تعیین رابطه قطر- ارتفاع بلوط بلندمازو با استفاده از مدل‌‌‌های غیرخطی با اثرات آمیخته در توده‌های جنگلی استان گلستان

مقدمه و هدف: لازمه ارزیابی صحیح و دقیق موجودی حجمی و زی‌توده، برآورد دقیق‌تر ارتفاع درختان می‌باشد. در این زمینه مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته با در نظر گرفتن متغیر‌های تصادفی سطح توده علاوه‌ بر حفظ رابطه قطر-ارتفاع باعث بهبود دقت مدل‌ها می‌شوند و این مدل‌ها تغییرات توده را به خوبی نشان می‌دهند. بنابراین، هدف اصلی این پژوهش برآورد ارتفاع یک گونه مهم جنگل‌های هیرکانی بلوط بلندمازو با استفاده از مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته و مقایسه آن با مدل‌های غیرخطی رگرسیونی در جنگل‌های ناهمسال آمیخته پهن‌برگ استان گلستان در سه طرح‌ جنگل‌داری شصت‌کلاته گرگان، لوه در گالیکش و جعفرآباد در علی‌آباد می‌باشد. مواد و روشها: در این تحقیق 71 قطعه‌نمونه دایره‌ای شکل به مساحت 10 آر در سه طرح جنگلداری شصت‌کلاته، جعفرآباد و لوه پیاده و مشخصه‌های نوع گونه، قطر برابرسینه و ارتفاع درختان اندازه‌گیری و ثبت شد. ابتدا با استفاده از 20 مدل غیرخطی قطر-ارتفاع، ارتباط بین ارتفاع و قطر برابر سینه بررسی و سپس با درنظر گرفتن مشخصه‌های میانگین کوادراتیک قطر، سطح مقطع در هکتار، سطح مقطع درختان بزرگ‌تر از درخت موردنظر، تعداد درختان در هکتار، حجم در هکتار و ارتفاع غالب، با استفاده از مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته ارتفاع درختان برآورد شد. یافته‌ها: نتایج حاصل از برازش مدل‌های غیرخطی برای برآورد ارتفاع درختان بلندمازو نشان داد که میزان جذر میانگین مربعات خطای حاصل شده در این تحقیق برای هر سه رویشگاه بطور جداگانه و با هم حدود 3 تا 4 متر و ضریب تبیین مدل های حاصل شده بین 0.4 تا 0.62 بود. با اضافه کردن مشخصه‌های میانگین کوادراتیک قطر، سطح مقطع در هکتار، سطح مقطع درختان بزرگ‌تر از درخت موردنظر، تعداد درختان در هکتار، حجم در هکتار و ارتفاع غالب تحت عنوان متغیرهای تصادفی در مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته میزان ضریب تبیین در حدود 10 تا 16 درصد و جذر میانگین مربعات خطا حدود 0.2 تا 1 متر بهبود یافت. نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که استفاده از مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته در مقایسه با مدل‌های غیرخطی رگرسیونی با عث بهبود دقت برآورد ارتفاع درختان بویژه در توده‌های ناهمسال نامنظم آمیخته می‌شود و این مدل‌ها تغییرات توده را به خوبی نشان می‌دهند. بنابراین این رویکرد می‌تواند روشی مناسب و جایگزین مدل‌های غیرخطی معمول علی‌رغم مطالعات بسیار کم در این زمینه می‌تواند مورد استفاده قرار گیرد. همچنین تحقیقات تکمیلی در مورد استفاده ار مدل‌های غیرخطی با اثرات آمیخته برای همه گونه‌های مهم خزری و سایر مناطق رویشی ایران لازم و ضروری است تا بتوان از اطلاعات دقیق در برنامه‌ریزی مدیریت پایدار منابع جنگلی و برنامه‌های حفاظتی استفاده نمود و به صورت عملیاتی بتوان از این مدل‌ها در برنامه‌ریزی جنگل استفاده کرد.

height-diameter modeling for chestnut-leaved oak using nonlinear mixed-effects model in golestan forests

abstract: background and objectives: an accurate estimate of trees height is essential for evaluation of the forest stands volume and above-ground biomass. also, nonlinear mixed-effects models using random effects with accounting variation between plots, in addition to maintaining the diameter-height relationship, improve the accuracy of the models, and these mixed effects models account for intergroup variation and intragroup variation. therefore, this study aimed to develop a height-diameter relationship oak (quercus castanefolia c.a.m) using nonlinear models and nonlinear mixed-effect models in uneven-aged broad-leaved stands in golestan province (shast-kalateh, jafar-abad and loveh forestry plan).materials and methods: we applied a systematic sampling method to collect field data within a 150×200 m network (71 circular plots), and in each plot, tree species, height and diameter at breast height (dbh) of all trees were measured. in the first stage, we used 20 non-linear diameter-height models to select candidate models, then refitted in the second stage using mixed-effect model using dominant height, mean quadratic dbh, basal area, bal, stand volume and tree density.results: the results of fitting non-linear models for oak showed that rmse and r2 are ranged 3-4 meters and 0.4-0.62, respectively. by adding dominant height, mean quadratic dbh, basal area, bal, stand volume, and tree density as random effects in the nonlinear mixed-effect method, r2 improved by about 10 to 16%, and the rmse improved about 0.2- 1 m. by adding conclusion: the results showed that using the nonlinear mixed-effect method in comparison with nonlinear regression models improved the accuracy of estimating the height, especially in uneven-aged broadleaved stands. these models can show variability height in stands. therefore, this approach can be a suitable alternative to estimate tree height, despite few studies conducted in this field. also, additional research on the use of nonlinear mixed-effect models for all important species of the hyrcanian forests and other vegetation regions of iran is necessary. also, accurate information can be used in forest sustainable management and conservation programs. these models can be used in forest planning.the results showed that using the nonlinear mixed-effect method in comparison with nonlinear regression models improved the accuracy of estimating the height, especially in uneven-aged broadleaved stands. these models can show variability height in stands. therefore, this approach can be a suitable alternative to estimate tree height, despite few studies conducted in this field. also, additional research on the use of nonlinear mixed-effect models for all important species of the hyrcanian forests and other vegetation regions of iran is necessary. also, accurate information can be used in forest sustainable management and conservation programs. these models can be used in forest planning.