Investigation of Loss of Extracted Wood, Biomass and Carbon Storage of Commercial Trunk of Hornbeam and Date-plum Species in Astara Forests
Subject Areas : Forests and natural resources
1 - Employee
Keywords: Harvesting, carbon sequestration, Hyrcanian forests, log, Guilan,
Abstract :
In current study, in order to accurately estimate of the volume, loss of extracted wood, biomass, carbon sequestration and extraction of allometric equations of hornbeam and date-plum species, 17 trees from each of the mentioned species in parcel 729 of the series seven of the watershed number one of Astara forests were selected and after measuring the diameter and height their volume measured, using volume equation. The selected trees were then fallen and the volume of trees measured again. Finally, after converting trees trunk into smaller portable parts by mules, the volume of extracted wood was measured again and statistically compared with analysis of variance. Also, after weighing the fresh weight of the total parts, 4 cm disc samples were taken from the diameter in breast height of the trees and after weighing the initial weight and drying the samples in the oven at 80 ° C, the samples biomass were calculated. Carbon stock of the samples was measured by burning method in an electric kiln and the amounts of biomass and carbon sequestration were generalized to all trees. The allometric equations of the biomass of the two species were also extracted using the exponential function. Based on the results, the average loss of hornbeam and date-plum wood was estimated to be 42% and 32%, respectively. The total reserves of carbon and carbon dioxide deposited by the two species were estimated at 60 and 220 tons per hectare, respectively. In addition, the extracted allometric equations provided a high coefficient of explanation (>0.9) for both species. The results of the present study show the high loss of extracted wood and the high accuracy of the extracted allometric equations in estimating the biomass of the studied species.
جور غلامی، مقداد؛ اقتصادي، علی؛ مجنونیان، باریس(1391). روش سنتی تبدیل چوب (الوارگیری) در جنگل؛ تولید، هزینه‌ها و افت آن (مطالعه موردی: بخش نمخانه. پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 18 (4)، 130-111.
حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ رستمی شاهراجی، تیمور؛ ایران¬منش، یعقوب (1394). مقایسه تولید، بیوماس و نوع مصرف چوب صنوبر کبوده (Populus alba) در چهار فاصله کاشت. جنگل ایران 8¬، (2)، 152-141.
حیدری صفری کوچی (1397). صنوبر¬کاری و نقش آن در ترسیب کربن. رشت، انتشارات سپید رود گیلان.
حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ ایران¬منش، یعقوب؛ رستمی شاهراجی، تیمور (1394). بررسی اندوخته کربن روی زمینی و خاک گونه کبوده (Populus alba) در چهارفاصله کاشت در استان چهارمحال و بختیاری. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران 24¬(2)، 213-200.
رحمتی، حسن؛ رستمی شاهراجی، تیمور؛ صالحی، علی؛ حیدری صفری کوچی، ابوذر (1399). مقایسه وضعیت کمی و کیفی توده و خاک جنگل¬کاری¬های بلندمازو و کاج تدا در استان گیلان (مطالعه¬ موردی؛ سری یک توتکی-حوضه 25 شن-رود). بوم¬شناسی جنگل¬های ایران، 8 (15)، 114-104.
زبیری، محمود (1388). آماربرداری در جنگل (اندازه¬گیری درخت و جنگل). تهران، انتشارات دانشگاه تهران.
طاهری آبکنار، کامبیز؛ حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ دهقان¬زاد، سلما؛ مستحسن¬پور، سمیه؛ مرادیان فرد، فرشته (1397). برآورد میزان کربن انتشار یافته از جنگلکاریهای کاج تدا (Pinus taeda L.) در اثر آتش¬سوزی با استفاده از معادلات آلومتریک. تحقیقات حمایت و حفاظت جنگل¬ها و مراتع ایران،16¬(1)، 101-88.
قاسم پور، معظمه؛ نیکویی، مهرداد؛ نقدی، رامین (1394). نقش کاهش افت چوب در مدیریت عملیات بهره برداری به منظور حفظ پایداری جنگل(مطالعه موردی:جنگل های حوزه آبخیز اسالم). اولین همایش ملی محیط زیست طبیعی، رشت.
قربانی، زهرا؛ جورغلامی، مقداد (1393). میزان افت چوب و کاهش ارزش آن طی عملیات قطع درخت و بینه بری (مطالعه موردی: درختان راش و ممرز جنگل خیرود). نشریه جنگل و فرآورده های چوب، 67 (4)، 645-627.
کیوان بهجو، فرشاد؛ مجنونیان، باریس؛ نمیرانیان، منوچهر؛ سعید، ارسطو؛ فقهی، جهانگیر (1389). بررسی و تعیین افت حجمی و ریالی چوب در عملیات بهره برداری جنگل (بررسی موردی: جنگل های چفرود گیلان). جنگل و فرآورده¬های چوب، 2 (3)، 12-1.
موسوی میرکلا، سید رستم؛ نیکوی، مهرداد؛ نقدی، رامین؛ غزنوی، نسرین؛ کرم¬زاده، سرخوش (1393). مطالعه تولید و هزینه خروج چوب با قاطر در جنگلهای حوزه آستارا. پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 24 (1)، 174-161.
واحدی، علی اصغر؛ متاجی، اسداله؛ بابایی کفاکی، ساسان؛ اسحاقی¬راد، جواد؛ حجتی، سیدمحمد (1392). مدلسازی زی‌تودة تنة گونة راش (Fagus orientalis Lipsky) با استفاده از معادلات آلومتریک در جنگلهای هیرکانی. مجله جنگل ایران، 5 (3)، 332-329.
Ampoorter, E., Goris, R., Cornelis, W.M., & Verheyen, K. (2007). Impact of mechanized logging on compaction status of sandy forest soils. Forest Ecology and Management, 241(1), 162-174.
Boston, k., & Dysart, G. (2000). A comparison of felling techniques on sump height and log damage with economic interpretations. Western Journal of Applied Forestry, 15(3), 59-61.
Bragg, D.C. (2011). Modeling Loblolly Pine Aboveground Live Biomass in a Mature Pine-hardwood Stand: A Cautionary Tale. Journal of the Arkansas Academy of Science, 65, 31-38.
Chaturvedi, R.¬A., & Raghubanshi. A. (2013). Aboveground biomass estimation of small diameter woody species of tropical dry forest. New Forests, 44: 509-519.
Fang, S., Xue, J., & Tang, A. (2007). Biomass produc-tion and carbon sequestration potential in poplar plantations with different man-agement patterns. Journal of Environmen-tal Management, 85: 672 - 679.
Gerasimov, Y., & Seliverstov, A. (2010). Industrial Round-Wood Losses Associated with Harvesting Systems in Russia. Croatian Journal of Forest Engineering, 31(2), 111–126.
Heidari Safari Kouchi, A., Rostami Shahraji, T., & Iran¬ Manesh, Y. (2015). Comparison of allometric equations to estimate the above-ground biomass of species (Case study; poplar plantations in Chaharmahal and Bakhtiari province, Iran. Caspian Journal of Environmental Sciences, 13 (3), 237-246.
Iranmanesh, Y., Sohrabi, H., Sagheb-Talebi, KH., Hosseini., S.M., & Heidari Safari Kouchi, A. (2019). Biomass, Biomass Expansion Factor (BEF) and Carbon Stock for Brant's Oak (Quercus brantii Lindl.) Forests in West-Iran. Annals of Silvicultural Research, 43 (1), 15-22.
Mederski, P.S., Bembenek, M., Jorn, E., Dieter, D.F., & Karaszewski, Z. (2010). The enhancement of skidding productivity resulting from changes in construction: grapple skidder vs. rope skidder. In Proceedings of FORMEC 2010, Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment, Padova, 11–14. July 2010. Padova, Formec: 1–7.
Oliveira, N., Rodríguez-Soalleiro, R., Pérez-Cruzado, C., Cañellas, I., Sixto H., & Ceulemans, R. (2018). Above- and below-ground carbon accumulation and biomass allocation in poplar short rotation. plantations under Mediterranean conditions. Forest Ecology and Management, 428, 57-65.
Singh, V., Tewari, A., Kushwaha, S.P.S. & Dadhwal, V.K. (2011). Formulating allometric equations for estimating biomass and carbon stock in small diameter trees. Forest Ecology and Management, 261, 1945-1949.
Tol, R.S.T. (2008). The social cost of carbon: trends, outliers and catastrophes. Economics: The Open Access, Open-Assessment E-Journal, 25 (2), 1-21.
پژوهش و فناوری محیط زیست،1400 6(9)، 143-154
| |||
بررسی افت چوب استحصالی، زیتوده و اندوخته کربن تنه تجاری گونههای ممرز و خرمندی در جنگلهای آستارا
|
سیده نسرین غزنوی*
|
سیده نسرین غزنوی11
|
1- کارشناس ارشد علوم و مهندسی جنگل، کارمند اداره منابع طبیعی آستارا، گیلان، ایران |
بررسی افت چوب استحصالی معیاری برای افزایش بازده بهرهبرداری و زیتوده و ترسیب کربن شاخصهایی برای تعیین کارکرد زیستمحیطی گونههای درختی هستند. در این مطالعه به طور تصادفی تعداد 17 اصله درخت خرمندی و ممرز (34 اصله برای دو گونه) در پارسل 729 از سری هفت حوضه شماره یک جنگلهای آستارا انتخاب و پس از اندازهگیری قطر و ارتفاع با استفاده از معادله حجم، حجمیابی شدند. سپس درختان منتخب قطع و مجدداً تجدید حجم شدند. نهایتاً پس از تبدیل گردهبینه به قطعات کوچکتر قابل حمل توسط قاطر مجدداً حجم چوب استحصالی اندازهگیری و با آزمون تجزیه واریانس مقایسه آماری شدند. همچنین پس از توزین وزن تر مجموع قطعات، نمونههای دیسک چهار سانتیمتری از محل برابر سینه درختان برداشت و پس از توزین وزن اولیه و خشک کردن نمونهها در آون در دمای 80 درجه زیتوده نمونهها محاسبه شد. ترسیب کربن نمونهها نیز با روش احتراق در کوره الکتریکی انجام و مقادیر زیتوده و ترسیب کربن به کل درختان تعمیم داده شد. معادلات آلومتریک زیتوده دو گونه مورد بررسی نیز با استفاده از رابطه نمایی استخراج شد. بر اساس نتایج، میانگین افت چوب استحصالی ممرز و خرمندی به ترتیب 42 و 32 درصد برآورد شد. مجموع اندوخته کربن و دیکسید کربن ترسیب شده توسط دو گونه نیز به ترتیب 60 و 220 تن در هکتار برآورد شد. بعلاوه معادلات آلومتریک استخراج شده ضریب تبیین بالایی (9/0<) را در مورد هر دو گونه ارائه نمودند. نتایج نشان دهنده افت بالای چوب استحصال و دقت بالای معادلات آلومتریک مستخرج در برآورد زیتوده گونههای مورد بررسی است. |
كليد واژه‌ها: بهرهبرداری، ترسیب کربن، جنگلهای هیرکانی، گرده بینه، گیلان |
[1] *پست الکترونیکی نویسنده مسئول: ghaznavi.nasrin.forest@gmail.com
Online ISSN: 3060-2676
|
|
Investigation of Loss of Extracted Wood, Biomass and Carbon Storage of Commercial Trunk of Hornbeam and Date-plum Species in Astara Forests Seyedeh Nasrin Ghaznavi11* 1- MSc graduate of Forest Science and Engineering, employee of Astara Natural Resources Department, Guilan, Iran |
Abstract The study of wood loss is a scale to increase the efficiency of harvesting and biomass and carbon sequestration are indicators to determine the environmental performance of tree species. In the current study number of 17 trees of hornbeam and date-plum species (34 trees for both species) in parcel 729 of the series seven of the watershed number one of Astara forests were randomly selected and after measuring the diameter and height their volume measured, using volume equation. The selected trees were then fallen and the volume of trees measured again. Finally, after converting trees trunk into smaller portable parts by mules, the volume of extracted wood was measured again and statistically compared with analysis of variance. Also, after weighing the fresh weight of the total parts, 4 cm disc samples were taken from the diameter in breast height of the trees and after weighing the initial weight and drying the samples in the oven at 80 ° C, the samples biomass were calculated. The carbon stock of the samples was measured by the burning method in an electric kiln and the amounts of biomass and carbon sequestration were generalized to all trees. The allometric equations of the biomass of the two species were also extracted using the exponential function. Based on the results, the average loss of hornbeam and date-plum wood was estimated to be 42% and 32%, respectively. The total reserves of carbon and carbon dioxide deposited by the two species were estimated at 60 and 220 tons per hectare, respectively. In addition, the extracted allometric equations provided a high coefficient of explanation (>0.9) for both species. The results of the present study show the high loss of extracted wood and the high accuracy of the extracted allometric equations in estimating the biomass of the studied species. |
Keywords: Harvesting, carbon sequestration, Hyrcanian forests, log, Guilan. |
|
[1] * Corresponding author E-mail address: ghaznavi.nasrin.forest@gmail.com
مقدمه
بررسی دقت حجمیابی درختان سرپا عامل مهمی در تعیین موجودی دقیق جنگل و اتخاذ تصمیم برای آینده تودههای جنگلی است (رحمتی و همکاران، 1399). افت حجمی چوب در مراحل مختلف قطع و بهرهبرداری درختان در تودههای طبیعی و دستکاشت وجود دارد (مدرسکی1 و همکاران، 2010). چرا که برشهای متنوعی که برای استحصال چوب صنعتی و هیزمی انجام میشود موجب ایجاد ضایعاتی از بخشهای مختلف درخت میشود که در تعیین بازده بهرهبرداری، تغییرات هزینه و بازده اقتصادی بهرهبرداری اثرگذار است (آمپورتر2 و همکاران، 2007). در سالیان نهچندان دور (پیش از شروع طرح تنفس جنگلها) بهرهبرداری از جنگلهای شمال کشور غالباً به صورت سنتی و استفاده از ارهموتوری، کشیدن چوب با اسکیدر یا قاطر به محل دپو و حمل به کارخانههای مختلف صورت میگرفته است. با این حال مطالعات زیادی در مورد افت حجمی چوب در زمان استحصال انواع گونههای چوبی انجام نشده است، کیوان بهجو و همکاران (1389) با بررسی افت حجمی و ریالی چوب در عملیات بهرهبرداری جنگل در حوضه چفرود گیلان بیان داشتند که بیشترین میزان افت محصول در مراحل قطع و بینه‌بری3، و کمترین میزان افت محصول در مرحله چوبکشی رخ می دهد. همچنین افت چوب در مراحل مختلف عملیات بهره برداری 9/13 درصد از کل حجم چوب نشانهگذاری شده (9/9 درصد در مرحله قطع و بینه بری، 2/1 درصد در مرحله چوبکشی و 8/2 درصد در مرحله بارگیری. جور غلامی و همکاران (1391) روش سنتی تبدیل چوب (الوارگیری) در جنگل؛ تولید، هزینه‌ها و افت آن را در جنگل خیرود مورد بررسی قرار دادند. نتایج مطالعه ایشان نشان داد که با افزایش قطر، تعداد چوب‌آلات تولید شده به صورت رابطه توانی افزایش مییابد. همچنین، هزینه واحد تولید بر‌اساس حجم گردهبینه تبدیل شده با احتساب زمان‌های تاخیر و بدون احتساب آن، به ترتیب برابر 245950 و 183140 ریال بر متر مکعب به‌دست آمد.
از سوی دیگر، زیتوده و اندوخته کربن گونههای درختی را میتوان از مهمترین شاخصهای ارزشگذاری تودههای جنگلی دانست (ایرانمنش و همکاران، 2019). زیتوده یا همان وزن خشک درختان جنگلی یکی از دقیقترین واحدهای تعیین میزان تولید و اندوخته کربن نیز از مهمترین شاخصهای ارزشگذاری زیستمحیطی گونههای جنگلی است (سینگ4 و همکاران، 2011). با یکبار محاسبه زیتوده و ترسیب کربن برای گونههای درختی میتوان با استخراج معادلات رگرسیونی در مطالعات بعدی صرفاً با در اختیار داشتن متغیرهای مستقلی چون قطر و ارتفاع به برآورد زیتوده درختان مورد مطالعه پرداخت و از قطع مجدد درختان اجتناب نمود (طاهری آبکنار و همکاران، 1397). از جمله مطالعات انجام شده در این زمینه میتوان به مطالعه واحدی و همکاران (1392) اشاره نمود. در این مطالعه مدل آلومتری ارائه شده برای محاسبة زیتوده تنة راش در استان مازندران نوعی معادله لگاریتمی معرفی شد. ایمانی پرکوهی و همکاران (1398) به بررسی اثر سن توده بر روی ترسیب کربن تنه درختان افرا پلت در جنگلهای دارابکلا ساری پرداختند. نتایج مطالعه ایشان نشان داد که مقدار ذخیره کربن تنه درختان در توده 35 ساله با 22/61±205/55 تن در هکتار به طور معنیداری بیشتر از توده 25 ساله (7/84±80/52 تن در هکتار) بود. در مطالعه دیگر چاتورودی و راگوباشی5 (2013) به بررسی ساختار و زیتوده درختان چوبی کمقطر در جنگلهاي خشک استوایی پرداختند. نتایج مطالعه ایشان نشان داد که با افزایش قطر برابر سینه به زیتوده رویزمینی درختان در جنگلهای منطقه افزوده میشود. همچنین، الیویرا6 و همکاران (2018) تخصیص زیتوده روی زمینی و زیر‌زمینی دورگههای مختلف جنس صنوبر را تحت شرایط اقلیمی مدیترانهای در اسپانیا مورد بررسی قرار دادند و دریافتند که قطر یقه درختان مورد بررسی، بهترین معادلات آلومتریک7 را برای پیشبینی و برآورد زیتوده و اندوخته کربن این گونه درختی ایجاد نموده است.
با توجه به اهمیت برآورد افت چوب در تعیین بازده بهرهبرداری و هزینههای استحصال چوب مطالعه حاضر اهمیت اجرا خواهد داشت. با توجه به استراحت جنگلها نتایج مطالع حاضر در مورد بهرهبرداری از چوب جنگلکاریها و صنوبرکاریها نیز قابلیت تعمیم خواهد داشت. همچنین با توجه به اینکه درختان ممرز و خرمندی از مهمترین گونههای جنگلهای هیرکانی از نظر پراکنش و درصد حضور (ممرز 27 درصد و خرمندی 9 درصد) محسوب میشوند، نتایج مطالعه حاضر میتواند نقش زیستمحیطی این گونههای درختی را در ایجاد زیتوده و ترسیب کربن نمایان سازد (بی نام، 1387). همچنین، در این مطالعه معادلات آلومتریک برای برآورد زیتوده گونههای ممرز و خرمندی استخراج خواهد شد که در مطالعات سابق در مورد این گونههای درختی انجام نشده است.
مواد و روشها
· منطقه مورد مطالعه
مطالعه حاضر در پارسل 729 از سری هفت حوضه شماره یک، واقع در 19 کیلومتری شهرستان آستارا در غرب استان گیلان انجام شد. مختصات جغرافیایی منطقه مورد مطالعه ˝15 °48 تا °49 طول شمالی و ˝15 °38 تا ˝30 °38 عرض شرقی است. ارتفاع منطقه مورد مطالعه از سطح دریا 520 متر، میانگین بارش سالانه آن 1218 میلیمتر، میانگین دمای سالانه آن 19 درجه سانتیگرداد، متوسط شیب آن 55 درصد، جهت عمومی آن شمالی و نوع خاک آن قهوهای جنگلی است. گونههای درختی غالب پارسل شامل راش، ممرز و خرمندی است (غزنوی و همکاران، 1393).
شکل 1- موقعیت مکانی منطقه مورد مطالعه بر روی نقشه
روش پژوهش
· انتخاب درختان، برآورد حجم، تجدید حجم و استحصال
در این مطالعه تعداد 17 اصله درخت ممرز و 17 اصله درخت خرمندی نشانهگذاری شده (پیش از اجرای طرح تنفس جنگلها) به طور تصادفی از میان درختان نشانهگذاری شده انتخاب و قطر و ارتفاع درختان با استفاده از کالیپر و بلندیاب اندازهگیری شد. قابل ذکر است علت انتخاب این تعداد درخت نزدیک بودن این تعداد قطع شده به یک دیگر در منطقه پژوهش، حداقل ساختن هزینههای تبدیل، نمونهگیری و هزینههای آزمایشگاهی بود. سپس با استفاده از فرمول حجم (v=ghf) که در آن v: حجم درخت، g: سطح مقطع درخت و f: ضریب شکل واقعی هر درخت میباشد، حجم تقریبی تنه درختان منتخب اندازهگیری شد. برای به دست آوردن ضریب شکل واقعی درخت، با توجه به اینکه تنـه درخـت یـک استوانه کامل نیست، ابتدا تنـه درختان به قطعات دو متری تبدیل شد. در این حالت قطعات اختلاف ناچیزی با استوانه خواهند داشت. سپس با استفاده از رابطه اسمالیان حجم واقعی قطعات و از جمع آنها حجم واقعی تنه درختان محاسبه شد (رابطه 1). در ادامه با در دست داشتن حجم واقعی درخت و استفاده از رابطه (2) ضریب شکل واقعی درختان محاسبه شد (زبیری، 1388: 91).
Vc = 
رابطه (1)
Fr = 
رابطه (2)
که در این روابط Vc حجم اسمالیان، g1 و g2 سطح مقطع ابتدا و انتهای قطعات، Fr ضریب شکل واقعی، g1.3 سطح مقطع درخت در ارتفاع برابر سینه و h ارتفاع درخت است (اسلام‌دوست و همکاران، 1394). سپس درختان منتخب قطع و اندازهگیري دوبارهاي بر روي درختان افتاده انجام و تجدید حجم انجام شد. بدین منظور قسمت پایینی درخت نلوئید ناقص، قسمت میانی پارابلوئید ناقص و قسمت فوقانی مخروط ناقص در نظر گرفته شده و جمع حجم این سه قسمت به عنوان خروجی تجدید حجم ثبت شد (زبیری، 1388: 91). هر چند تبدیل خود یکی از مراحل استحصال است ولی براي خروج چوب با استفاده از نیروي حیوان (که در این منطقه به دلیل عدم دسترسی به جاده مرسوم است) لازم است تا گرده بینه به محصولاتی الوار، کاتین و تراورس که از لحاظ وزن قابل حمل براي حیوان است تبدیل شود (شکل2). از این رو پس از تبدیل نیز با توجه به شکل قطعات حجمیابی برای بار سوم انجام و ثبت گردید. بدیهی است که در مرحله استحصال با درصدی از افت حجم مواجه خواهیم بود که با کسر حجم استحصال از مقدار تجدید حجم محاسبه شد (تول8، 2008).
شکل2- نمایی از محصولات تولیدي در مرحله استحصال که در کنار جاده جنگلی دپو شده است
· برآورد زیتوده
به منظور برآورد زیتوده تنه درختان قطع شده، پس از توزین وزن تر قطعات اصلی تنه حاصل از مرحله استحصال (بینهها به علاوه ضایعات حاصله)، یک دیسک به ضخامت 4 سانتیمتر از محل قطر برابر سینه درختان مقطوعه برداشت و پس از توزین با ترازوی دقیق دیجیتالی با دقت یک هزارم گرم، به آزمایشگاه انتقال داده شد (پارساپور و همکاران، 1392). نمونهها ابتدا به مدت یک هفته در هوای آزاد خشک شدند (الیویرا و همکاران، 2008). سپس نمونهها به مدت 48 ساعت و در دمای 80 درجه سانتیگراد، قرار داده شدند و بلافاصله پس از خروج از آون توزین و وزن خشک آنها ثبت شد (قنبری و همکاران، 1399).
با در اختیار داشتن وزن تر درختان و اندازهگیری وزن تر و وزن خشک نمونهها، زیتوده تنه درختان با استفاده از رابطه (1) برآورد شد. که در آن که در آن WDC زیتوده تنه، WFc، وزن تر تنه، WDs وزن خشک نمونه، و WFs وزن تر نمونه اخذ شده از درختان است. به عبارت دیگر در این رابطه با در دست داشتن وزن تر و خشک (زیتوده) نمونهها و نیز در اختیار داشتن وزن بینههای حاصل از تبدیل درختان، زیتوده یا وزن خشک درختان برآورد میشود (کیآر جوشی و دیانی9، 2019 ؛ حیدری صفری کوچی، 1397: 122).
رابطه (1) WDC= 
· برآورده اندوخته کربن
سپس با استفاده از نمونههای خشک شده درصد اندوخته کربن نمونهها با تراشهبرداری و احتراق در کورهی الکتریکی به دست آمد. باتوجه به نتایج این آزمایش و با استفاده از رابطه (2) اندوخته کربن هر بخش از درختان محاسبه شد (کیآر جوشی و دیانی، 2019).
WC= 
رابطه (2)
که در آن Wc: اندوخته کربن تنه درخت، WDc: زیتوده تنه درخت و Cc% درصد کربن ماده خشک تنه درخت است (حیدری صفری کوچی، 1397: 122). در این مطالعه درصد کربن ماده خشک گونه خرمندی و ممرز به ترتیب 9/48 و 9/50 درصد به دست آمد. با توجه به تعداد در هکتار گونههای مورد بررسی در منطقه مور مطالعه مقادیر زیتوده و ترسیب کربن در واحد سطح نیز برآورد شد.
· استخراج معادلات آلومتریک زیتوده
نهایتاً مدلسازی متغیر وابسته (زیتوده) و متغیر مستقل (قطر) درختان با استخراج مدل آلومتریک غیر خطی polynomial با معادله Y=ax2-bx+c کا بالاترین ضریب تبیین را ارائه نمود انجام شد. در این معادلهY، متغیر وابسته در اینجا زیتوده تنه درختان، X متغیر مستقل در اینجا قطر برابر سینه درختان و a، b و cضرایب معادله هستند (کارکی10 و همکاران، 2017). معادلات آلومتریک برای برآورد غیر مخرب گونههای مورد مطالعه استخراج و گزارش شد (حیدری صفری کوچی و همکاران، 2015). طبق تجربیات گذشته و مطالعه حاضر متغیر مستقل قطر برابر سینه روابطی با ضریب تعیین (R2) بالاتری را ارائه داد که از این رو از استفاده از ارتفاع به عنوان متغیر مستقل اجتناب شد (برگ11، 2011).
· تجزیه و تحلیل آماری و نرمافزارهای مورد استفاده
با توجه به کمی بودن دادههای حجم، زیتوده و اندوخته کربن پس از اطمینان از نرمال بودن دادهها با آزمون کلموگروف-اسمیرنف12 و همگنی واریانسها با استفاده از آزمون لون، مقایسه حجم در سه مرحله برآورد، تجدید حجم و استحصال با آزمون تجزیه واریانس و مقایسه میانگینها با آزمون دانکن در محیط SPSS-22 انجام شد (رحمتی و همکاران، 1399). رسم نمودارها و استخراج معادلات آلومتری در محیط Excel-2010 و مقایسه تن در هکتار زیتوده و ترسیب کربن دو گونه مورد بررسی نیز با آزمون تی مستقل انجام شد.
یافتههای پژوهش
آمار توصیفی درختان منتخب از دو گونه مورد مطالعه نشان دهنده اختلاف معنیدار بین میانگین قطر گونه ممرز (68/56 سانتیمتر) و خرمندی (25/36 سانتیمتر) میباشد. همچنین میانگین ارتفاع درختان ممرز (35/25 متر) به شکل معنیداری بیشتر از میانگین ارتفاع درختان خرمندی (16/19 متر) محاسبه شد. بیشینه قطر درختان ممرز و خرمندی نیز به ترتیب 10/59 و 38 سانتیمتر میباشد (جدول1).
جدول1- آمار توصیفی قطر و ارتفاع درختان منتخب از دو گونه ممرز و خرمندی
متغیر | گونه | تعداد | کمینه | بیشینه | میانگین | واریانس | انحراف معیار | اشتباه معیار | چولگی | کشیدگی |
قطر (cm) | خرمندی | 17 | 29/34 | 00/38 | 25/36a | 84/0 | 91/0 | 22/0 | 11/0- | 19/0 |
ممرز | 17 | 00/54 | 10/59 | 68/56b | 00/2 | 41/1 | 34/0 | 15/0- | 67/0- | |
ارتفاع (m) | خرمندی | 17 | 26/18 | 00/21 | 16/19a | 43/0 | 65/0 | 15/0 | 54/1 | 85/2 |
ممرز | 17 | 00/23 | 50/27 | 35/25b | 52/1 | 23/1 | 29/0 | 21/0 | 56/0- |
در تمام متن حروف متفاوت نشان دهنده معنیدار بودن اختلاف میانگینها است
نتایج آزمون تجزیه واریانس در مقایسه حجم برآورد شده، تجدید حجم و حجم استحصال دو گونه ممرز و خرمندی اختلاف میانگینهای دو گونه مورد بررسی را در سطح 01/0 معنیدار نشان داد (جدول2).
جدول2- نتایج آزمون تجزیه واریانس در مقایسه حجم برآورد شده، تجدید حجم و استحصال دو گونه مورد بررسی
منبع تغییرات | مجموع مربعات | df | میانگین مربعات | F | معنیداری | |||||||
خرمندی | بین گروهها | 733/1 | 2 | 86/0 | 408/83 | **000/0 | ||||||
درون گروهها | 499/0 | 48 | 01/0 |
|
| |||||||
مجموع | 232/2 | 50 |
|
|
| |||||||
ممرز | بین گروهها | 828/9 | 2 | 914/4 | 892/193 | **000/0 | ||||||
درون گروهها | 217/1 | 48 | 02/0 |
|
| |||||||
مجموع | 045/11 | 50 |
|
|
| |||||||
مقایسه میانگین حجم برآورد شده، تجدید حجم و استحصال دو گونه مورد بررسی با آزمون دانکن نشان داد که در هر سه مورد میانگین برآورد حجم گونه ممرز به شکل معنیداری بالاتر از گونه خرمندی بوده است. همچنین میانگین برآورد تجدید حجم به ترتیب از حجم برآورد شده و حجم استحصال به شکل معنیداری بیشتر به دست آمد (شکل3).
شکل3– مقایسه میانگین حجم برآورد شده، تجدید حجم و استحصال دو گونه مورد بررسی با آزمون دانکن
مقایسه حجم برآورد شده، تجدید حجم و حجم استحصال بر حسب متر مکعب به تفکیک قطر درختان برای دو گونه ممرز و خرمندی نشان دهنده این است که در هر دو مورد با افزایش قطر درختان مقدار حجم برآورد شده به میزان محاسبه شده در تجدید حجم نزدیک شده است (شکل 4).
شکل4– مقایسه حجم برآورد شده، تجدید حجم و حجم استحصال بر حسب متر مکعب (اعداد قطر دایره) به تفکیک قطر درختان (اعداد محیط دایره) برای دو گونه ممرز (الف) و خرمندی (ب)
درصد افت حجمی چوب گونههای مورد بررسی در اثر استحصال نشان دهنده افزایش درصد افت حجمی هر دو گونه در اثر افزایش قطر است؛ به نحوی که با افزایش تنها 7 سانتیمتر قطر بیش از 10 درصد به افت حجمی درختان هر دو گونه افزوده شده است. همچنین میانگین افت حجمی گونه ممرز 42 درصد و میانگین افت حجمی گونه خرمندی 32 درصد محاسبه شد (شکل 5).
شکل5 - درصد افت حجمی چوب گونههای مورد بررسی در اثر استحصال
نتایج بررسی زیتوده درختان نشان دهنده افزایش نمایی زیتوده درختان در اثر افزایش قطر میباشد. همچنین ضریب تعیین برای برآورد زیتوده گونههای مورد بررسی با معادلات آلومتریک به دست آمده بالاتر از 9/0 به دست آمد که نشان دهنده بالا بودن دقت معادلات مربوطه در برآورد زیتوده گونههای مورد بررسی میباشد (شکل 6).
شکل6- تغییرات زیتوده با افزایش قطر و معادلات آلومتریک برای برآورد زیتوده گونههای ممرز (سمت راست) خرمندی (سمت جپ)
نتایج بررسی درصد کربن نمونههای چوب درختان مورد بررسی در جدول (3) گزارش شده است. کهبر اساس آن درصد کربن چوب گونه ممرز به شکل معنیداری بیشتر از درصد کربن چوب خرمندی محاسبه شد.
جدول 3- درصد کربن نمونههای چوب درختان مورد بررسی
| درصد کربن نمونهها | ||
گونه | میانگین | انحراف معیار | اشتباه معیار |
خرمندی | a*93/48 | 83/0 | 20/0 |
ممرز | b90/50 | 49/0 | 12/0 |
*حروف متفاوت نشان دهنده اختلاف معنیدار بین میانگینها است
نهایتاً برآورد زیتوده و اندوخته کربن گونههای مورد بررسی بر حسب تن در هکتار نشان دهنده بالاتر بودن زیتوده و ترسیب کربن گونه ممرز نسبت به گونه خرمندی میباشد. بر اساس نتایج دو گونه مورد بررسی در مجموع 60 تن در هکتار اندوخته کربن داشتهاند (شکل 7).
شکل7– زیتوده و اندوخته کربن گونههای مورد بررسی بر حسب تن در هکتار
بحث و نتیجهگیری
در این مطالعه، مقایسه میانگین حجم برآورد شده، تجدید حجم و استحصال دو گونه مورد بررسی نشان داد که در هر سه مورد میانگین برآورد حجم گونه ممرز بالاتر از گونه خرمندی بوده است. همچنین میانگین برآورد تجدید حجم به ترتیب از حجم برآورد شده و حجم استحصال به شکل معنیداری بیشتر به دست آمد. بالاتر بودن میانگین حجم گونه ممرز به بیشتر بودن میانگین قطر و ارتفاع این گونه نسبت به گونه خرمندی مربوط میشود. همچنین، بالاتر بودن مقدار تجدید حجم از حجم برآورد شده به خطای برآورد ارتفاع و ضریب شکل گونههای مورد بررسی و پایینتر بودن حجم استحصال از تجدید حجم نیز به افت چوب در هنگام تبدیل گردهبینه مربوط میشود. قاسمپور و همکاران (1394) حجم چوب استحصال را نسبت به حجم برآورد شده و تجدید حجم کمتر محاسبه نمودند و دلیل آن را به افت چوب در اثر شکستگی، خوردشدگی، جدا شدگی ورقهای و ترک چوب در هنگام تبدیل مربوط دانستند. همچنین مقایسه حجم برآورد شده، تجدید حجم و حجم استحصال بر حسب متر مکعب به تفکیک قطر درختان برای دو گونه ممرز و خرمندی نشان دهنده این است که در هر دو مورد با افزایش قطر درختان مقدار حجم برآورد شده به میزان محاسبه شده در تجدید حجم نزدیک شده است که با نتایج مطالعات گراسیموف و سلیورتوف13 (2010) مطابقت داشته و مؤید اثرگذاری ضریب شکل بر محاسبه حجم گونههای مورد بررسی است. همچنین، در این مطالعه میانگین افت حجمی گونه ممرز 42 درصد و میانگین افت حجمی گونه خرمندی 32 درصد محاسبه شد که این درصد افت با افزایش قطر افزایش یافته است. قربانی و جورغلامی14 (1392) نیز در مطالعه خود میزان افت چوب ممرز و کاهش ارزش آن طی تبدیل و بینه بری را 06/40 درصد برآورد نمودند که با نتایج این مطالعه مطابقت دارد. افزایش درصد افت حجمی گونههای درختی در اثر عملیات استحصال با افزایش قطر در مطالعات بوستون و دیسارت15 (2000) نیز گزارش شده است.
نتایج بررسی زیتوده درختان در مطالعه حاضر نشان دهنده افزایش نمایی زیتوده درختان در اثر افزایش قطر میباشد که نشان دهنده اثرگذاری مستقیم قطر بر حجم درخت و افزایش زیتوده آن است (سینگ و همکاران، 2011). علاوه بر این ضریب تعیین برای برآورد زیتوده گونههای مورد بررسی با معادلات آلومتریک به دست آمده بالاتر از 9/0 به دست آمد که نشان دهنده بالا بودن دقت معادلات نمایی استخراج شده در برآورد زیتوده گونههای مورد بررسی میباشد. با توجه به نتایج مطالعه فانگ16 و همکاران (2007) استخراج معادلات آلومتریک با ضریب تعیین بالاتر از 9/0 این امکان را فراهم میسازد که با دقت بالایی زیتوده درختان جنگلی را برآورد نموده و از عملیات پرهزینه و مخرب قطع اجتناب نمود. علاوه بر این برآورد زیتوده و اندوخته کربن گونههای مورد بررسی بر حسب تن در هکتار نشان دهنده بالاتر بودن زیتوده و ترسیب کربن گونه ممرز نسبت به گونه خرمندی میباشد. بر اساس نتایج دو گونه مورد بررسی در مجموع 60 تن در هکتار اندوخته کربن داشتهاند. این بدین معنی است که با توجه به ضریب تبدیل اندوخته کربن به کربن ترسیب یافته (67/3) این دو گونه در طول حیات خود به تنهایی 220 تن دی اکسید کربن را در هر هکتار از جنگلهای منطقه مورد مطالعه ترسیب نمودهاند که رقم قابل توجهی است و کمک شایانی به ترسیب کربن اتمسفری مینماید.
در مجموع نتایج مطالعه حاضر نشان دهنده کمبرآورد بودن تعیین حجم درختان ممرز و خرمندی نسبت به تعیین دقیق حجم در فرآیند تجدید حجم میباشد. همچنین نتایج مطالعه حاضر نشان دهنده افت حجمی بین 29 تا 42 درصدی درختان خرمندی و ممرز در حین عملیات استحصال میباشد که این میزان افت با افزایش قطر درختان افزایش مییابد. بنابراین توجه به افزایش دقت برشها در تبدیل درختان قطور اهمیت بالایی دارد. علاوه بر این نتایج مطالعه حاضر نشان دهنده توان بالای گونههای مورد مطالعه در ایجاد زیتوده روی زمینی و ترسیب کربن به میزان 220 تن در هکتار در جنگلهای آستارا است. و نهایتاً با توجه به بالا بودن دقت معادلات آلومتریک به دست آمده از تابع نمایی نیاز به قطع مجدد گونههای مورد مطالعه برای بررسیهای مجدد از نظر زیتوده وجود ندارد و پیشنهاد میشود از معادلات استخراج شده در این پژوهش به منظور استخراج زیتوده درختان از متغیر مستقل قطر برابر سینه استفاده شود.
در مجموع نتایج پژوهش حاضر نشان دهنده افزایش افت چوب استحصالی با افزایش قطر درخت است. از این رو پیشنهاد میشود در مراحل تبدیل گردهبینه به قطعات کوچکتر چوبهای قطور مورد توجه بیشتری قرار گیرد. همچنین معادلات آلومتریک مستخرج از پژوهش حاضر برای برآورد زیتوده تنه درختان ممرز و خرمندی در مطالعات آتی بدون قطع درخت، قابلیت استفاده را خواهند داشت. علاوه بر این با اجرای مطالعات تکمیلی مشابه در نقاط مختلف جنگلهای شمال امکان استخراج نقشه ترسیب کربن گونههای ممرز و انجیلی که بیش از یک سوم فراوانی کل گونههای شمال را تشکیل میدهند وجود خواهد داشت.
سپاسگزاری
بدینوسیله از زحمات بیدریغ دکتر ابوذر حیدری صفری کوچی به دلیل همکاری در تحلیل نتایج پژوهش تقدیر به عمل میآید.
منابع
اسلام‌دوست، جمشید؛ سهرابی، هرمز؛ حسینی، سیدمحسن؛ مرادی، زهرا (۱۳۹۴). ارزیابی روش‌های مختلف تعیین ضریب شکل برای برآورد حجم درختان صنوبر و دارتالاب دست کاشت (منطقه کلوده- استان مازندران). بوم شناسی کاربردی، دوره 4 (12)، 76-67.
ایمانی پرکوهی، مهدی؛ حجتی، سیدمحمد؛ پورمجیدیان، محمدرضا؛ فلاح، اصغر؛ تفصیلی، محیا (1398). تاثیر سن توده روی ترسیب کربن تنه درختان افرا پلت، دومین کنگره بین المللی توسعه کشاورزی و محیط زیست با تاکید بر برنامه توسعه ملل،تهران.
بینام (1387). آمار و اطلاعات سازمان جنگل ها مراتع و آبخیزداری کشور، معاونت مناطق مرطوب و نیمه مرطوب.
پارساپور، محمدکاظم؛ سهرابی، هرمز؛ سلطانی، علی؛ ایرانمنش، یعقوب (1392). روابط آلومتریک به‌منظور برآورد زیتوده چهار گونه صنوبر در استان چهارمحال و بختیاری. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، 21(3)، 528-517.
جور غلامی، مقداد؛ اقتصادي، علی؛ مجنونیان، باریس(1391). روش سنتی تبدیل چوب (الوارگیری) در جنگل؛ تولید، هزینه‌ها و افت آن (مطالعه موردی: بخش نمخانه. پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 18 (4)، 130-111.
حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ رستمی شاهراجی، تیمور؛ ایرانمنش، یعقوب (1394). مقایسه تولید، بیوماس و نوع مصرف چوب صنوبر کبوده (Populus alba) در چهار فاصله کاشت. جنگل ایران 8، (2)، 152-141.
حیدری صفری کوچی، ابوذر (1397). صنوبرکاری و نقش آن در ترسیب کربن. رشت، انتشارات سپید رود گیلان.
حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ ایرانمنش، یعقوب؛ رستمی شاهراجی، تیمور (1394). بررسی اندوخته کربن روی زمینی و خاک گونه کبوده (Populus alba) در چهارفاصله کاشت در استان چهارمحال و بختیاری. تحقیقات جنگل و صنوبر ایران 24(2)، 213-200.
رحمتی، حسن؛ رستمی شاهراجی، تیمور؛ صالحی، علی؛ حیدری صفری کوچی، ابوذر (1399). مقایسه وضعیت کمی و کیفی توده و خاک جنگلکاریهای بلندمازو و کاج تدا در استان گیلان (مطالعه موردی؛ سری یک توتکی-حوضه 25 شنرود). بومشناسی جنگلهای ایران، 8 (15)، 114-104.
زبیری، محمود (1388). آماربرداری در جنگل (اندازهگیری درخت و جنگل). تهران، انتشارات دانشگاه تهران.
طاهری آبکنار، کامبیز؛ حیدری صفری کوچی، ابوذر؛ دهقانزاد، سلما؛ مستحسنپور، سمیه؛ مرادیان فرد، فرشته (1397). برآورد میزان کربن انتشار یافته از جنگلکاریهای کاج تدا (Pinus taeda L.) در اثر آتشسوزی با استفاده از معادلات آلومتریک. تحقیقات حمایت و حفاظت جنگلها و مراتع ایران،16(1)، 101-88.
قاسم پور، معظمه؛ نیکویی، مهرداد؛ نقدی، رامین (1394). نقش کاهش افت چوب در مدیریت عملیات بهره برداری به منظور حفظ پایداری جنگل (مطالعه موردی:جنگل های حوزه آبخیز اسالم). اولین همایش ملی محیط زیست طبیعی، رشت.
قربانی، زهرا؛ جورغلامی، مقداد (1393). میزان افت چوب و کاهش ارزش آن طی عملیات قطع درخت و بینه بری (مطالعه موردی: درختان راش و ممرز جنگل خیرود). نشریه جنگل و فرآورده های چوب، 67 (4)، 645-627.
قنبری مطلق، محدثه؛ بابایی کفاکی؛ ساسان؛ متاجی، اسداله؛ اخوان، رضا (1399). برآورد بیوماس روزمینی جنگل در جنگل های هیرکانی با استفاده از دادههای ماهوارهای. فصلنامه علوم و تکنولوژی محیط زیست، 22 (5): 13-1.
کیوان بهجو، فرشاد؛ مجنونیان، باریس؛ نمیرانیان، منوچهر؛ سعید، ارسطو؛ فقهی، جهانگیر (1389). بررسی و تعیین افت حجمی و ریالی چوب در عملیات بهره برداری جنگل (بررسی موردی: جنگل های چفرود گیلان). جنگل و فرآوردههای چوب، 2 (3)، 12-1.
موسوی میرکلا، سید رستم؛ نیکوی، مهرداد؛ نقدی، رامین؛ غزنوی، نسرین؛ کرمزاده، سرخوش (1393). مطالعه تولید و هزینه خروج چوب با قاطر در جنگلهای حوزه آستارا. پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل، 24 (1)، 174-161.
واحدی، علی اصغر؛ متاجی، اسداله؛ بابایی کفاکی، ساسان؛ اسحاقیراد، جواد؛ حجتی، سیدمحمد (1392). مدلسازی زی‌تودة تنة گونة راش (Fagus orientalis Lipsky) با استفاده از معادلات آلومتریک در جنگلهای هیرکانی. مجله جنگل ایران، 5 (3)، 332-329.
Ampoorter, E., Goris, R., Cornelis, W.M., & Verheyen, K. (2007). Impact of mechanized logging on compaction status of sandy forest soils. Forest Ecology and Management, 241(1), 162-174.
Boston, k., & Dysart, G. (2000). A comparison of felling techniques on sump height and log damage with economic interpretations. Western Journal of Applied Forestry, 15(3), 59-61.
Bragg, D.C. (2011). Modeling Loblolly Pine Aboveground Live Biomass in a Mature Pine-hardwood Stand: A Cautionary Tale. Journal of the Arkansas Academy of Science, 65, 31-38.
Chaturvedi, R.A., & Raghubanshi. A. (2013). Aboveground biomass estimation of small diameter woody species of tropical dry forest. New Forests, 44: 509-519.
Fang, S., Xue, J., & Tang, A. (2007). Biomass produc-tion and carbon sequestration potential in poplar plantations with different man-agement patterns. Journal of Environmen-tal Management, 85: 672 - 679.
Gerasimov, Y., & Seliverstov, A. (2010). Industrial Round-Wood Losses Associated with Harvesting Systems in Russia. Croatian Journal of Forest Engineering, 31(2), 111–126.
Karki, H., Bargali, K., Bargali, S., Vibhuti S & Rawat, Y.S. (2017). Plant diversity, regeneration status and standing biomass under varied degree of disturbances in temperate mixed oak-conifer forest, Kumaun Himalaya, International Journal of Ecology and Environmental Sciences. 43 (4), 331-345.
Heidari Safari Kouchi, A., Rostami Shahraji, T., & Iran Manesh, Y. (2015). Comparison of allometric equations to estimate the above-ground biomass of species (Case study; poplar plantations in Chaharmahal and Bakhtiari province, Iran. Caspian Journal of Environmental Sciences, 13 (3), 237-246.
Iranmanesh, Y., Sohrabi, H., Sagheb-Talebi, KH., Hosseini., S.M., & Heidari Safari Kouchi, A. (2019). Biomass, Biomass Expansion Factor (BEF) and Carbon Stock for Brant's Oak (Quercus brantii Lindl.) Forests in West-Iran. Annals of Silvicultural Research, 43 (1), 15-22.
Kr Joshi, R., & Dhyani, Sh. (2019). Biomass, carbon density and diversity of tree species in tropical dry deciduous forests in Central India. Acta Ecologica Sinica, 39, 289-299.
Mederski, P.S., Bembenek, M., Jorn, E., Dieter, D.F., & Karaszewski, Z. (2010). The enhancement of skidding productivity resulting from changes in construction: grapple skidder vs. rope skidder. In Proceedings of FORMEC 2010, Forest Engineering: Meeting the Needs of the Society and the Environment, Padova, 11–14. July 2010. Padova, Formec: 1–7.
Oliveira, N., Rodríguez-Soalleiro, R., Pérez-Cruzado, C., Cañellas, I., Sixto H., & Ceulemans, R. (2018). Above- and below-ground carbon accumulation and biomass allocation in poplar short rotation. plantations under Mediterranean conditions. Forest Ecology and Management, 428, 57-65.
Singh, V., Tewari, A., Kushwaha, S.P.S. & Dadhwal, V.K. (2011). Formulating allometric equations for estimating biomass and carbon stock in small diameter trees. Forest Ecology and Management, 261, 1945-1949.
Tol, R.S.T. (2008). The social cost of carbon: trends, outliers and catastrophes. Economics: The Open Access, Open-Assessment E-Journal, 25 (2), 1-21.
[1] Mederski
[2] Ampoorter
[3] تبدیل گرده بینه به قطعات کوچکتر
[4] Singh
[5] Chaturvedi and Raghubanshi
[6] Oliveira
[7] - معادلات رگرسیونی برای برآورد زیتوده گیاهان
[8] Tol
[9] Kr Joshi & Dhyani
[10] Karki
[11] Bragg
[13] Gerasimov and Seliverstov
[14] Ghorbani and Jourgholami
[15] Boston and Dysart
[16] Fang
