نتایج نشان میدهد که کربن ترسیب شده تنه درختان بلوط در منطقه مورد مطالعه در دامنههای با شیب ملایم حداکثر 86/46 تن در هکتار میباشد و در دامنههای پر شیب بیشینه آن به 82/31 تن در هکتار میرسد. همچنین این میزان در ارتفاعات میانی حداکثر تا 04/165 تن در هکتار و به طور میانگین میزان آن 61/47 تن در هکتار میباشد. دامنههای مشرف به جنوبغربی به طور میانگین با 24/51 تن در هکتار از ذخایر کربن بلوط را نسبت به سایر دامنههای دیگر به خود اختصاص میدهد.
بحث
در تحقیق حاضر برای محاسبه چگالی خشک گونه بلوط از روش تخریبی استفاده شد، نتایج نشان داد که مقادیر مختلف چگالی خشک بین پایههای مختلف گونه بلوط در منطقه مورد مطالعه حتی با ابعاد متفاوت دارای تغییرات معنیداری نمیباشد. اگرچه استفاده از مقدار میانگین چگالی به جای چگالی مطلق مربوط به هر پایه در رابطه محاسباتی وزن خشک زیتوده میتواند تا حد قابل ملاحظهای منجر به ایجاد خطا بشود (Aboal et al., 2005) ولی به دلیل اینکه تغییرات مقادیر مختلف چگالی خشک بهدست آمده از پایههای مختلف دارای اختلاف معنیداری نبوده، بنابراین استفاده از دانسیته میانگین در رابطه ذکر شده برای تخمین زیتوده خشک تنه از عدم قطعیت خیلی کمتری برخوردار میباشد، بر این اساس که دامنه تغییرات مقادیر مربوط به چگالی خشک تنه بلوط در حد قابل توجهی ناچیز بوده (0083/0 ±) که بالطبع احتساب میانگین آن در جهت محاسبه ترسیب کربن زیتوده تنه بلوط نمیتواند منجر به ایجاد خطا بشود. نتایج حاصل از این تحقیق در رابطه با تعیین ارزش چگالی خشک نشان داد اگرچه چگالی بین پایهها دارای تفاوت معنیدار نبوده ولی در راستای مقطع عرضی تنه دارای اختلاف معنیداری میباشد؛ البته با توجه به فاصلههای تکهبرداری از شعاع عرضی تنههای افتاده تغییرات چگالی نشان داد که با تغییرات سن درختان تغییرات معنیداری پیدا میکند، بهطوریکه حدودا از سمت مرکز قطاع (Pith) به سمت طرفین پوست (bark) به شکل سینوسی دارای تغییرات معنیداری میباشد که البته این امر میتواند ناشی از تأثیرات ژنتیکی، فیزیولوژیکی و رقابتهای اکولوژیکی باشد و یا اینکه ناشی از اثرات مراحل تحولی و آشفتگیهایی که در جنگل مورد مطالعه اتفاق افتاده است باشد. البته نتایج تحقیقات مختلف نشان داده که چگالی خشک چوب میتواند تحت تأثیر عواملی مانند آب و هوا، رشد متوسط، مواد غذایی مورد نیاز و حتی تحت تأثیر فاکتورهای خاک نیز قرار بگیرد (Mani & Parthasarathy , 2007 و Green et al., 2007). همچنین باید در نظر داشت چگالی چوب مهمترین متغیری است که ساختار جنگل، میزان رشد قطری و تاریخچه مراحل تحولی منطقه را نشان میهد (Baker et al., 2004 و Ribeiro et al., 2011).
سهم کربن چوب (فاکتور کربن) نیز میتواند در میان گونههای چوبی دارای تغییرات معنیداری باشد ( Elias & Potvin, 2003 و Zhang et al., 2009) در مطالعات خود در رابطه با بررسی ضریب کربن محاسباتی نشان دادند که ضریب تبدیل کربن بین 4/44% تا 7/55% براساس گونه درختی و بافتهای زیتوده تغییر میکند که اگر به طور میانگین میزان 50% بهعنوان ضریب تبدیل و بهعنوان ضریب ثابت جهت تخمین ترسیب کربن زیتودههای گیاهی معرفی شود، با این اوصاف درمجموع ضریب مربوطه دارای 10% خطا میباشد. درصورتیکه در تحقیق حاضر (قابل توجه است که) ضریب کربن حاصل 108 /0 ± 37 /57% میباشد که در مقایسه با ضریب (50%) جهت تخمین ترسیب کربن زیتودههای گیاهی دارای بیش از 10% خطا میباشد که این موارد مذکور اهمیت محاسبه ضریب کربن جهت محاسبات هرچه دقیقتر ترسیب کربن زیتودههای گیاهی ازجمله زیتودههای کلان همانند تنههای قطور را نشان میدهد. در نتایج حاصل از بررسی ضریب کربن در تحقیق حاضر نتایج نشان داد که ضریب کربن تنه درختان بلوط در قسمتهای مختلف بلوط و در راستای پایههای مختلف دارای تغییرات معنیداری نمیباشد. البته عوامل زیادی در مورد ضریب تبدیل کربن اجزاء مختلف درختان درون گونهای و برون گونهای نقش دارند که از مهمترین آنها میتوان به روابط بین ژن درختان و محیط، ویژگیهای رویشگاه، سن درختان، جایگاه اجتماعی درختان و عملیات مدیریتی اشاره کرد ( Zhang et al., 2009).
در ارتباط با بررسی میزان توزیع ترسیب کربن زیتودههای گیاهی در واحدهای مختلف فیزیوگرافی (Marshall et al (2012 اذعان کردند که در میان همه عوامل محیطی، عوامل فیزیکی شیب و ارتفاع از سطح دریا تا حدود 7/63% تغییرات میزان ترسیب کربن هوایی را شامل میشوند. همچنین تحقیقات دیگر به خصوص در جنگلهای معتدله نشان داد که بین تولیدات زیتوده جنگل و تنوع زیستی جنگل با احتراز و دخالت شرایط رویشگاهی ازجمله عوامل فیزیوگرافی اختلاف معنیداری وجود دارد (Paquette & Messier, 2011، Healy et al.,2008 و Vila et al., 2007). درصورتیکه برخلاف این امر دیگر تحقیقات نشان دادند که بین مقادیر مختلف زیتوده گیاهی و واحدهای مختلف فیزیوگرافی ارتباط معنیداری وجود ندارد (Balvanera & Aguirre, 2006 و Nguyen et al., 2012). متعاقب نتایج بهدست آمده در تحقیقات اشاره شده، تحقیق حاضر در ارتباط با توزیع ترسیب کربن تنه درختان بلوط نشان داده که توزیع زیتوده تنه درختان بلوط و متعاقبا ترسیب کربن آن تحت تأثیر تغییرات فیزیکی محیط نمیباشد. در رابطه با این نوع نتایج بهدست آمده (Nguyen et al. (2012 پیشنهاد کردند که مهمترین فرضیهای که میتواند وجود داشته باشد این است که توزیع ترسیب کربن زیتودههای گیاهی به احتمال زیاد در یک شرایط ایدهآل رویشگاهی تحت تأثیر عوامل فیزیوگرافی قرار میگیرد ولی در غیر اینصورت کلیه شرایط رویشگاهی ازجمله رژیمهای آشفتگی (disturbance) و مراحل تحولی جنگل ازجمله عوامل تأثیرگذار در توزیع زیتودههای گیاهی و ترسیب کربن آنها میباشد. هرچند عوامل فیزیوگرافیک ازجمله متغیرهای ثابت در پیشبینی میزان زیتوده هوایی هستند ولی عواملی ازجمله آب و هوا و آشفتگیهای ادافیکی فاکتورهای تأثیرگذار بر میزان زیتوده هوایی میباشند (Aboal et al., 2005 و Marshall et al., 2012). در تحقیق حاضر نیز میتوان نتایج بهدست آمده را این طور تفسیر کرد، اگرچه توزیع ترسیب کربن زیتوده بلوط تحت تأثیر واحدهای فیزیکی زمین نمیباشد ولی این امر میتواند تأثیرگرفته از مراحل تحولی و رژیمهای آشفتگی در مقیاس کوچک یا وسیع، شرایط آب و هوایی ازجمله میکروکلیمای موجود در مناطق مختلف رویشگاه و ویژگیهای خاک، ریشهدوانی و فعالیتهای میکروارگانیسمی خاک باشد که همه این عوامل به نحوی خاص و با سهمی قابل توجه دارای تأثیرات مختلف میباشند. در میان نتایج و پیشنهادهای مختلف (McEwan et al. (2011 در رابطه با مطالعه توزیع زیتوده گیاهی و ذخایر کربن در رابطه با عوامل فیزیوگرافی تأکید دارند که قابلیت دستیابی درختان به عناصر غذایی، حاصلخیزی خاک و آشفتگیهای رخ داده در جنگل مهمترین عواملی هستند که نقش عوامل فیزیوگرافی را در مورد توزیع زیتودههای گیاهی و میزان ترسیب کربن آنها مورد پوشش قرار میدهد. برخی از مطالعات دیگر در رابطه با میزان توزیع ترسیب کربن اذعان کردهاند که حوضچههای بزرگ کربن مثل تنههای قطور گونههای مختلف عموما دارای توزیع نامناسبی هستند (Basuki et al., 2009) که این امر میتواند به دلیل رقابت بیولوژیکی و تراکم کمتر آنها نسبت به گونههای دیگر باشد (Nguyen et al., 2012). با توجه به اینکه در منطقه مورد مطالعه که بهعنوان قطعه شاهد محسوب میگردد، علاوه بر حکمفرما بودن شرایط طبیعی درختان بلوط به طور آمیخته با درختان راش که دیگر گونه اصلی منطقه محسوب میشود و پراکنش قابل توجهی را نیز به خود اختصاص میدهد پراکنش دارد که بالطبع تحت تأثیر رقابتی ازجمله دستیابی به عناصر غذایی قرار میگیرد و همین امر باعث ایجاد تغییر در میزان تراکم درختان بلوط در شرایط فیزیکی رویشگاه مذکور میشود. البته با توجه به این که جنگل مورد مطالعه بهعنوان راشستان آمیخته مورد مطالعه قرار گرفته و در این راستا غالبیت پراکنش و تراکم نیز با درختان راش میباشد، بنابراین با توجه به نتایج بهدست آمده در رابطه با عدم تغییرات معنیداری چگالی خشک و درصد کربن بین پایههای مختلف درختان بلوط، میتوان به این نتیجه رسید که شرایط رویشگاهی ازجمله آشفتگی، آب و هوا، شرایط ادافیکی و در نهایت پروسههای اکولوژیکی ازجمله شرایط رقابتی موجود تأثیر بارزی بر روی چگالی و درصد کربن درختان بلوط نداشتهاند و تنها تأثیر بارز و مشهود میزان موجودی حجمی و تراکم درختان بلوط میباشد که باعث توزیع نامتناسب و در نهایت باعث تغییرات غیرمعنیدار زیتودههای بلوط و ترسیب کربن تنه آن در واحدهای مختلف فیزیوگرافی در جنگلهای مذکور شده است.
سپاسگزاری
این تحقیق با همکاری پرسنل اداره نظارت طرح رویان نور انجام شده است که در این راستا از کلیه عزیزان بدلیل همکاری و انجام نمونهبرداری صحرایی تشکر و قدردانی میشود.
منابع مورد استفاده
References
- Aboal, R.J., Arevalo, R.J. and Fernandez, A., 2005. Allometric relationships of different tree species and stand above ground biomass in the Gomera laurel forest (Canary Islands). Flora 200: 264–274.
- Anonymous, 2008. Glandrood Forest management project, district3, Noor, Mazandarn (second renewal view). General Office of Natural Resources and Watershed Management of Mazandaran province, Nowshahr.
- Baker, T.R., Phillips, O.L., Malhi, Y., Almeida, S., Arroyo, L., Di Fiore, A., Erwin, T., Killeen, T.J., Laurance, S.G., Laurance, W.F., Lewis, S.L., Lloyd, J., Monteagudo, A., Neill, D.A., Patio, S., Pitman, N.C.A., Silva, J.N.M., and Martnez, R.V., 2004. Variation in wood density determines spatial patterns in Amazonian forest biomass. Global Change Biology, 10: 545–562.
- Balvanera, P. and Aguirre, E., 2006. Tree diversity, environmental heterogeneity, and productivity in a Mexican tropical dry forest. Biotropica, 38: 479–491.
- Basuki, T.M., van Laake, P.E., Skidmore, A.K., and Hussin, Y.A., 2009. Allometric equations for estimating the above-ground biomass in tropical lowland Dipterocarp forests. Forest Ecology and Management, 257: 1684–1694.
- Bordbar, S.K., and Mortazavi Jahromi, S.M., 2006. Carbon sequestration potential of Eucalyptus camaldulensis Dehnh. and Acacia salicina Lindl. plantation in western areas of Fars province. Pajouhesh and Sazandegei, 70: 95-103.
- Brown, S., 2002. Measuring carbon in forests: current status and future challenges. Environmental Pollution, 116: 363–372.
- Brown, S and Lugo, A.E., 1982. The storage and production of organic matter in tropical forests and their role in global carbon cycle. Biotropica, 14: 161–18.
- Cannell, M.G.R., 1984. Woody biomass of forest stands. Ecology and Management, 8: 299–312.
- Djomo, A.N., Adamou, I., Joachim, S. and Gode, G., 2010. Allometric equations for biomass estimations in Cameroon and pan moist tropical equations including biomass data from Africa. Forest Ecology and Management, 260: 1873–1885.
- Elias, M., and Potvin, C., 2003. Assessing inter- and intra-specific variation in trunk carbon concentration for 32 neotropical tree species. Canadian Journal of Forest Research, 33: 1039–1045.
- Eshaghi Rad, J., Zahedi Amiri, G.H., Marvi Mohajer, M.R. and Mataji, A., 2009. Relationship between vegetation and physical and chemical properties of soil in Fagetum communities (Case study: Kheiroudkenar forest). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 17: 174-187.
- Fang, J.Y., Chen, A.P., Peng, C.H., Zhao, S.Q. and Ci, L.J., 2001. Change in forest biomass carbon storage in China between 1949 and 1998. Science, 292: 2320–2322.
- Fehse, J., Hofstede, R., Aguirre, N., Paladines, C., Kooijman, A., and Sevink, J., 2002. High altitude tropical secondary forests: a competitive carbon sink? Forest Ecology and Management, 163: 9–25.
- Green, C., Tobin, B., O’Shea, M., Farrell, E.P. and Byrne, K.A., 2007. Above- and below ground biomass measurements in an unthinned stand of Sitka spruce (Picea sitchensis (Bong) Carr). European Journal of Forest Research, 126: 179–188.
- Han, B., Wang, X.K. and Ouyang, Z.Y., 2005. Saturation levels and carbon sequestration potentials of soil carbon pools in farmland ecosystems of China. Rural Eco-Environment, 21(4): 6–11.
- Healy, C., Gotelli, N.J. and Potvin, C., 2008. Partitioning the effects of biodiversity and environmental heterogeneity for productivity and mortality in a tropical tree plantation. Journal of Ecology, 96: 903–913.
- Henry, M., Besnard, A., Asante, W.A., Eshun, J., Adu-Bredu, S., Valentini, R., Bernoux, M and Saint-André, L., 2010. Wood density, phytomass variations within and among trees, and allometric equations in a tropical rainforest of Africa. Forest Ecology and Management 260: 1375–1388.
- Houghton, R.A., 2005. Above ground forest biomass and the global carbon balance. Global Change Biology, 11: 945-958.
- Iverson, L.R., Brown, S., Grainger, A., Prasad, A. and Liu, D., 1993.Carbon sequestration in tropical Asia: assessment of technically suitable forest lands using geographic information systems analysis. Climate Research, 3: 23-38, 1993.
- Jandl, R., Lindner, M., Vesterdal, L., Bauwens, B., Baritz, R., Hagedorn, F., Johnson, D.W., Minkkinen, K., and Byrne, K.A., 2007. How strongly can forest management influence soil carbon sequestration? Geoderma, 137: 253–268.
- Jia, S., and Akiyama, T., 2005. A precise, unified method for estimating carbon storage in cool-temperate deciduous forest ecosystems. Agricultural and Forest Meteorology, 134: 70–80.
- Joosten, R., Schumacher, J., Wirth, C., and Schulte, A., 2004. Evaluating tree carbon predictions for beech (Fagus sylvatica L) in western Germany. Forest Ecology and Management, 189: 87- 96.
– Ketterings, Q.M., Coe, R., Noordwijk, M.V., Ambagau, Y and Palm, C.A, 2001. Reducing uncertainty in the use of allometric biomass equations for predicting above-ground tree biomass in mixed secondary forests. Forest Ecology and Management, 146: 199-209.
- Kia-Daliri, H., Akhavan, R., and Anissi, I., 2011. Timber marking and its impact on forest stand (Case study: Shourab district of Golband region). Iranian Journal of Forest, 3: 49-59.
- Kirby, K.R. and Potvin, C., 2007. Variation in carbon storage among tree species: Implications for the management of a small-scale carbon sink project. Forest Ecology and Management, 246: 208–221.
- Li, X.Y., and Tang, H.P., 2006. Carbon sequestration: manners suitable for carbon trade in China and function of terrestrial vegetation. Journal of Plant Ecology, 32: 200–209.
- Mani, S. and Parthasarathy, N., 2007. Above-ground biomass estimation in ten tropical dry evergreen forest sites of peninsular India. Biomass and Bioenergy, 31: 284–290
- Marshall, A.R., Willcock, S., Platts, P.J., Lovett, J.C., Balmford, A., Burgess, N.D., Latham, J.E., Munishi, P.K.T., Salter, R., Shirima, D.D. and Lewis, S.L., 2012. Measuring and modeling above-ground carbon and tree allometry along a tropical elevation gradient. Biological Conservation, Article in press.
- Marvie Mohajer, M.R., 2004. Silviculture. University of Tehran Press, Iran, 378 p.
- McEwan, R.W., Lin, Y.C., Xian, J., Hsieh, C.F., Su, S.H., Chang, L.W., Song, G.Z.M., Wang, H.H., Hwong, J.L., Lin. K.C. and Yang, K.C., 2011. Topographic and biotic regulation of above ground carbon storage in subtropical broad-leaved forests of Taiwan. Forest Ecology and Management, 262: 1817–1825.
- Mund, M., Kummetz, E., Hein, M., Bauer, G.A. and Schulze, E.D., 2002. Growth and carbon stocks of a spruce forest chronosequence in central Europe. Forest Ecology and Management, 171: 275–296.
- Murphy, M., Balser, T., Buchmann, N., Hahn, V. and Potvin, C., 2008. Linking tree biodiversity to belowground process in a young tropical plantation: Impacts on soil CO2 flux. Forest Ecology and Management, 255: 2577–258.
- Namiranian, M., 2003. Forest biometry and tree measurement. University of Tehran Press, Iran, 574 p.
- Navar, J., 2009. Allometric equations for tree species and carbon stocks for forests of northwestern Mexico. Forest Ecology and Management, 257: 427–434.
- Nguyen, H., Herbohn, M.J., Firn, J., and Lamb, D., 2012. Biodiversity–productivity relationships in small-scale mixed-species plantations using native species in Leyte province, Philippines. Forest Ecology and Management, 274: 81–90.
- Paquette, A. and Messier, C., 2011. The effect of biodiversity on tree productivity: from temperate to boreal forests. Global Ecology and Biogeography, 20: 170–180.
- Peichl, M. and Arain, M.A., 2006. Above- and belowground ecosystem biomass and carbon pools in an age-sequence of temperate pine plantation forests. Agricultural and Forest Meteorology, 140: 51–63.
- Ribeiro, C.S., Fehrmann, L., Pedro Boechat Soares, C., Antônio Gonçalves Jacovine, L., Kleinn, C., and de Oliveira Gaspar, R., 2011. Above- and below ground biomass in a Brazilian Cerrado. Forest Ecology and Management, 262: 491–499.
- Rubio, A., Gavilan Montes, R.G., Gutiérrez-Girn, F., Daz-Pines, A. and Mezquida, E.T., 2011. Biodiversity measures applied to stand-level management: Can they really be useful? Ecological Indicators, 11: 545–556.
- Singh, V., Tewari, A., Kushwaha, S.P.S., and Dadhwal, V.K., 2011. Formulating allometric equations for estimating biomass and carbon stock in small diameter trees. Forest Ecology and Management, 261: 1945–1949.
- Vann, D.R., Palmiotto, P.A and Richard, S., 1998. Allometric equations for two South American conifers: Test of a non-destructive method. Forest Ecology and Management, 106: 55–71.
- Vilà, M., Vayreda, J., Comas, L., Iboez, J.J., Mata, T., and Obn, B., 2007. Species richness and wood production: a positive association in Mediterranean forests. Ecology Letter, 10: 241–250.
- Wang, X., Fang, J., and Zhu, B., 2008. Forest biomass and root–shoot allocation in northeast China. Forest Ecology and Management, 255: 4007-4020.
- Xiao, Q.Z. and Deying, X.U., 2003. Potential carbon sequestration in China's forest. Environmental Science & Policy, 6: 421-432.
- Zhang, Q., Wang, C., Wang, X. and Quan, X., 2009. Carbon concentration variability of 10 Chinese temperate tree species. Forest Ecology and Management, 258: 722–727.
- Zhu, B., Wang, X., Fang, W., Piao, S., Shen, H., Zhao, S. and Peng, C., 2010. Altitudinal changes in carbon storage of temperate forests on Mt Changbai, Northeast China. Carbon cycle process in East Asia, 123: 439–452.
1*- Corresponding Author, PhD Student, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Azad Eslamic University, Tehran Science and Research Unit, Tehran, I.R. Iran. Email: Ali.vahedi60@gmail.com.
2- Associate Professor, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Azad Eslamic University, Tehran Science and Research Unit, Tehran, I.R. Iran.
Received: 04.03.2013 Accepted: 30.05.2013
Carbon sequestration rate of forest trees and their spatial pattern are prominent factors which affect global carbon dynamic and can be basically applied to predict climate change. For this reason, compartments2 and 4 of district3 of Glandrood Forest were selected for this study and few disks (2 cm thick) were sampled from each felled oak tree at 2-5 m. interval of its bole. Further samplings were made from each disk at constant volumes (3x3x3 cm) and intervals (2 cm). The samples were oven dried in lab for 24 hours (105°C) in order to determine their dry density. Carbon factor was obtained directly by exposing the wood samples in the oven and was estimated, based on organic carbon/organic material ratio. Compartment3 of district3 (38 hectares) was selected as a control due to its undisturbed and virgin characteristics, to determine carbon sequestration of the oak trees and their spatial pattern in relation to the physiographical units. After that, 400 m2 sampling plots were allocated in the compartment, using the random systematic method at 100 m. grids, then diameter at breast height and total height of the aimed trees were measured. Carbon sequestration was estimated, using the volume x dry density x carbon ratio equation. The results of one-way Anova analysis showed that although there was significant difference between the dry wood density values at different intervals, with respect to pith to periphery (bark) of cross-section of disks (P < 0.01), but there was no significant difference between the individual oak trees at different diameter dimensions (P > 0.05). As the average value of oak wood dry density is 0.81± 0.0083 g.cm-3 and average carbon factor is % 57.37 ± 0.108, so according to the results of Paired-Samples t test, the values of calculated carbon sequestration were significantly more than the estimated values (P < 0.01) and their difference was 4.267 ± 1.39 t / ha. Overall, the result of one-way Anova analysis showed that there was not significant difference among the carbon sequestration values of the oak trees at various physiographical units (P >0.05) which indicates that the spatial pattern of carbon sequestration values in the oak bole trees at the aimed study area were not associated with the environmental physical affects.