برآورد تنوع ساختاری توده‌های گونه کرب (Acer campestre L.) با استفاده از شاخص تنوع ساختار ترکیبی در جنگل‌های ارسباران

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی اهر، دانشگاه تبریز

چکیده

یکی از متداول‌ترین روش‌های بررسی ساختار جنگل استفاده از انواع شاخص‌های ساختاری است. این شاخص‌ها برآوردی کمّی از وضعیت توده ارائه می‌دهند. این پژوهش با هدف بررسی تنوع ساختاری توده‌های گونه کرب (Acer campestre L.) به‌عنوان یکی از مهم‌ترین گونه‌های جنگل‌های ارسباران و به‌منظور شناسایی وضعیت موجود ‌این گونه در جهت بهبود و حفاظت از تنوع ساختاری آن انجام شد. شاخص تنوع ساختاری ترکیبی از مجموع سه شاخص زاویه یکنواخت، آمیختگی گونه‌ای و تمایز قطری است که هر سه مورد از طریق آماربرداری فاصله‌ای محاسبه شدند. نتایج نشان داد که شاخص زاویه یکنواخت با مقدار 36/0 نشاندهنده پراکنش تصادفی متمایل به یکنواخت این گونه در منطقه بود. شاخص تمایز قطری با مقدار 16/0 نشاندهنده تمایز قطری کم درختان و شاخص آمیختگی گونه با مقدار 57/0تنوع زیاد گونه‌ای در منطقه را نشان داد. در نهایت شاخص تنوع ساختاری ترکیبی مقدار بالای تنوع ساختاری (479/0) را در منطقه مورد مطالعه نشان داد. این‌ مطالعه با ارائه اطلاعاتی پایه می‌تواند در جهت بهبود وضعیت موجود مورد استفاده قرار گیرد، همچنین شناخت روابط بوم‌شناختی بین گونه‌های درختی به عنوان یک الگو برای احیا در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Estimation of Structural Diversity of Acer campestre Stands by using of Complexity Structural Diversity Index in Arasbaran Forest

نویسنده [English]

  • Roya Abedi
Assistant Professor, Ahar Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tabriz, Iran.
چکیده [English]

Measuring the forest structural diversity is a useful and important way to predict the growth and the future development activities of the forest stands. Calculating structural indices are the most common methods for estimating the forest structure. These indices provide a quantitative estimation of the situation of stands variations. The aim of this study was to investigate the structural diversity of Acer campestre L. stands as one of the most important species in Arasbaran forests in order to identify the condition of this species and improve its structural diversity. The structural diversity index (S-index) was calculated by using summing three indices consist of uniform angle index, mingling index and diameter differentiation index in distance method. The results showed that the uniform angle index (Wt=0.36) indicated a uniform -random distribution. The diameter differentiation index (Dt=0.16) showed a low diameter differentiation among the reference trees and the neighbor trees species and mingling index (Mt=0.57) showed the high amount of species mixture in the study area. Finally, the structural diversity index showed high structural variation (0.479) in the study area. This study can be considered as the basic information for improving the conditions, recognizing the ecological relationships between tree species and a pattern for restoration activities.

کلیدواژه‌ها [English]

  • STRUCTURE
  • Diameter differentiation index
  • Forest structure
  • Uniform angle index

ساختار جنگل تحت‌تأثیر فرایندهایی مانند رقابت درون‌گونه‌ای و برون‌گونه‌ای، شرایط رویشگاهی، رژیم‌های نوری گیاه (سایه‌پسندی و نورپسندی) و تخریب است و ارتباط تنگاتنگی با شرایط خاک آلی، زادآوری و تیپ توده دارد؛ همچنین اطلاعات بسیاری را دربارۀ ویژگی‌های تنوع زیستی جنگل در اختیار قرار می‌دهد. تنوع ساختاری تأثیر بسزایی در ناهمگنی ساختار سیمای منظر توده دارد؛ این مفهوم، نقطۀ مقابل تخریب و جایگزینی توده است (Martin et al., 2018). در جنگل‌داری نوین، مطالعه‌های ساختار جنگل با اهداف گوناگونی انجام می‌شوند که حفاظت از ساختار و تنوع ساختاری اکوسیستم‌های جنگلی یکی از مهم‌ترین آنهاست؛ از‌این‌رو، کسب اطلاعات در زمینۀ ساختار جنگل برای اطلاع از وضعیت فعلی ساختار، تکامل طبیعی آن و تغییرات ناشی از مدیریت جنگل روی این مشخصه ضروری است (Farhadi et al., 2017). نخستین گام در مدیریت مناسب جنگل‌ها، داشتن اطلاعات دربارۀ شیوۀ رشد، تکامل و چگونگی ساختار طبیعی است؛ زیرا بدون آگاهی از این عوامل و درجۀ حساسیت آنها، خطر برهم‌خوردن تعادل جنگل در اثر دخالت‌ها وجود دارد؛ از‌این‌رو مهم‌ترین ابزارهای مدیریت جنگل، کمّی‌سازی ساختار برای شناخت ساختار طبیعی و روش رسیدن به ساختار مطلوب متنوع است تا با استفاده از عملیات مدیریتی مناسب و شبیه‌سازی ساختار طبیعی در تودۀ تحت‌مدیریت بتوان به حفظ تنوع زیستی، پویایی و پایایی جنگل رسید (Modaberi and Mirzaei, 2017). شناخت تنوع ساختار جنگل به شناسایی تنوع درختان، ترکیب پوشش گیاهی، گونه‌های گیاهان بومی و در معرض خطر منجر می‌شود که در طرح‌های حفاظت مدنظر قرار می‌گیرند تا این گونه‌ها و خدمات اکوسیستمی آنها حفاظت شوند و به‌این‌ترتیب، از تخریب گونه‌های جنگلی و کاهش تنوع زیستی سیمای منظر جلوگیری شود (Harper et al., 2005 Hernández-Ruedas, 2014)؛ بنابراین تنوع، انعطاف‌پذیری و ظرفیت سازگاری اکوسیستم جنگلی را با محیط اطراف تضمین می‌کند و حفاظت از آن موجب مدیریت پایدار جنگل می‌شود؛ ازاین‌رو برای دست‌یافتن به مدیریت پایدار در جنگل، فعالیت‌های جنگل‌داری موفق باید در راستای مسائل تنوع گیاهی باشند (Esmailzadeh et al., 2012). تنوع، نقشی کلیدی در همۀ سطوح خدمات اکوسیستم ایفا می‌‌کند؛ به‌طوری‌که اکوسیستم متنوع ضامن بقای گونه‌ها در جهان است. در حال حاضر، سیستم‌های دارای تنوع زیستی طبیعی در معرض خطر تخریب قرار دارند و به‌همین‌علت، حفاظت و پایش تنوع جنگل‌ها به‌عنوان اکوسیستم طبیعی، متنوع و در معرض خطر به وظیفه‌ای در سطح محلی، ملی و جهانی تبدیل شده است (Gao et al., 2014). مدیریت تنوع زیستی می‌تواند به‌شکل هم‌زمان با مدیریت ساختار توده انجام شود. اندازه‌گیری تنوع ساختاری جنگل برای پیش‌بینی رویش و توسعۀ اکوسیستم جنگل اهمیت بسیاری دارد (Lemay and Staudhammer, 2005). ازجمله ابزارهای مهم پایش تنوع ساختاری به‌عنوان یکی از عناصر تنوع زیستی، شاخص‌های تنوع ساختار هستند. شاخص‌های تنوع از متداول‌ترین روش‌های بررسی ساختار جنگل و اغلب مستلزم اجرای روش‌های آماربرداری خاص در جنگل هستند (Barbeito et al., 2010) و برآوردی کمّی ‌از وضعیت تنوع زیستی توده ارائه می‌دهند (Kasawani et al., 2007)؛ تنوع ساختاری زیاد نشان‌دهندۀ حضور درختان از گونه‌های مختلف و با ابعاد متفاوت است .(Lemay and Staudhammer, 2005; Gao et al., 2014). شاخص‌های ساختاری، اطلاعات کاملی از درختان سرپا در توده در اختیار قرار می‌دهند و شاخص ساختاری ترکیبی، ارزش چندین شاخص ساختاری و آثار آنها را با یک ارزش عددی می‌سنجد؛ به‌‌این‌ترتیب شاخص‌های ترکیبی، شاخص‌هایی با اطمینان زیاد شناخته می‌شوند (Mauro et al., 2017).

پژوهشگران بسیاری در داخل کشور و خارج از آن به بررسی و گزارش ساختار توده‌های جنگلی کشور پرداخته‌اند که ازجملۀ آنها عبارتند از: مطالعۀ Daneshvar و همکاران (2007) روی تنوع ساختاری راشستان‌های آمیخته در جنگل شصت کلاتۀ گرگان، مطالعۀ Sefidi (2017) روی تنوع ساختاری توده‌های گونۀ انجیلی با استفاده از شاخص‌های ساختاری و مطالعۀ Farhadi و همکاران (2017) در راستای ارزیابی ساختار و سطح تنوع زیستی درختی جنگل‌های تیپ راش- ممرز در استان گیلان با استفاده از شاخص‌های ساختاری. در خارج از کشور نیز Gao و همکاران (2014) از انواع شاخص‌های تنوع زیستی و ساختاری به‌منظور بررسی نقش ساختار توده به‌عنوان شاخصی از تنوع در جنگل‌های کشور سوئد استفاده و مدل‌های ساختاری متفاوتی را برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی پیشنهاد کرده‌اند؛ همچنین Barbeito و همکاران (2010) از انواع شاخص‌های ساختاری در توده‌های کاج جنگلی (Pinus sylvestris) در ارتفاع‌های مختلف اسپانیا استفاده و توده‌های دارای بیشترین تنوع ساختاری را در ارتفاعات بالا و در مرز اختلاط درختان با درختچه‌ها و کمترین میزان تنوع ساختاری را در ارتفاعات پایین و در اختلاط با درختان بلوط پیرنه شناسایی و معرفی کرده‌اند. در جنگل‌های ارسباران و به‌‌ویژه در توده‌های گونۀ کرب (یکی از گونه‌های مهم در ‌این جنگل‌ها)، گزارش مکتوبی ارائه نشده است. ازآنجا‌که تودۀ مورد‌مطالعه دارای گونه‌های آمیخته است و موضوع الگوی پراکنش گونۀ کرب در کشور بررسی نشده است، این گونه در مطالعۀ حاضر به‌عنوان گونۀ مرجع و سایر گونه‌ها به‌عنوان گونه‌های همسایه انتخاب شدند. کرب با نام علمی Acer campestre L. یکی از گونه‌های جنگل ارسباران با دامنۀ پراکنش از عرض جغرافیایی 38 تا 55 درجۀ شمالی است. این گونه اغلب در ارتفاعات بالا ظاهر می‌شود؛ به‌طوری‌که در اروپا در ارتفاع 800 متر، در سوئیس در ارتفاع 1400 متر و در حوزۀ قفقاز در ارتفاع 1800 متر بالاتر از سطح دریا پراکنش دارد. اغلب ‌این گونه همراه با بلوط مشاهده می‌شود و در مناطق مرطوب گسترش دارد (Nagy and Ducci, 2004). مطالعۀ حاضر اطلاعات ارزشمندی را در زمینۀ ویژگی‌های تنوع ساختاری با استفاده از شاخص ساختاری ترکیبی در اختیار قرار می‌دهد تا با محاسبۀ ‌این شاخص‌ها و شناسایی وضعیت موجود ‌این گونه و مقایسه با توده‌های سایر گونه‌ها در راستای اصلاح یا حفاظت تنوع ساختاری جنگل‌های ارسباران به‌سوی وضعیت‌ ایده‌آل گام برداشته شود.

 

مواد و روش‌ها

منطقۀ مورد‌مطالعه:منطقۀ مورد‌مطالعه در رویشگاه‌های گونۀ کرب در مختصات جغرافیایی ʺ25 ′50 °38 عرض شمالی و ʺ59 ′59 °46 طول شرقی و در ارتفاع 1600 تا 1700 متر بالاتر از سطح دریا و در بخشی از منطقۀ رویشی ارسباران در شمال‌غرب کشور و شمال استان آذربایجان شرقی قرار دارد (شکل 1). رویشگاه ارسباران با حدود 160000 هکتار مساحت، یکی از رویشگاه‌های نیمه‌مرطوب بخش شمال‌غرب کشور است (Sagheb Talebi et al., 2013).

 

 

 

شکل 1- موقعیت منطقۀ مورد‌مطالعه

 


روش جمع‌آوری داده از عرصه: شش هکتار از مناطق پراکنش گونۀ کرب (Acer campestre L.) انتخاب شد. در هر هکتار به‌منظور پراکنش مناسب، ده نقطۀ تصادفی- سیستماتیک انتخاب و نمونه‌برداری‌ها به روش فاصله‌ای نزدیک‌ترین فرد انجام شدند. آماربرداری شامل اندازه‌گیری قطر برابر سینۀ درختان دارای قطر بیشتر از 5/7 سانتی‌متر با استفاده از نوار قطرسنج، اندازه‌گیری آزیموت بین درختان با استفاده از قطب‌نمای سونتو و اندازه‌گیری فاصلۀ درختان با استفاده از دستگاه فاصله‌یاب لیزری انجام شد. در روش فاصله‌ای نزدیک‌ترین همسایه، ابتدا نزدیک‌ترین درخت مرجع کرب به مرکز نقطۀ نمونه‌برداری تعیین و سپس سه درخت از نزدیک‌ترین درختان همسایه به آن مشخص و قطر، آزیموت و فاصلۀ آنها نسبت به درخت مرجع اندازه‌گیری شد (Pommerening, 2006; Pommerening and Stoyan, 2008).

تجزیه‌وتحلیل داده‌ها: شاخص تنوع ساختاری ترکیبی از مجموع سه شاخص زاویۀ یکنواخت، آمیختگی گونه‌ای و تمایز قطری به نسبت‌های مختلف بود که با استفاده از رابطه‌های زیر محاسبه و سپس با مقادیر مرجع (جدول 1) مقایسه شد .(Pommerening, 2006; Pommerening and Stoyan, 2008; Mauro et al., 2017) (رابطۀ 1):

رابطۀ 1

 

در این رابطه، SIشاخص تنوع ساختار ترکیبی (S-index)، 2/0W1= و5/0W2= و3/0W3= ضرایب وزن‌دهی، Dt شاخص تمایز قطری، Mt شاخص آمیختگی گونه و Wt شاخص زاویۀ یکنواخت است.

شاخص‌های تمایز قطری، آمیختگی گونه‌ای و زاویۀ یکنواخت برای درخت مرجع i و درخت همسایۀ j به‌ترتیب زیر محاسبه ‌شدند:

شاخص تمایز قطری (رابطۀ 2) میزان رقابت بین درختان مرجع و همسایه در توده را بر اساس قطر نشان می‌دهد و همچنین نشان‌دهندۀ مقدار همگنی یا ناهمگنی درختان است. زمانی ‌که درختان همسایه اختلاف قطری کمی داشته باشند، این شاخص به‌سمت صفر میل می‌کند که نشان‌دهندۀ تشابه کامل بین درختان ازنظر قطر است؛ در‌حالی‌که اگر ناهمگنی زیادی میان درختان مشاهده شود، ارزش این شاخص به‌سمت یک می‌رود (Etemad et al., 2017; Farhadi et al., 2017).

رابطۀ 2

 

در این رابطه، Dt شاخص تمایز قطری، min(dbhi,dbhj) قطر برابر سینۀ کوچک‌تر در درخت همسایۀ j و مرجع i،max(dbhi,dbhj)قطر برابر سینۀ بزرگ‌تر در درخت همسایۀ j و مرجع i و nتعداد درختان همسایه است.

شاخص آمیختگی گونه (رابطۀ 3)، درجۀ آمیختگی گونه‌های درختی را در جنگل توصیف می‌کند، شیوۀ چیدمان گونه‌های مختلف در کنار یکدیگر را نشان می‌دهد و ارزشی بین صفر و یک دارد؛ هرچه از مقدار صفر دور و به یک نزدیک شود، به این مفهوم است که آمیختگی گونه‌ای در توده افزایش یافته است (Farhadi et al., 2017).

رابطۀ 3

 

در این رابطه، Mt شاخص آمیختگی گونه، =0Vj اگر درخت مرجع و همسایه از یک گونه باشند، =1 Vjاگر هر دو از یک گونه نباشند و nتعداد درختان همسایه است.

شاخص زاویۀ یکنواخت (رابطۀ 4) به بررسی درجۀ منظم‌بودن موقعیت مکانی درختان توده در کنار یکدیگر و شیوۀ چیدمان یا الگوی پراکنش درختان در توده می‌پردازد. اساس این شاخص بر اندازه‌گیری زاویۀ بین درخت مرجع تا همسایه نسبت به زاویۀ استاندارد (0α) (رابطۀ 5) قرار دارد و دارای مقادیر بین صفر و یک است. در ترسیم این شاخص، چنانچه درصد فراوانی پراکنش این شاخص در دو سمت نمودار مشابه باشد، الگو تصادفی است، چنانچه فراوانی سمت چپ نمودار بیشتر از سمت راست باشد، الگو پراکنده است و برعکس این حالت، الگو کپه‌ای خواهد بود (Safari & Sohrabi, 2014; Etemad et al., 2017; Modaberi and Mirzaei, 2017).

رابطۀ 4

 

در این رابطه، Wt شاخص زاویۀ یکنواخت، =1Vjاگر زاویۀ بین درخت مرجع و هر درخت همسایه کمتر از زاویۀ استاندارد باشد، =0Vjاگر زاویۀ بین درخت مرجع و هر درخت همسایه بیشتر یا مساوی زاویۀ استاندارد باشد و n تعداد درختان همسایه است.

رابطۀ 5

 

در این رابطه، 0α زاویۀ استاندارد و nتعداد درختان همسایه است.


جدول 1- مقادیر مرجع شاخص‌های ساختاری (Mauro et al., 2017)

شاخص ساختاری

طبقه‌بندی شاخص

 

3/0<

5/0-3/0

5/0<

تمایز قطری

کم

متوسط

زیاد

آمیختگی گونه

تنوع گونه‌ای کم

تنوع گونه‌ای متوسط

تنوع گونه‌ای زیاد

زاویۀ یکنواخت

الگوی پراکنش یکنواخت

الگوی پراکنش تصادفی

الگوی پراکنش کپه‌ای

تنوع ساختار ترکیبی

3/0<

4/0-3/0

4/0<

تنوع کم

تنوع متوسط

تنوع زیاد

 


نتایج

نتایج محاسبۀ شاخص‌های تشکیل‌دهندۀ شاخص تنوع ساختار نشان می‌دهند مقدار میانگین شاخص زاویۀ یکنواخت در توده‌های موردمطالعه برابر با 36/0 و مقدار درصد فراوانی نسبی ‌این شاخص در طبقۀ 3/0 دارای بیشترین مقدار است. شکل 2 توزیع فراوانی درختان در طبقه‌های مختلف شاخص زاویۀ یکنواخت را نشان می‌دهد.

محاسبۀ شاخص آمیختگی گونه در توده‌های مورد‌مطالعه نشان می‌دهد مقدار متوسط ‌این شاخص در منطقه 57/0 است. شکل 3 پراکنش مقدار فراوانی نسبی ‌این شاخص در طبقه‌های مختلف آن را نشان می‌دهد و طبقۀ 6/0 بیشترین فراوانی را دارد.

 

شکل 2- مقدار شاخص زاویۀ یکنواخت توده‌های کرب در جنگل ارسباران

 

شکل 3- مقدار شاخص آمیختگی گونۀ توده‌های کرب در جنگل ارسباران

 

شاخص تمایز قطری نیز نشان می‌دهد مقدار متوسط تمایز قطری بین درختان 16/0 است. شکل 4 نشان می‌دهد طبقۀ 3/0-0 دارای بیشترین مقدار درصد فراوانی نسبی ‌این شاخص در منطقه است.

 

شکل 4- مقدار شاخص تمایز قطری در توده‌های کرب جنگل ارسباران

 

درنهایت، شاخص تنوع ساختاری بنا بر حاصل‌ضرب ضرایب وزنی و مجموع شاخص‌های یادشده برابر با 479/0 است (رابطۀ 6).

رابطۀ 6

SI=(0.163×0.2)+(0.567×0.5) +(0.544×0.3)=0.479

 

بحث و نتیجه‌گیری.

مطالعۀ حاضر نشان داد مقدار شاخص تنوع ساختاری ترکیبی در توده‌های مورد‌مطالعه با مقدار بیشتر از 4/0 در طبقۀ سوم قرار دارد و تنوع گونه‌ای زیادی دارد. Farhadi و همکاران (2017) مقدار شاخص تنوع ساختاری ترکیبی را برای تیپ راش- ممرز در جنگل‌های استان گیلان برابر 475/0 و تیپ موردمطالعه را دارای سطح بالای تنوع ساختاری گزارش کرده‌اند؛ همچنین بیان کرده‌اند با پایش مقدار تنوع ساختار توده‌های جنگلی در راستای اقدامات حفاظتی می‌توان از آثار منفی عوامل تخریب طبیعی و انسانی کاست.

به ‌نظر می‌رسد یکی دیگر از کارکردهای مطلوب شاخص تنوع ساختاری ترکیبی، استفاده از شاخص‌های تشکیل‌دهندۀ آن به‌طور جداگانه در تفسیر وضعیت ساختار توده‌های مورد‌مطالعه است؛ به‌این‌ترتیب که هریک از شاخص‌های آمیختگی گونه، تمایز قطری و زاویۀ یکنواخت نماینده‌ای از ویژگی‌های تودۀ مورد‌مطالعه هستند تا درک درستی از وضعیت ساختار در اختیار قرار دهند؛ به این منظور، شاخص آمیختگی در طبقۀ سوم یا 6/0 محاسبه شد که فراوانی زیاد ‌این شاخص در مطالعۀ حاضر نشان‌دهندۀ حضور گونه‌های متنوع در توده و آمیختگی زیاد آن است. نتایج پژوهش Mauro و همکاران (2017) نشان دادند مقادیر کم این شاخص نشان از تمایل به‌سمت جدایی و تفکیک دارد. این شاخص برآوردی در زمینۀ میزان پراکنش بین درختان مرجع و سایر گونه‌ها ارائه می‌دهد؛ به‌طوری‌که مقدار زیاد ‌این شاخص در تودۀ جنگلی نشان‌دهندۀ اختلاط بیشتر گونه‌های مختلف در توده و مقادیر کمتر آن نشان‌دهندۀ تمایل گونه‌ها به‌سمت کپه‌ای و جدایی گونه‌هاست. شاخص آمیختگی، رقابت درون‌گونه‌ای و برون‌گونه‌ای درختان را نیز به‌خوبی نشان می‌دهد و در‌ارتباط‌با چیدمان درختان است که آمیختگی کم، الگوی کپه‌ای و آمیختگی زیاد، الگوی تصادفی را نشان می‌دهد؛ این موضوع با نتایج شاخص زاویۀ یکنواخت در مطالعۀ حاضر همخوانی دارد. آمیختگی بیشتر نشان‌دهندۀ ناخالص‌بودن توده است که ‌این وضعیت در توده‌های طبیعی قابل‌انتظار است (Farhadi et al., 2017). مقدار زیاد شاخص آمیختگی در سطح 6/0 در‌ مطالعۀ حاضر نشان‌دهندۀ تمایل زیاد گونۀ کرب به اختلاط با سایر گونه‌ها و آمیختگی گونه‌ای در سطح بالا در تودۀ مورد‌مطالعه است.‌ پژوهشگران این شاخص را برای گونه‌های مختلف بررسی کرده‌اند؛ به‌طوری‌که که پلت گونه‌ای با تمایل به آمیختگی زیاد (1-75/0) را Alijani و همکاران (2012) معرفی کردند؛ همچنین برای گونۀ انجیلی 3/0 (Sefidi, 2017)، برای گونه‌های راش و ممرز صفر، برای توسکای ییلاقی، نمدار، بلندمازو، خرمندی و ملج 1 (Alijani et al., 2012) و برای جامعۀ راش- ممرزستان در طبقۀ متوسط (25/0 و 45/0) گزارش شده است (Farhadi et al., 2017)؛ بنابراین، شاخص آمیختگی گونه دارای توانایی زیاد در بررسی روابط بین گونه‌های درختی است..

شاخص تمایز قطری نشان‌دهندۀ تفاوت درختان ازنظر قطر است. بر اساس نتایج مطالعۀ حاضر، فراوانی بیشتر در طبقۀ 3/0-0 به معنای تفاوت کم درختان ازنظر قطر برابر سینه و به ‌این مفهوم است که درختان با قطر کم، بیشتر از 70 درصد قطر درختان همسایه را تشکیل داده است (Pommerening, 2006).‌ این شاخص همچنین نشان‌دهندۀ همگنی یا ناهمگنی درختان توده ازنظر قطر برابر سینه است (Mauro et al., 2017). Farhadi و همکاران (2017) استدلال کردند تمایز قطری کم و متوسط نشان‌دهندۀ ناهم‌سالی توده است و ازآنجاکه تحلیلی از اندازۀ درختان در اختیار قرار می‌دهد، از آن با نام تمایز مکانی درختان ازنظر اندازه نیز نام برده می‌شود و شاخص مفیدی برای مقایسۀ ساختار افقی توده، تیپ‌های مختلف درختی، جنگل‌های طبیعی، مدیریت‌شده و بهره‌برداری‌شده است (Szmyt, 2014)؛ به بیان دیگر، نشان‌دهندۀ تفاوت‌های قطری بین درختان مرجع و همسایه است. این شاخص ساختار توده را ازنظر ابعاد بررسی می‌کند (Pummerineng and Stoyan, 2008)؛ زیرا ابعاد درختان، نوع گونه‌ها و موقعیت مکانی آنها مهم‌ترین مفاهیم مربوط به ساختار جنگل هستند (Beckschafer et al., 2013). مقدار ‌این شاخص در مطالعۀ Balanda (2012) در طبقۀ 5/0-3/0، در مطالعۀ Alijani و همکاران (2012) برای گونۀ پلت در طبقۀ 1 با تمایز قطری زیاد محاسبه شده بود و در مطالعۀ گونۀ انجیلی در طبقۀ 5/0-3/0 (Sefidi, 2017) برای توسکایی ییلاقی، راش و ممرز در طبقۀ 1، برای نمدار و بلند مازو 75/0، برای خرمندی 25/0 و برای ملج صفر (Alijani et al., 2012) به‌ دست آمده بود. در مطالعۀ حاضر نیز 3/0-0 به دست آمد که نشان‌دهندۀ همگن‌بودن قطری بین گونه‌های منطقۀ مورد‌مطالعه است؛ همچنین به اثر عامل تراکم روی ‌این شاخص اشاره شده است؛ به‌طوری‌که در توده‌های متراکم، مقدار‌ این شاخص کم و در توده‌های دارای فضای کافی بین درختان، مقدار ‌این شاخص بیشتر و توده ناهمگن‌تر و دارای تمایز قطری بیشتر خواهد بود (Pastorella and Paletto, 2013) که این موضوع با تراکم زیاد درختان در توده‌های منطقۀ مورد‌مطالعه همخوانی دارد. تمایز قطری زیاد نشان‌دهندۀ مدیریت در عرصۀ جنگل است؛ به‌طوری‌که اگر پایه‌های قطور یا کم‌قطر به نفع دیگری برداشت شوند، بر ناهمگنی توده افزوده می‌شود (Alijani et al., 2012). منطقۀ موردمطالعه حفاظت‌شده است و بهره‌برداری با هدف مدیریت توده در آن انجام نمی‌شود؛ ‌این موضوع سبب ایجاد همگنی در توده شده است. شاخص تمایز قطری در کنار نمودار پراکنش قطری گونه‌ها به‌عنوان شاخصی قدرتمندتر در تشریح و تفسیر وضعیت قطری درختان توده عمل می‌کند و اطلاعات تکمیلی زیادی را در تفسیر قطر توده به‌عنوان یکی از مهم‌ترین شاخص‌های آماری توده‌های جنگلی در اختیار قرار می‌دهد؛ بنابراین، پیشنهاد می‌شود این موضوع در منطقه بررسی شود.

در مطالعۀ حاضر، شاخص زاویۀ یکنواخت به روش محاسبه‌ای در طبقۀ 3/0 دارای بیشترین مقدار و به روش ترسیم نمودار نشان‌دهندۀ پراکنش یکنواخت متمایل به تصادفی این گونه در منطقه بود. این شاخص یکی از شاخص‌های مهم ساختاری توده و نشان‌دهندۀ رقابت درون‌گونه‌ای و برون‌گونه‌ای است. شاخص زاویۀ یکنواخت، میزان نظم مکانی درختان در توده را محاسبه می‌کند (Szmyt, 2014). شیوۀ چیدمان گونه‌ها تحت‌تأثیر سرشت اکولوژیک گونه ازجمله سایه‌پسندی در مراحل مختلف رویشی، نوع بذر و زادآوری و همچنین نوع مدیریت جنگل بر شیوۀ پراکنش گونه‌ها و ساختار توده قرار دارد؛ به‌طوری‌که با استناد به نتایج Alijani و همکاران (2012)، توده‌های مدیریت‌شده تمایل به پراکنش منظم دارند. کاربرد شاخص زاویۀ یکنواخت علاوه‌بر نشان‌دادن شیوۀ چیدمان درختان توده، دقت زیادی دارد (Farhadi et al., 2017). پژوهشگران بسیاری برای تعیین پراکنش مکانی و شیوۀ چیدمان گونه‌های جنگلی مختلف از ‌این شاخص استفاده کرده‌اند؛ به‌طوری‌که‌این شاخص برای گونه‌های راش، توسکا ییلاقی، ممرز، نمدار، بلندمازو، افراپلت و ملج برابر با 5/0، برای گونۀ خرمندی برابر با 75/0 (Alijani et al., 2012) و برای جامعۀ راش- ممرزستان برابر با 5/0 (Farhadi et al., 2017) به ‌دست آمده است. مقدار این شاخص در مطالعۀ حاضر برابر با 36/0 محاسبه شد که بیان‌کنندۀ چیدمان الگوی مکانی یکنواخت متمایل به تصادفی در منطقه است. دلایل متعددی شامل آشفتگی‌های محیطی، روابط متقابل رقابتی و حضور گونه‌های مهاجم و شیوۀ مدیریت (مثلاً حذف پایه‌های کم‌قطر یا گونه‌ای خاص به نفع درختان قطور یا گونه‌ای دیگر)، دخالت‌ها و تخریب‌های انسانی، آثار شکل زمین و شیوۀ انتشار بذرها و زنده‌مانی آنها در ایجاد انواع الگوهای پراکنش برای گونه‌های مختلف مؤثر هستند (Farhadi et al., 2017)؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود پس‌از شناخت نوع الگو، اقدام به شناسایی عامل ایجاد الگوهای پراکنش در منطقه شود.

کمّی‌کردن تنوع ساختاری، اطلاعات مهمی را ‌در زمینۀ شناخت وضعیت موجود گونه‌ها، پایش، مدیریت و حفاظت از زیستگاه ارائه می‌دهد. روش فاصله‌ای مورد‌استفاده در مطالعۀ حاضر علاوه‌بر کارایی مناسب به‌علت سرعت در برداشت حجم کمتری از داده در عرصه و نیز در محاسبۀ شاخص‌ها، امکان پایش در مطالعه‌های زمانی و مکانی را فراهم می‌کند؛ بنابراین پیشنهاد می‌شود مقدار شاخص ساختاری ترکیبی برای سایر گونه‌های مهم این منطقه محاسبه شود تا اقدامات مدیریتی در هر توده با داشتن اطلاعات علمی‌ کافی از توده‌ها همراه باشد و به‌‌این‌ترتیب با اطمینان بیشتری عملیاتی شود.

بر اساس نتایج مطالعۀ حاضر می‌توان گفت شاخص‌های موردبررسی شامل شاخص زاویۀ یکنواخت در تعیین الگوی پراکنش مکانی، شاخص آمیختگی در تعیین درجۀ آمیختگی گونه‌ها و تمایز قطری در تشخیص مقدار همگنی درختان ازنظر قطر برابر سینه قابلیت مناسب و قابل‌قبولی در عرصۀ مورد‌مطالعه دارند و آنچه محاسبه شد با مشاهده‌های میدانی در عرصۀ جنگل مطابقت دارد.‌ این نوع مطالعه‌ها علاوه‌بر شناخت وضعیت حاضر، برای آیندۀ توده نیز بسیار کاربردی خواهند بود؛ زیرا با‌ ایجاد هر نوع آشوب و تغییر در منطقه طی زمان می‌توان اطلاعات حاصل از‌ این نوع مطالعه‌ها را به‌عنوان اطلاعات پایه برای بهبود وضعیت استفاده کرد و با شناخت روابط بوم‌شناختی بین گونه‌های درختی، الگویی برای احیا به ‌دست آورد. شاخص‌های مورداستفاده در پژوهش حاضر علاوه‌بر بررسی تنوع ساختاری به بررسی سایر مشخصه‌های ساختاری توده پرداختند؛ بنابراین می‌توان گفت شاخص S-index به‌طور مطلوبی در منطقه عمل کرد.

Alijani, V., Feghhi, J. and Marvi Mohadjer, M. R. (2012) Investigation on the beech and oak spatial structure in a mixed forest (Case study: Gorazbon district, Kheirud forest). Journal of Wood and Forest Science and Technology 19(3): 175-188.

Balanda, M. (2012) Spatio-temporal structure of natural forest: A structural index approach. Beskydy 5(2): 163-172.

Barbeito, I., Montes, F. and Cañellas, I. (2010) Stand structure diversity in Pinus sylvestris L. woodlands in the central mountain range (Spain). Revista Ciencia e Investigación Forestal (CIFOR) 16(2): 139-146.

Beckschafer, Ph., Mundhenk, Ph., Kleinn, Ch., Ji, Y., Yu, D. W. and Harrison, R. D. (2013) Enhanced structural complexity index: An improved index for describing forest structural complexity. Journal of Forestry 3(1): 23-29.

Daneshvar, A., Rahmani, R. and Habashi, H. (2007) The heterogeneity of structure in mixed beech forest (Case study: Shastkalateh, Gorgan). Journal of Agriculture Science and Natural Resources 14(4): 20-31.

Esmailzadeh, O., Hosseini, S. M., Asadi, H., Ghadiripour, P. and Ahmadi, A. (2012) Plant biodiversity in relation to physiographical factors in Afratakhteh Yew (Taxus bacata L.) habitat, NE Iran. Journal of Plant Biology 4(12): 1-12.

Etemad, V., Moridi, M. and Sefidi, K. (2017) Quantification of beech stands structure in the stem exclusion phase. Journal of Forest and Wood Products 69(4): 647-656.

Farhadi, P., Soosani, J. and Erfanifard, S. Y. (2017) Evaluation level of tree diversity in the Hyrcanian forests using complex structural diversity index (Case study: beech-hornbeam type, Nav-e Asalem, Gilan). Iranian Journal of Forest and Poplar Research 25(3): 495-505.

Gao, T., Hedblom, M., Emilsson, T. and Nielsen, A. B. (2014) The role of forest stand structure as biodiversity indicator. Forest Ecology and Management 330: 82-93.

Harper, K. A., Macdonald, S. E., Burton, P. J., Chen, J., Brosofske, K. D., Saunders, S. C., Euskirchen, E. S., Roberts, D., Jaiteh, M. S. and Esseen, P. (2005) Edge influence on forest structure and composition in fragmented landscapes. Conservation Biology 19(3): 768-782.

Hernández-Ruedas, M. A., Arroyo-Rodríguez, V., Meave, J. A., Martínez-Ramos, M., Ibarra-Manríquez, G., Martínez, E., Jamangapé, G., Melo, F. P. L. and Santos, B. A. (2014) Conserving tropical tree diversity and forest structure: the value of small rainforest patches in moderately-managed landscapes. PloS One 9(6): e98931.

Kasawani, I., Kamaruzaman, J. and Nurun-Nadhirah, M. I. (2007) A study of forest structure, diversity index and above-ground biomass at Tok Bali Mangrove Forest, Kelantan, Malaysia. 5th WSEAS International Conference on Environment, Ecosystems and Development, Canary Islands, Tenerife, Spain.

LeMay, V. and Staudhammer, C. (2005) Indices of stand structural diversity: Mixing discrete, continuous, and spatial variables. In: Proceedings of the IUFRO Sustainable Forestry in Theory and Practice: Recent Advances in Inventory & Monitoring, Statistics, Information & Knowledge Management, and Policy Science Conference (p. 4), 1-22. Edinburgh, UK.

Martin, M., Fenton, N. and Morin, H. (2018) Structural diversity and dynamics of boreal old-growth forests case study in Eastern Canada Maxence. Forest Ecology and Management 422: 125-136.

Mauro, F., Haxtema, Z. and Temesgen, H. (2017) Comparison of sampling methods for estimation of nearest-neighbor index values. Canadian Journal of Forest Research 47(6): 703-715.

Modaberi, A. and Mirzaei, J. (2017) Study of decline effect on structure of central Zagros forests. Journal of Forest Research and Development 2(4): 325-336.

Nagy, L. and Ducci, F. (2004) EUFORGEN technical guidelines for genetic conservation and use for field maple (Acer campestre). International Plant Genetic Resources Institute, Rome.

Pastorella, F. and Paletto, A. (2013) Stand structure indices as tools to support forest management: an application in Trentino forests (Italy). Journal of Forest Science 59(4): 159-168.

Pommerening, A. (2006) Evaluating structural indices by reversing forest structural analysis. Forest Ecology and Management 224: 266-277.

Pommerening, A. and Stoyan, D. (2008) Reconstructing spatial tree point patterns from nearest neighbor summary statistics measured in small subwindows. Cnadian Journal of Forest Research 38: 1110-1122.

Safari, A. and Sohrabi, H. (2014) Implementation of uniform angle index in determination of trees spatial pattern in a forest reserve of Hyrcanian zone. Journal of Forest Sustainable Development 1(1): 46-56.

Sagheb Talebi, K., Sajedi, T. and Pourhashemi, M. (2014) Forests of Iran (A treasure from the past, a hope for the future). Springer, Dordrecht Heidelberg New York, London.

Sefidi, K. (2017) Structural diversity as component of biodiversity in forest ecosystems, case study from population of Persian ironwood (Parrotia persica C. A. Meyer) in the north Iran. Journal of Plant Research (Iranian Journal of Biology) 29(4): 805-818.

Szmyt, J. (2014) Spatial statistics in ecological analysis: from indices to functions. Silva Fennica 48(1): 1-31.