تحلیل آمار مکانی موجودی حجم خشک ‌دارهای ریز در جنگل پژوهشی خیرود کنار

مقدمه و هدف: قابل انتظار است که خشک‌ دارهای ریز در جنگل‎های هیرکانی سهم قابل ملاحظه‎ای از خدمات بوم‌شناختی را به‎خود اختصاص ‌دهد ولی در بخش‎های مدیریتی و اجرایی اهمیت زیادی برای آن وجود ندارد. از طرفی با توجه به شاخص پایداری جنگل‌های طبیعی بر اساس تغییرات موجودی کربن و ارزش تولیدات چوبی و همچنین بر مبنای استقبال نظام‌های مدیریتی از اقتصاد سبز، پیش‌بینی می‌شود که خشک‌دارهای ریز بر خلاف ظاهر ناچیز آنها به‎عنوان یکی از ذخایر کربن به لحاظ جنگل‎شناسی و حتی اقتصادی از جایگاه ویژه‌ای برخوردار باشد. بنابراین قابل توجیه است که استنباط درستی در رابطه با نحوه انباشت و تغییرات موجودی حجمی خشک‌دارهای مدنظر در نقاط مختلف جنگل‌های هیرکانی را باید دارا بود تا بتوان در ارزیابی‌های مدیریتی جنگل‌های مذکور به‌خصوص برای شرایط پسا تنفس (استراحت جنگل‌های هیرکانی) برای اِعمال عملیات جنگل‌شناسی موثر، فنون بهینه مدیریتی (جنگلداری) و افزایش خدمات بوم‌شناختی اقدام متناسبی را انجام داد. مبتنی بر این موارد، هدف اصلی پژوهش پیش رو تحلیل آمار مکانی تغییرات موجودی حجمی خشک‌دارهای ریز در نقاط مختلف جنگل‌های هیرکانی برای اجرای مدیریت بهینه به‌خصوص برای شرایط پسا تنفس است. مواد و روش‌ها: این پژوهش در جنگل خیرودکنار در گرادیان‎های مختلف ارتفاعی از سطح دریا (1800-100 متر) با استفاده از یک طرح خوشه‌ای انجام شد. تعداد سه قطعه‌نمونه دایره‌ای با شعاع 7/32 متر با زوایای آزیموت 0، 120 و 240 درجه به شکل مثلث یا خوشه با فاصله 36/6 متر از یکدیگر پیاده شده و یک قطعه‌نمونه دیگر نیز با همان مساحت دقیقاً در مرکز این طراحی جانمایی شد. هر خوشه به‌صورت تصادفی با سه تکرار و در مجموع با 12 قطعه‌نمونه در یک گرادیان ارتفاعی از سطح دریا پیاده شد. در این پژوهش پیاده‌سازی قطعات نمونه از دامنه 100 تا 1800 متر ارتفاع از سطح دریا با اختلاف 150 متر انجام شد. سه کلاسه قطری شامل 5/2- 1، 4/5- 2/5 و 7/5- 4/5 سانتیمتر برای خشک‌دارهای ریز در نظر گرفته شد. برای اندازه‌گیری قطر خشک‌دارهای ریز یک ترانسکت خطی با آزیموت ثابت 150 درجه از مرکز هر قطعه‌نمونه دایره‌ای شکل پیاده شده و کلاسه قطری 2/5 – 1 سانتیمتر در فاصله 6/1- 4/27 متر و دیگر کلاسه‌های قطری در فاصله 7/32 – 4/27 متری برداشت شدند. روی هر ترانسکت قطر کلیه خشک‌دارهای ریزی که محور مرکزی آنها منقطع با خط ترانسکت بود با کولیس اندازه‌گیری و ثبت شد. در بدو تحلیل پس از بررسی حضور یا عدم حضور داده‌های پرت، واریوگرام‌های مشاهدات حجم بر اساس مدل‌های مختلف بر حسب فاصله و همبستگی مکانی واریانس برازش داده شدند. مبتنی بر درصد ساختار مکانی، ضریب تبیین (r^2) و مجموع مربعات باقیمانده‌ها (rss) مدل بهینه برای اجرای برآورد درون‌یابی روش کریجینگ معمولی انتخاب شد. بر مبنای برازش مدل‌ها یا عدم تناسب مدل واریوگرام خشک‌دارهای ریز در کلاسه‌های مختلف قطری به‌ترتیب از روش‌های کریجینگ و فاصله معکوس وزنی (idw) برای درون‌یابی و برآورد متغیرهای پاسخ که در بین فواصل مختلف اندازه‌گیری نشدند، استفاده شد. متعاقباً از روش اثرات متقابل (cross-validation) برای صحت‌سنجی برآوردهای موجودی حجمی خشک‌دارهای ریز استفاده شد. بر حسب برازش بین رقوم متغیرهای برآورد شده و مقادیر مشاهدات با استفاده از شاخص‌های ضریب تبیین و ریشه میانگین مربعات خطا (rmse) میزان دقت تخمین و صحت پهنه‌بندی‌های انجام شده ارزیابی شد. یافته‌ها: در این پژوهش یافته‎ها نشان داد که حجم کل خشم‎دارهای ریز در جنگل مورد پژوهش 24/3 مترمکعب در هکتار است. نتایج مدل‌سازی‌های واریوگرام نشان داد تغییرات مکانی حجم خشک‌دارهای ریز در کلاسه‌های قطری مختلف دارای ساختار مکانی متوسط بوده ولی به لحاظ مقادیر r2 و rss دارای برازش مناسبی نبودند. به‎همین منوال نتایج تحلیلی و پهنه‌بندی کریجینگ فقط برای خشک‌دارهای ریز کلاسه اول قطری به نسبت سایر کلاسه‌های قطری دارای دقت بیشتری بود ولی دقت برآوردی آن ضعیف بود (6/32rmse= ،0/16=r2). نتیجه واریوگرافی موجودی حجمی خشک‎دارهای ریز نشان داد که خشک‌دارهای ریز کلاسه اول همسان‌گرد بوده و خشک‌دارهای ریز در دیگر کلاسه‌های قطری ناهمسان‌گرد هستند. با توجه به اینکه روش کریجینگ برای خشک‌دارهای کلاسه‌های دوم و سوم قطری پاسخگو نبود از روش فاصله معکوس وزنی استفاده شد. نتایج حاصل از تکنیک فاصله معکوس وزنی برای ارزیابی مکانی خشک­ دارهای ریز در کلاسه دوم و سوم قطری نشان داد که دقت برآوردی قابل ملاحظه‎ای وجود ندارد. بدین‎ترتیب مبتنی بر نتایج به‎دست آمده می‎توان عنوان نمود که معرفی انباشت حجمی خشک‎دارهای ریز بستر جنگل مورد پژوهش در گرادیان ارتفاعی از سطح دریا مطرود است. نتیجه‌گیری: با استنباط از نتایج به‎دست آمده می‌توان عنوان نمود که تغییرات موجودی حجمی انباشت خشک‌دارهای ریز در گرادیان‌های مختلف ارتفاع از سطح دریا در جنگل مورد پژوهش مستقل از خودهمبستگی فاصله‌ای و همبستگی مکانی است. در واقع مبتنی بر نتایج به‌دست آمده می‌توان اذعان نمود که تغییرات موجودی حجمی انباشت خشک‌دارهای ریز در هر دامنه ارتفاع از سطح دریا در جنگل مورد پژوهش تحت تاثیر عوامل مختلف جنگل‌شناسی، بوم‌شناختی و زیستی هستند که در این رابطه وجه اشتراک بارز تاثیرگذار وجود ندارد. 

spatial analyses for fine woody debris volume stock in the hyrcanian research forest of kheyrood-kenar

background: in the hyrcanian forests, fine woody debris (fwds) plays a significant role in providing ecological services. however, their importance is often overlooked in the management and executive sectors. based on the sustainability indices of natural forests—considering changes in carbon stock and the value of wood products—these seemingly insignificant fwds are predicted to serve as valuable carbon reserves. both science and economics recognize their significance. to make informed decisions about forestry operations, especially in post-respiration conditions (the rest law of the hyrcanian forests), it is essential to accurately assess the accumulation and volume changes of these sinks across different parts of the forest. optimum management techniques, particularly in forestry, can enhance ecological services. therefore, our upcoming research aims to analyze spatial statistics related to volume stock changes in fwds within various sections of the hyrcanian forests, with a focus on implementing optimal management strategies.methods: the study was conducted in khairood-kenar forest using a cluster design at different altitude gradients ranging from 100-1800 m above sea level. to create the cluster design, three circular samples with a radius of 7.32 m were placed in the form of a triangle with azimuth angles of 0, 120, and 240 degrees. the distance between each sample was 36.6 m, and an additional sample of the same area was placed in the center of the design. each cluster was randomly laid with three replications, resulting in a total of 12 samples across the altitude gradient from sea level. on each transact, the diameter of all dry wells, whose central axis was intersected by the transact line, was measured and recorded using calipers. after examining outliers upon the initial analysis, the volumetric observation variograms were fit using various models based on the distance and spatial correlation of variance. based on the spatial structure, an optimal model, with the highest coefficient of determination (r2) and the lowest residual sum of squares (rss), was selected for implementing the ordinary kriging interpolation method. based on the fitting of the models in different diameter classes, kriging, and inverse distance weighting (idw) methods were used for the interpolation and estimation of response variables that were not measured at different distances. subsequently, the cross-validation method was used to validate the existing estimates of the fwd volume. the accuracy of both the estimation and the performed zoning was evaluated based on the fit between the estimated variable values and the observation values using r2and root mean square error (rmse) indices.results: the total volume of fwds within the researched forest amounted to 24.3 m3/ha. the volume stocks of the first, second, and third diameter classes of the fwds were 2.14, 6.01, and 16.23 m3/ha in the study forest. the variogram modeling revealed that the spatial variations in the volume of fwds across different diameter classes exhibited an average spatial structure. however, the fit was not optimal when considering the r2 and rss values. interestingly, the kriging results were most accurate for the fwd first diameter class compared to the other diameter classes. despite this accuracy, the overall estimated precision remained poor, with an rmse of 6.32 and an r2 of 0.16. the result of the variography of the volume inventory of fwds showed that their first diameter class was isotropic and the other diameter classes were anisotropic. since the kriging method was not effective for estimating the spatial distribution of the fwds in the second and third diameter classes, the idw technique was used instead. the results obtained from the idw technique for evaluating the spatial distribution of fwds in the second and third diameter classes revealed no significant accuracy in the estimation. therefore, it can be concluded from the results that the introduction of the volume of fwds in the forest floor under the altitude gradient is not recommended for the study area.conclusion: based on the results, the volume stock of fwds for different diameter classes along the altitudinal gradients was independent of autocorrelation and spatial correlation. this means that the fwd volume stock variations in different altitudinal gradients of the study forest are influenced by silviculture, biological, and ecological items with no obvious commonality in this regard. since the accumulation of the fwd volume in the studied forest is not considered auto-correlated variation, it is expected that the classic tests, such as parametric and non-parametric tests, can be reliably applicable to examine the response variables among the stand types and altitudinal gradients.