-value more than 0.05 for all three regression models, which shows no significant effect of the collar diameter on LAI. Meanwhile, the average crown diameter as the independent variable in all three investigated models showed a significant effect on the LAI as the dependent variable based on the p-values. Besides, the power model showed the highest coefficient of determination (0.407) and adjusted coefficient of determination (0.397) for the average crown diameter as the independent variable. The results revealed the significant effects of independent variables (collar diameter, average crown diameter, and average crown area) on leaf dry biomass (the dependent variable) in A. monspessulanum subsp. cinerascens trees in linear, logarithmic, and power regression models based on the p-value of all three independent variables in all three investigated </div> <div aria-label="Page Break" class="cke_pagebreak" contenteditable="false" data-cke-display-name="pagebreak" data-cke-pagebreak="1" style="page-break-after:always" title="Page Break"></div>models. Among the other models, however, the power model had the highest coefficient of determination (0.433) and adjusted coefficient of determination (0.423) for the collar diameter as the independent variable. Therefore, the power model was chosen as the best model for the collar diameter (independent variable) and leaf dry biomass (the dependent variable). In addition, the results of the analysis of different models showed that the tree collar diameter (independent variable) could affect leaf carbon sequestration (the dependent variable) in all regression models, with a p-value < 0.05 for all three regression models, showing a significant effect of the tree collar diameter variable on leaf carbon sequestration (the dependent variable). Among the investigated models, the power model for the tree collar diameter (independent variable) has the highest coefficient of determination (0.434) and adjusted coefficient of determination and (0.424). Therefore, this model was chosen as the best model for the tree collar diameter and leaf carbon sequestration as the independent and dependent variables, respectively. Therefore, the examination of allometric relationships using regression equations showed that the power model had the best coefficient of determination and adjusted coefficient of determination for predicting dependent variables based on the mentioned independent variables. Conclusion: The results of this study demonstrate the ability to measure biomass, carbon sequestration, and LAI of A. monspessulanum subsp. cinerascens trees using allometric equations.  </div> رگرسیون خطی, رگرسیون لگاریتمی, رگرسیون توانی, روش درخت متوسط, مانشت و قلارنگ Carbon sequestration, Leaf area index, Acer monespolinum, Manesht, Ghelarang 130 142 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-24-5&slc_lang=fa&sid=1 Ali Mahdavi علی مهدوی a.mahdavi@ilam.ac.ir 100319475328460010615 100319475328460010615 Yes Department of Forest Sciences, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Rohollah Yaghobi روح الله یعقوبی roholahyaeghobi@gmail.com 100319475328460010616 100319475328460010616 No Department of Forest Sciences, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Mehdi Omidi مهدی امیدی m.omidi@ilam.ac.ir 100319475328460010617 100319475328460010617 No Department of Statistics and Mathematics, Faculty of Basic Sciences, Ilam University, Ilam, Iran گروه آمار و ریاضی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران Hamid Reza Naji حمید رضا ناجی h.naji@ilam.ac.ir 100319475328460010618 100319475328460010618 No Department of Forest Sciences, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran گروه علوم جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران