شاخص‌های هندسی و تنوع گونه‌ای زادآوری در روشنه‌های طبیعی و انسان‌ساخت پوشش تاجی

سابقه و هدف: روشنه‌های پوشش تاجی یکی از مناسب‌ترین شرایط برای زادآوری بسیاری از گونه‌ها محسوب می‌شوند. مطالعه نحوه زادآوری در روشنه‌های طبیعی و انسان‌ساخت اطلاعات کاربردی را برای افزایش کمی ‌و کیفی زادآوری انواع گونه‌های درختی فراهم می‌کند. این پژوهش با هدف بررسی رابطه مشخصه‌های هندسی روشنه با مشخصه‌های تنوع و تراکم زادآوری گونه‌های درختی در روشنه‌های طبیعی و انسان‌ساخت انجام شد.مواد و روش‌ها: دو قطعه نمونه 16 هکتاری با موقعیت رویشگاهی تقریباً یکنواخت در بخشی از سری یک (مدیریت شده) و سری دو (مدیریت نشده) طرح جنگلداری دکتر بهرام‌نیا (شصت‌کلاته، گرگان) انتخاب گردید. موقعیت 56 روشنه با استفاده از سیستم موقعیت‌یاب تفاضلی dgps ثبت شد. شاخص‌های اصلی هندسه روشنه شامل: مساحت (a)، محیط (p) و نسبت محیط‌به‌مساحت (p/a) اندازه‌گیری و سپس شاخص گردی (c) و پیچیدگی شکل روشنه (gsci) محاسبه گردید. همچنین فراوانی و تنوع گونه‌ای زادآوری درون روشنه‌ها در قطعات 25 مترمربعی ثبت گردید. روشنه‌ها در سه کلاس مساحت کوچک (20150مترمربع)، متوسط (150300 مترمربع) و بزرگ (بیشتر از 300 مترمربع) ‌کلاس‌بندی شدند. شاخص‌های تنوع گونه‌ای به ازای هر روشنه در محیط نرم افزارpast محاسبه شد. تجزیه و تحلیل آماری جهت تعیین معنی‌داری اختلافها و روابط بین شاخص‌های هندسی و تنوع گونه‌ای زادآوری انجام شد.یافته‌ها: میانگین مساحت روشنه‌های طبیعی 206 مترمربع و روشنه‌های انسان‌ساخت 176 مترمربع بدست‌آمد. میانگین شاخص گردی روشنههای انسان‌ساخت (0.72=c) بزرگتر از روشنه‌های طبیعی (0.66=c) بوده؛ هرچند از نظر آماری اختلاف معنی‌دار نداشتند. شکل روشنه‌های طبیعی متناسب با افزایش مساحت، از فرم دایره فاصله گرفته، کشیدتر شد و نیز پیچیدگی شکل آنها افزایش یافت. شاخص پیچیدگی شکل روشنه‌های انسان‌ساخت با افزایش مساحت اختلاف معنی‌داری نشان نداد. همچنین در هر دو نوع روشنه، نسبت محیط‌به‌مساحت روشنه‌های بزرگ، در مقایسه با سایر کلاس‌‌های روشنه‌ها کمتر بود. تراکم زادآوری گونه‌های افرا پلت، انجیلی و فراوانی کل زادآوری در روشنه‌های انسان‌ساخت با مساحت متوسط به‌طور معنی‌داری بیشتر از روشنه‌های طبیعی با مساحت مشابه بود. غنا، فراوانی کل زادآوری، تنوع‌گونه‌ای، غالبیت و یکنواختی در روشنه‌های با مساحت متوسط (300150 مترمربع) حداکثر مقدار و اختلاف معنی‌داری با روشنه‌های بزرگ (مساحت بزرگتر از 300 مترمربع) نشان‌دادند. در روشنه‌های طبیعی، با افزایش مساحت تراکم زادآوری گونه‌های افرا پلت و خرمندی، غنای‌گونه‌ای، فراوانی کل و تنوع گونه‌ای زادآوری به طورمعنی‌داری کاهش یافت. در روشنه‌های طبیعی بین شاخص p/a با تراکم زادآوری گونه‌های افرا و ممرز، همبستگی مثبت مشاهده‌ شد (به ترتیب 0.480r = و 356/ 0r =). شاخص غنا همبستگی منفی با محیط (0.317 r =) و مساحت روشنه‌های طبیعی (0.310 r =) داشته است. در روشنه‌های انسان‌ساخت تراکم زادآوری افرا و شیردار همبستگی معکوس با شاخص گردی (به ترتیب 0.546 r = و0.560 r =) و همبستگی مستقیم (به ترتیب 0.588 r = ، 0.628 r =) با پیچیدگی شکل نشان دادند. پس هرچه روشنه کشیده‌تر و شکل آن پیچیده‌تر، تراکم این دو گونه بیشتر بود که این مقدار در روشنه‌های انسان‌ساخت با سطح متوسط (150-300 مترمربع) مشاهده شد. در روشنههای انسان‌ساخت شاخص یکنواختی همبستگی معکوس و غنای گونهای همبستگی مستقیم با نسبت محیط‌به‌مساحت (به تر تیب 0.553 r = و 0.578 r =) نشان داد.نتیجه‌گیری: روشنه‌های انسان‌ساخت در مقایسه با روشنه‌های طبیعی، منظم‌تر و گردتر بودند. هرقدر روشنه‌های انسان‌ساخت از فرم دایره فاصله گرفته، شکل آن کشیده‌تر شد، شکستگی‌ها و پیچیدگی‌های آن افزایش یافته و تراکم زادآوری پلت و شیردار نیز افزایش یافت. روشنه‌های انسان‌ساخت با سطح متوسط (300-150 مترمربع)، بیشترین مقدار غنا، تنوع و تراکم زادآوری را نسبت به دیگر کلاس‌های مساحت روشنه نشان داد. بنابراین، می‌توان این مساحت روشنه را مساحت بهینه برای تیپ غالب توده در نظر گرفت.

Geometric indices and regeneration species diversity in natural and manmade canopy gaps

Background and objectives: Canopy gaps are the most important environments for many species regenerations. Studying regeneration in natural and Manmade canopy gaps provides practical information to enhance the quantity and quality of tree species regeneration. This study aimed to investigate the relation between geometrical characteristics of canopy gaps with diversity and density of tree species regeneration in natural and Manmade canopy gaps. Materials and methods: Two 16 ha plots were selected with relatively similar site conditions in part of series one and two of Dr. Bahramnia ’s forestry plan, Shastkalateh, Gorgan. The position of 56 canopy gaps was recorded using a differential positioning system (DGPS). The main indices of the gap’s geometry including area (A), perimeter (P), and perimeter to area ratio (P/A) were measured and then the circular index (C) and the Gap shape complexity Index (GSCI) were calculated. Also, the frequency and diversity of tree species regeneration were recorded within 25 m2 plots centered on each gap. Gaps were classified into three small (20150 m2), medium (150300 m2), and large (more than 300 m2) area classes, and indices of species diversity were calculated for each gap using PAST software environment. Statistical analysis was performed to determine the significance of differences and relationships between geometric indices and diversity of regenerative species.Results: The average area of natural and Manmade canopy gaps were 206 and 176 m2, respectively. The mean circular index of Manmade canopy gaps (C = 0.72) was higher than natural ones (C = 0.66); although, their difference was not significant. Increasing the area, the shape of the natural gaps shifted away from the circular, elongated, and the complexity of their shape increased. The shape complexity index of Manmade gaps did not show a significant difference with increasing the area. Perimeter to area ratio of large gaps was smaller than other classes in both types of gaps. Regeneration density of Velvet maple and Ironwood species were significantly higher in medium Manmade gaps than other species, other classes, and natural mediums gaps. As a result, richness, total individual regeneration, diversity, dominance, and evenness in the medium gaps (300150 m2) showed the maximum value and significantly different from the large gaps (greater than 300 m2). In natural gaps, with increasing area regeneration density of Velvet maple and Dateplum species, species richness, total individual regeneration, and species diversity of regeneration decreased significantly. A positive correlation was observed between the gap’s P/A with the regeneration density of maple and hornbeam species in natural gaps (r = 0.480 and r = 0.356, respectively). The richness index had a negative correlation with the perimeter (r = 0.337) and with area of natural gaps (r = 0.103). In Manmade gaps, the evenness index showed an inverse correlation and the species richness showed a direct correlation with P / A (r = 0.553 and r = 0.578, respectively).Conclusion: Manmade gaps were more regular and rounder than natural gaps. As the shape of the Manmade gaps shifts away from the circle form, it was elongated and increased in fractures and complexities, and also the density of maple’s regeneration increased. Mediumsized Manmade gaps (150300 m2) showed the highest value of richness, diversity, and regeneration density compared to other categories of gap area. Therefore, this range of gap size could be considered as the optimum range.