بازسازی بیش از یک قرن کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال از روی حلقه های درختی ‏بلوط ایرانی ‏‎(Quercus persica)‎‏ در جنگل های زاگرس (مطالعه موردی منطقه دنا)‏

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

استادیار اقلیم شناسی، دانشگاه اصفهان، اصفهان، ایران*

چکیده

چکیده
دا شراقلیمرشنبس ردرخت ،رمبر رحرکردنراثراتراقلیر ر وجودردررحلق رهبطرسبلیب ردرختبن،رشنبخترعنبصرراقلیر ر
ادناررگذشت ررارمویژ رمراطر نبطق رک رازرداد رهبطراقلیر رکوتب ر دت رمرخوردار د،رفراهمر رسبزد.رازرجرل راینر نبطق،ر
ن ق رد براست.رم رهرینردلیلردرراینر بلع ،راقدامرم رمبزسبزطر یب گینرکرین رد بطر بهب ر یر رسردرسب ر ن ق رد ب،رم رکرکر
پهنبطرحلق رهبطرسبلیب رگو رملوطرایرا ،رتوسطررگرسیونرخ رسبد رنردرج ردن،رشد راست.رمبراینرهدف،رس رارتفبعر
رنیش ردررجنگلرهبطر ن ق رد برا تخببرنر 52 ر رو ررنیش رازر 26 رپبی ردرخت،راستخراجرنرپهنبطردنایرررنیش رسبلیب رآ هبر
توسطر رمرافیارراتوکدرمبردقتر 3 ر یکرننرا داز رگیرطرشد د.رمعدرازر رحل رت بمقرز ب ،رمراطرحذفراثراترغیراقلیر ،رترب ر
پبرا ترهبطراقلیر رنرسرطرز ب رحلق هبطررنیش راستب داردرشد د.رازر یبنرچهبررگب رشنبس رتهی رشد رتوسطر رمرافیارر
ARSTAN ،رگب رشنبس رمبقیرب د ر) RES (رمبرکرین رد برط ردنر ر 1390 - 1361 رناسنج رنرهربستگ ر عنبدارر ثبترد برمبر
پهنبطردنایرررنیش رتأییدرشد.رمرراسبسررنامطرنرهربستگ رمینرگب رشنبس رمبقیرب د رنرداد هبطراقلیر ردنر رآ برطر شترک،ر
کبررمبزسبزطرکرین رد بطر بهب رمیشرازر 131 رسب رگذشت ر ن ق را جبمرنر شخصرشدردررس رده راخیر،رکرین رد بطر بهب ر
یر رسردرسب ،ر سبترم ریکرقرنرقبلرازرخود،ریکررن درافیایش ررارداشت رنرتبرحدندطرازرسر بطرفصلرسردرکبست رشد ر
است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Reconstructing Over a Century of Minimum Monthly Temperature of Cold Seasons from Quercus Persica tree Rings in Zagros Forests (Case Study of Dena Region)

نویسنده [English]

  • Said Movahedi
Assistant Professor of Climatology, Isfahan University, Isfahan, Iran *
چکیده [English]

Extended abstract:

Introduction

One of the most important challenges in climatic studies of Iran is the lack of access to long-term climatic data for all regions; among such regions, one can point to Dena region. This region is in in the central Zagros, parts of Isfahan province, ChaharMahal and Bakhtiari, Fars province and Kohkiluyeh and Boyer-Ahmad province. The longest reported climatic report of the weather stations of the region is less than 30 years. On the other hand, dendroclimatology field provides information on temperature and rainfall of past periods through addressing climatic effects existing in annual rings of trees. This attempts aims to reconstruct minimum monthly temperature of the past 131 years of Dena region based on the growth style of annual growth rings of Quercus Persica.

Methodology

This study is divided into two parts:
2.1.            Calculating the tree rings response to monthly temperature of cold seasons: to achieve this goal, first, 3 dominant sites of Quercus Persica in the region were selected and 52 growth samples were extracted from trees. Applying TSAP and ARSTAN, the index of sites' chronology was prepared and the residual chronology was taken as the standard chronology and the statistical profile of this chronology was calculated. Then, applying Pearson moment correlation, the response of growth rings to minimum monthly temperature of cold seasons was specified for three stations of Yasooj, Pataveh and Dashte Room.
2.2.            Reconstructing minimum monthly temperature of cold seasons from trees' growth rings: in this section, applying a simple linear and quadratic regression, we reconstructed minimum monthly temperature of cold months of the year (September-January) and the validity and reliability of this construction was checked with the control station of Shahrekord which is out of Dena region.

Discussion

The statistical features of the residual chronology of sites showed that the extracted samples worth dendroclimatology studying. Some of such features include: internal correlation of samples (0.529-0.574), the sensitivity of growth rings to minimum monthly temperature (0.296-0.649), signal to noise ratio (9/52-10/16), and population signal (0.905-0.910). Also, the results of Pearson correlation showed that the sensitivity of growth rings width to the minimum monthly temperature of cold months is significant with positive correlation coefficient and it is between 45 to 65 percent. In reconstruction stage, the mean coefficient of determination of linear regression of reconstructed models, with confidence level above 95%, was between 0.362 and 0.600 for the minimum monthly temperature for the stations except for February. Based on the reconstructed temperature, minimum temperature of October, November, January and February of the last three decades has shown an increase of 1.7, 0.1, 0.3 and 0.2, respectively, in comparison to the previous century and the minimum temperature of December has decreased about a tenth of a degree (-0.1). In addition, the accuracy of reconstructed data of the region was confirmed with the control station (Shahrekord).

Conclusion

The following conclusions are made based on this study:

Quercus Persica worth dendroclimatology study.
Quercus Persica is sensitive to the minimum of cold seasons of the year and this sensitivity was significant with positive correlation coefficient.
Comparing the minimum monthly temperature of the cold seasons to the reconstructed data of the previous century, it was found that the coldness of the cold months has been decreased to some extent.
Studies show that the area of Quercus Persica forests of Dena region has been decreased significantly in the last three decades and the results of this study show that due to the direct correlation of minimum temperature with growth rings width, minimum temperature probably has no significant effect on the decrease of the area of these forests.
 It is probable that other climatic parameters and human interventions have more significant role in the decrease of Dena forests' area, which needs more investigations in this field.
Reconstructing the minimum temperature of cold months of the year helps completion of the climate database of Dena region and the country.  

Keywords: Dendroclimatology, Regression analysis, Chronology, Quercus Persica
 
 
 
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Dendroclimatology
  • Regression Analysis
  • Chronology
  • Quercus persica

مقدمه

 

تغییرات محیطی و متغیرهای اقلیمی، مهمترین عامل در توزیع گیاهان (سانی[1] و همکاران، 2010، ص1080) و پراکندگی گونه های متنوع  گیاهی در مناطق مختلف هستند. با مطالعه پارامترهای فیزیکی درختان می‏توان تغییرات اقلیم را در طول زندگی درخت، بازسازی نمود (لودر[2] و همکاران، 2007، فصل3). همچنین حلقه‏های درختی می‏توانند داده‏های پالئوکلیمایی را برای دوره‏های زمانی فاقد داده فراهم نمایند (سوآرز[3] و همکاران، 2009، ص184). طبق مطالعات انجام شده، ثابت شده که انواع گونه های بلوط، ارزش مطالعات اقلیم شناسی درختی را در خود دارند (پن[4] و همکاران، 1997، ص78).

در سطح جهان مطالعات گسترده ای در ارتباط با بازسازی متغیرهای اقلیمی با استفاده از دانش اقلیم شناسی درختی صورت گرفته است. در آمریکای شمالی به ویژه در منطقه آپالاش، کوههای راکی و غرب آمریکا (ویلسون[5] و لاکمن 2002، فلاور و اسپیر[6] 2011) و نیز خشکسالی های محلی و منطقه‏ای در این ناحیه(فریتز[7] 1962، آریگو[8] و همکاران 1999)، مطالعات زیادی انجام شده است. آنها توانسته‏اند دوره‏های خشکسالی محلی، دماهای ماهانه، فصلی و سالانه را با استفاده از این دانش بازسازی نمایند. مطالعات آنها نشان می دهد، مناطقی که دارای حداقل های دمایِ پایین هستند، حداکثرهای دمای منطقه با پهنای دوایر رویشی همبستگی مثبت خواهد داشت. همچنین تحقیقات متعددی در چین و فلات تبت، در این ارتباط صورت گرفته است که می‏توان به کارهای لیانگ[9] و همکاران(2007)، یانگ بلات و لاکمن[10](2008)، فان[11] و همکاران(2008، 2010)، لیو[12]و همکاران(2010)، های[13] و همکاران(2011)، اشاره کرد. از جمله دستاوردهای آنها می توان به بازسازی دمای تابستان، برای حوضه رودخانه یانگ‏تسه در فلات تبت در یک دوره 379 ساله، بازسازی دمای حداکثر ژوئن-جولای برای جنوب غرب یوکان، طی 300 سال گذشته، بازسازی دمای سالانه در کوه های هنگدوان مرکزی چین، بررسی تغییر پذیری دمای آگوست از 1585 میلادی در جنوب شرقی تبت، بررسی تغییر پذیری دمای آگوست از سال 1385 میلادی در جنوب شرقی فلات تبت با استفاده از دوایر رویشی درختی، اشاره نمود. آنان عقیده دارند که دهه های 1810، 1860، 1880 و 1960، دهه های سرد و دهه های 1780، 1850، 1940 و 1960 و دو دهه اخیر از دهه های گرم منطقه بوده اند و روند گرمایشی قرن 20 در شش قرن گذشته
بی‏سابقه بوده است. همچنین می توان از مطالعات جاکوبی[14] و همکاران(2004، ص303)، نام برد که اقدام به بازسازی دما و رابطه آن با نوسان دهه آرام[15]، با استفاده از حلقه های درختی درختان کهنسال بلوط[16]، برای جزایر کوریل(روسیه) طی یک دوره 400 ساله، نموده اند و نشان دادند، بین شاخص حلقه های درختی و میانگین بیشینه دمای تابستان(خرداد-شهریور)، بالاترین همبستگی[17] معنادار وجود دارد. فرانک[18] و اسپیر(2005، ص1437) نیز، اقدام به بازسازی و مقایسه دمای ثبت شده با داده های به دست آمده از طریق شبکه ای از گاه شناسی[19] دوایر رویشی در آلپ نموده اند. آنها توانستند میانگین دمای منطقه مورد مطالعه را برای دو مقطع زمانی ژوئن‏آگوست و آوریل- سپتامبر تا سال 1600 با استفاده از روش رگرسیونی بازسازی کنند و یا کوسه[20] و همکاران( 2011، ص438)، (کوسه و گانر[21]، 2012)، (آگم[22]، 2011)، با انجام یک تحلیل رگرسیونی، اقدام به بازسازی بارش می- ژوئن و دوره های خشک و مرطوب و نیز بازسازی دما، در غرب آناتولی نمودند.

 از جمله کارهای انجام شده در ایران می توان به کار تابان(1368) در منطقه کرمانشاه، جهانبازی و همکاران (1380) در منطقه چهار محال و بختیاری، پور سرتیپ (1384) در منطقه چهار باغ گرگان، سوسنی و همکاران (1387) در جنگل های بدرآباد خرم آباد، بالاپور و همکاران(1387) در جنگل های محدوده شرکت نکا چوب، جلیلوند و کاظمی (1387) در شمال ایران، پورطهماسی و همکاران (1387) در زاگرس، اشاره نمود که با استفاده از یک تحلیل رگرسیونی و ضرایب همبستگی پیرسون، اقدام به مطالعه رویش قطری و حجمی تنه درختان بلوط و نیز به تأثیر دما و بارش و رابطه بین رویش قطری، سن و ارتفاع درختان پرداخته اند از جمله کارهای دیگر انجام شده می‏توان به مطالعات صفاری و همکاران(1390) در منطقه تلیم رود تنکابن اشاره کرد که با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون، اقدام به مطالعه اثر متغیرهای اقلیمی به ویژه بارندگی، دما و رطوبت نسبی بر حلقه های رویشی چوب گونه بلوط پرداخته اند.آنها عقیده دارند که میان بارش آذر، دمای دی، بهمن و اسفند ماه و پهنای دوایر رویشی یک رابطه معنادار منفی وجود دارد. کرم زاده و همکاران (1390) نیز با استفاده از ضرایب همبستگی پیرسون در منطقه ی سراوان گیلان، به یک رابطه  معناداری بین دما و بارش و رشد عرضی حلقه های رویشی رسیده اند، آنان به رابطه مثبتی بین بارش در ماه‏های اردیبهشت تا تیر و به رابطه ای منفی میان حداکثر دمای تیر و حداقل دمای آبان، با پهنای رویشی حلقه‏های درخت بلوط اشاره داشته اند. همچنین می‏توان به کارهای نجفی و همکاران(1390)، امیرچخماقی و سهرابی(1389)، عزیزی و همکاران(1391)، ارسلانی و همکاران (1391)، اشاره نمود. این مطالعات بیشتر در جنگل های زاگرس صورت گرفته است. این محققین نیز با استفاده از یک تحلیل رگرسیونی و ضرایب همبستگی پیرسون، اقدام به مطالعه روابط رویش- اقلیم نموده اند. از دستاوردهای آنها می توان به بازسازی تغییرات بارش اکتبر- می استان کرمانشاه با استفاده از حلقه‏های درختی بلوط مازودار[23]،بازسازی تغییرات دما و بارندگی زاگرس میانی با استفاده از حلقه‏های درختی بلوط اشاره نمود. آنان ضمن مشخص کردن دهه‏های خشک و مرطوب منطقه طی 300 سال گذشته، به این نتیجه رسیده اند که در دهه‏های پایانی قرن20، بارش منطقه به طور محسوسی کاهش یافته است و دمای حداکثر منطقه یک روند صعودی داشته است. همچنین آنان، پایین‏ترین و بالاترین دماهای حداکثر منطقه را نیز بازسازی نموده اند.

عدم اطلاع کافی از وضعیت اقلیم گذشته بزرگترین رویشگاه گونه بلوط ایرانی در منطقه دنا به دلیل در دست نبودن داده‏های بلندمدت اقلیمی، فقر مطالعات اقلیم شناسی درختی در منطقه، مطالعه گسترده و بازسازی پارامترهای اقلیمی گذشته منطقه را می طلبد که این مطالعه در راستای این اهدف است.

 

2-مواد و روشها

منطقه دنا با موقعیت °12/51 تا° 88/51 طول شرقی و° 51/30 تا° 30/31 عرض شمالی با مساحتی حدود 4500 کیلومتر مربع، در قسمت زاگرس مرکزی، بخش هایی از استانهای اصفهان، چهارمحال و بختیاری، فارس و استان کهکیلویه و بویراحمد را در بر گرفته است (شکل 1). پست ترین ارتفاع منطقه از سطح دریا  1345 متر و بلندترین نقطه ی آن 4407 متراست. ارتفاع متوسط منطقه 2150 متر است.

 

برای بازسازی کمینه دمای ماهانه، داده های 3 ایستگاه هواشناسی پاتاوه، دشت روم و یاسوج، در داخل منطقه انتخاب و داده‏های 30 ساله (1390-1361) آنهامورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است.

 

 

 

 

شکل 1. موقعیت منطقه دنا، ایستگاه های هواشناسی و رویشگاه های نمونه برداری

 

میانگین، میانگین بیشینه و کمینه ی دمای منطقه به ترتیب 14، 23 و 3/5 درجه سانتی گراد و میانگین مجموع  بارش 30 ساله منطقه 643 میلی متر است. در طبقه بندی دمارتن[24] و آمبرژه[25]، منطقه دنا، در اقلیم نیمه مرطوب تا نیمه مرطوب سرد قرار گرفته است.

 

جدول 1. مشخصات رویشگاهی جنگل های بلوط ایرانی منطقه دنا

 

رویشگاه سی سخت

رویشگاه میمند

رویشگاه یاسوج

ارتفاع از سطح دریا

2025

2230

1760

طول جغرافیایی(درجه اعشاری)

462/51-461/51

2808/51-2806/51

513/51- 511/51

عرض جغرافیایی(درجه اعشاری)

826/30-825/30

105/31-104/31

727/30-725/30

برای دامنه

جنوب غربی

جنوب غربی

جنوب غربی

درصد شیب

5

15

10

 

    

 

 

 

 

 

 

این مطالعه به دو بخش تقسیم شده است. در قسمت نخست واکنش حلقه های درختی به متغیرهای اقلیمی بررسی شده و در بخش دوم، اقدام به بازسازی دمای ماهیانه نیمه سرد سال، از روی حلقه های رویشی شده است. با این هدف، سه رویشگاه غالب گونه بلوط در منطقه انتخاب (جدول 1) و 52 نمونه رویشی در دو برای جغرافیایی جنوب غربی و شمال شرقی در قطر برابر سینه (130 سانتی متری تنه)، عمود بر تنه درخت، با استفاده از مته سال سنج[26]در زمان حداکثر رشد و نمو گیاه، در تابستان(شهریور ماه) 1390 استخراج شدند.

پس از اسکن نمونه ها، شمارش و اندازه گیری حلقه های سالیانه به کمک نرم افزار اتوکد و نیز دستگاه اندازه گیری LINTAB5 که مجهز به نرم افزار TSAP است، با دقت 01/0 میلی متر از سمت پوست به مغز اندازه گیری شد. همخوانی زمانی[27] دو نمونه از هر درخت و تمامی درختان رویشگاه با استفاده از نرم افزار TSAP انجام شد.

از آزمون علامت (GLK [28]) برای ارزیابی میزان هماهنگی و تطابق زمانی بین منحنی های رویشی درختان رویشگاه،

به کمک رابطه (1) استفاده شد(کوک، 1985):

 

 (1)             

 

در اینجاGLK، درصد تطبیق واریانس،  و  علامت اختلاف بین مقادیر پهنای حلقه‏های رویشی در سالiنسبت به سال قبل خود در نمودارx و y .

مقدار GLK بین صفر تا 100 درصد است (0<=GLK<=100). هر چه مقدار این آماره بیشتر باشد، حکایت از هماهنگی بیشتر بین نمونه ها است.

رویش سالیانه حلقه های هر درخت علاوه بر اقلیم، تحت تأثیر فاکتورهایی نظیر، سن درخت و عوامل غیر اقلیمی دیگری نیز قرار دارد. بنابر این، برای حذف گرایشات غیر اقلیمی، حلقه های رویشی توسط برنامه ARSTAN استانداردسازی شدند (کوک،1985). از بین چهار گاه شناسی (RES ,STDRAW ,ARS)ساخته شده توسط برنامه مذکور، گاه‏شناسی باقیمانده(RES)، بکار گرفته شد. این گاه شناسی سیگنال های بسیار ضعیف را به خوبی در سری زمانی حلقه های رویشی، حفظ می‏کند و برای مطالعات اقلیم شناسی درختی، مناسب است (کوک، 1985). کرونولوژی باقیمانده (RES)، میانگین باقیمانده مدل خودرگرسیونی سری‏های استاندارد شده است. همچنین کرونولوژی باقیمانده، فاقد روندهای طولانی مدت ناشی از همبستگی درونی رویش سالانه است، به همین دلیل در ارزیابی روابط رویش-اقلیم از این گاهشناسی استفاده شده است. برای گاه شناسی ساخته شده، میانگین حساسیت (M.S.)، نسبت سیگنال به اغتشاش (SNR) و میزان سیگنال تجمعی (EPS[29])، (لیو و همکاران، 2011) نیز با استفاده از رابطه های زیر محاسبه شد.

 

میانگین حساسیت از رابطه‏های ( 2و 3 ) محاسبه
می شود:

 

=                     (2)      

MS=                 (3 )   

در اینجا:

  حساسیت حلقه سالیانه متعلق به سال i

 

MS میانگین حساسیت یک نمونه (در واقع سنجشی است از تفاوت نسبی در پهنای بین دو حلقه مجاور)

 پهنای حلقه رویشی در سال i

مقدار SNR از رابطه 4 محاسبه می شود :

 

  SNR=t                   (4)

 

در اینجا SNR نسبت سیگنال به اغتشاش

t تعداد درختان

 میانگین ضریب همبستگی بین درختان رویشگاه

مقدار EPS از رابطه 5 محاسبه می شود:

 

EPS (t) =  (5)                      

 

   در اینجا EPS تجمع سیگنال، t تعداد درختان و  میانگین ضرایب همبستگی بین درختان است..بالا بودن مقدار سیگنال تجمعی (EPS)، حکایت از آن دارد که تعداد نمونه‏های  استخراج شده برای مطالعه اقلیم شناسی درختی منطقه، کافی به نظر می‏رسند.

بعد از تهیه گاه‏شناسی مناسب رویشگاه، در مرحله واسنجی با استفاده از نرم افزار SAS و با استفاده از همبستگی پیرسون، به رابطه میان گاه‏شناسی باقیمانده(RES) رویشگاه ها، با میانگین کمینه دمای ماهیانه نیمه سرد سال  ایستگاه های هواشناسی منطقه، طی یک دوره مشترک 30 ساله (2011-1982) پرداخته شد (جدول 2).

همچنین برای حذف روند احتمالی در داده های اقلیمی و امکان مقایسه سری زمانی حلقه‏های رویشی با متغیرهای اقلیمی، داده های درجه حرارت ماهیانه ایستگاه های منطقه نیز بر اساس رابطه 6، استاندارد شدند (فریتز، 1976).

 

Zt =             (6)                

در اینجا zt مقدار استاندارد شده کمینه درجه حرارت در زمان t، xt کمینه درجه حرارت در زمان t،mx میانگین بلند مدت کمینه درجه حرارت و sx  مقدار انحراف میانگین کمینه درجه حرارت
هستند.

 

 

جدول 2. مشخصات ایستگاه های هواشناسی مورد مطالعه در منطقه دنا

عرض جغرافیایی

طول جغرافیایی

ارتفاع

ایستگاه

958/30

266/51

1540

پاتاوه

566/30

516/51

2105

دشت روم

682/30

584/51

1821

یاسوج

 

 

 

 

سپس با توجه به نتایج حاصله، اقدام به بازسازی کمینه دمای ماهانه منطقه از روی پهنای دوایر رویشی شده است. در ادامه، اعتبار داده های بازسازی شده با یک ایستگاه هواشناسی خارج از منطقه، مورد ارزیابی قرار گرفته است.

 

3-نتایج و بحث

3-1: همبستگی پهنای حلقه های رویشی با کمینه دمای ماهیانه نیمه سرد سال منطقه

بعد از انجام فرایند تطابق زمانی برای دو نمونه از هر درخت و میانگین‏گیری از آنها، منحنی رویشی تمام درختان رویشگاه ها از سال 1260 تا 1390، به دست آمد. از روی منحنی های رویشی، شاخص گاه‏شناسی رویشگاه ها، تهیه گردید. در شکل 2، منحنی میانگین شاخص گاه شناسی محاسبه شده سه رویشگاه، نشان داده شده است.

 

 

 

.

شکل 2. نمایش میانگین شاخص گاه شناسی رویشگاه های سی سخت، میمند و یاسوج در جنگل های بلوط ایرانی منطقه دنا در رشته کوه های زاگرس مرکزی ایران طی 131 سال گذشته(1390-1260).

 

..


شکل3: نمایش گاهشناسی باقیمانده رویشگاه سی سخت (کدSSQU )، میمند، (کدMYQU) و یاسوج(کد YAGU)


تعداد نمونه های استفاده شده در مطالعه اقلیم شناسی درختی منطقه دنا در رشته کوه های زاگرس مرکزی ایران توسط نرم افزار ARSTAN. a ، b و c، گاه شناسی باقیمانده رویشگاه سی سخت، میمند و یاسوج از سال 1876 تا 2011 به مدت 136 سال، پیکان قرمز رنگ آستانه EPS را سال 1881 نشان داده است، d تعداد نمونه های استخراج شده (18 نمونه رویشی برای هر رویشگاه) می باشند که 17 نمونه ی آن در گاه شناسی باقیمانده(RES) شرکت کرده اند


.

 

 

جدول 3. محاسبه میزان هماهنگی و تطابق زمانی بین گاه شناسی نمونه های استخراجی رویشگاه های سی سخت، میمند و یاسوج منطقه دنا، با استفاده از آزمون علامت*(GLK)

نمونه استخراجی از شمال شرقی تنه درخت**

نمونه استخراجی از جنوب غربی تنه درخت**

رویشگاه سی سخت

رویشگاه میمند

رویشگاه یاسوج

رویشگاه سی سخت

رویشگاه میمند

رویشگاه یاسوج

درخت

%GLK

درخت

%GLK

درخت

%GLK

درخت

%GLK

درخت

%GLK

درخت

%GLK

1

2/79

1

87

1

8/89

1

4/75

1

4/84

1

2/90

2

84

2

9/82

2

8/86

2

2/80

2

5/84

2

1/84

3

3/78

3

1/88

3

6/82

3

7/83

3

7/82

3

5/84

4

1/89

4

6/83

4

6/80

4

9/78

4

8/85

4

4/81

5

5/85

5

8/83

5

8/86

5

6/80

5

2/86

5

8/86

6

9/86

6

5/84

6

2/83

6

3/90

6

6/80

6

1/85

7

8/86

7

7/81

7

8/79

7

5/86

7

84

7

0/81

8

5/83

8

3/82

8

9/91

8

8/86

8

6/79

8

5/91

9

6/92

9

9/84

-

-

9

9/89

9

6/80

-

-

*         مقدار عددی این آزمون بین 0 تا 100 است،  ** معنی دار در سطح 01/0

 

در شکل 3، منحنی گاه شناسی باقیمانده، مقدار آستانه و ضریب EPS و تعداد نمونه های استخراجی، بکار گرفته شده در این مطالعه، نشان داده شده است. همچنین در جدول های 3 هماهنگی بین نمونه های استخراجی، توسط آزمون علامت (GLK)، نشان داده شده است. این هماهنگی در تمامی رویشگاه ها، بین حداقل 4/75 تا حداکثر 6/92 محاسبه شده است

با انجام محاسبات ذکر شده، در نهایت ویژگی ها و مشخصات آماری گاه شناسی باقیمانده سه رویشگاه استخراج شد که نتایج آن در جدول 4، نشان داده شده است

 

.جدول4. ویژگی ها و مشخصات آماری گاه شناسی باقیمانده(RES) گونه بلوط ایرانی رویشگاه های سی سخت، میمند و یاسوج منطقه دنا در جنگل های زاگرس مرکزی ایران با استفاده از نرم افزار  ARSTAN.

نسبت سیگنال به اغتشاش

خود

همبستگی

انحراف معیار

میانگین سیگنال تجمعی

میانگین حساسیت

میانگین همبستگی

بین نمونه ها

طول

 گاه شناسی

تعداد درخت /نمونه

رویشگاه

52/9

10/ 0-

111/0

905/ 0

*296/ 0

*529/ 0

1390-1261

17/9

سی سخت

16/10

042/ 0

303/0

910/ 0

*345/ 0

*649/ 0

1390-1261

17/9

میمند

036/10

039/0-

25/0

909/0

*299/0

*574/0

1390-1261

13/8

یاسوج

*معنی دار در سطح 01/0

 

.


 

 

        * معنی دار در سطح 1/0، ** معنی دار در سطح 05/0، *** معنی دار در سطح 01/0

شکل 4. رابطه میان کمینه دمای نیمه سرد سال با گاه شناسی رویشگاه های منطقه دنا

 

بر اساس نتایج همبستگی پیرسون[30]، ارتباط میان پارامترهای اقلیمی و پهنای دوایر رویشی(شکل 4)، بین 45 تا 65 درصد، با ضرایب اثر مثت معنی دار بوده است. نتایج به وجود رابطه ای معنادار مستقیم، میان کمینه دما در نیمه سرد سال (قبل از فصل رویش) با پهنای دوایر رویشی اشاره دارند. صفاری و همکاران (1390، ص112)، شروع رشد گونه بلوط را با حداقل دمای 10 درجه در ماه دانسته اند، ثابتی (1382، ص42) و مهاجر(1385، ص 91) نیز به حدود این دما اشاره نموده اند

 

 

شکل 5. مقایسه کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال در سه دهه اخیر نسبت به یک قرن قبل از خود در منطقه دنا

 

 

در نیمه سرد سال (پاییز و زمستان)، در هر زمان دمای حداقل افزایش پیدا کرده، پهنای حلقه ها نیز روند افزایشی داشته است. هر چند در نیمه سرد سال رشد گیاه متوقف است ولی گیاه در طول این مدت عمل ذخیره سازی مواد غذایی را انجام داده که اثر آن در طول فصل رویش نمایان می شود (زارعان و همکاران، 2014). به همین دلیل در هر زمانی که دما افزایش یابد، عمل ذخیره سازی بهتر صورت می‏گیرد، در واقع با افزایش دما در زمان قبل از رویش، گیاه زودتر از خواب بیدار شده و فصل رشد زودتر فرا‏می‏رسد. بنابر این رابطه میان پهنای دوایر رویشی با کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال، مستقیم بوده است.

 

3-2: بازسازی[31] کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال، از روی پهنای حلقه های رویشی رویشگاه ها

در این مرحله با استفاده از یک تحلیل رگرسیونی خطی ساده و درجه دو، پارامترهای اقلیمی به عنوان متغیر وابسته و پهنای دوایر رویشی رویشگاه ها، به عنوان متغیرهای مستقل در نظر گرفته شدند و مدل نهایی برآورد کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال، برای ایستگاه های هواشناسی منطقه تهیه شد که نتایج آن در شکل 5، آورده شده است.

میانگین ضریب تعیین رگرسیون خطی مدل های فوق در سطح اعتماد بالای 95 درصد، برای کمینه دمای ماهانه ایستگاه های منطقه به جز اسفند ماه، بین 362/0 تا  600/0، محاسبه شده است. لازم به ذکر است که از میان شش ماه نیمه سرد سال، به علت ضریب تعیین پایین مدل برآورد دمای اسفند ماه، از بازسازی کمینه دمای آن صرفه نظر شده است.

بر اساس دماهای بازسازی شده، کمینه دمای مهر، آبان ، دی و بهمن ماه سه دهه ی اخیر نسبت به یک قرن قبل از خود به ترتیب، 7/1، 1/0، 3/0 و 2/0 درجه سانتی گراد، افزایش را نشان می دهد و کمینه دمای آذر ماه سه دهه ی اخیر نسبت به یک قرن قبل از خود، یک کاهش حدود یک دهم درجه
(1/0- درجه) را داشته است (شکل 5).در مجموع بر اساس نتایج دماهای بازسازی شده در طول 131 سال گذشته(شکل 6)، پایین ترین کمینه دمای مهرماه، در سال‏های 1371(8/3 درجه) و 1368(3/4 درجه)، بالاترین کمینه دمای مهرماه، در سال‏های 1311(9/11 درجه) و 1329(1/11 درجه)، بوده است. پایین ترین کمینه دمای آبان ماه، در سال های 1311(0 درجه) و

 

.

شکل 6. مقدار کمینه دمای ماهانه بازسازی شده، بر اساس گاه شناسی باقیمانده سه رویشگاه سی سخت، میمند و یاسوج جنگل های منطقه دنا در ارتفاعات زاگرس مرکزی ایران طی یک دوره 131 ساله (1390-1260)

 

 

 

 

 

 

 

شکل 7. مقایسه کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سال منطقه دنا با کمینه دمای ماهیانه ایستگاه سینوپتیک شهرکرد به عنوان ایستگاه شاهد طی 50 سال گذشته(1384-1334)، داده های واقعی مشترک دو ایستگاه از سال 1361 تا 1384، داده های واقعی ایستگاه شهرکرد با داده های بازسازی شده منطقه دنا از سال 1334 تا 1360.

 

 

1369 (1 درجه)، بالاترین کمینه دمای آبان ماه، در سال های 1375 (7/5 درجه) و 1319 (2/5 درجه)، رخ داده است. پایین ترین کمینه دمای آذر ماه، در سال های 1389 (6/3- درجه) و 1311 (5/3- درجه)، بالاترین کمینه دمای آذر ماه، در سال های 1364 (9/2 درجه) و 1380 (4/2 درجه)، اتفاق افتاده است. پایین ترین کمینه دمای دیماه، در سال های 1387 (2/9- درجه) و 1386 (5/8- درجه)، بالاترین کمینه دمای دیماه، در سال های 1378 (1/1 درجه) و 1373 (8/0- درجه)، برآورد شده است. پایین ترین کمینه دمای بهمن ماه، در سال های 1368 (4/9- درجه) و 1371 (6/7- درجه)، بالاترین کمینه دمای بهمن ماه، در سال های 1364 (2/0 درجه) و 1383 (8/0- درجه)، بوده است

 

4-اعتبار سنجی مدل ها

در اینجا برای صحت مدل های بازسازی شده کمینه دمای نیمه سرد سال، مقایسه ای میان کمینه دمای بازسازی شده ایستگاه های منطقه، با داده های ایستگاه سینوپتیک شهرکرد که تقریباً از نظر شرایط اقلیمی و توپوگرافی شباهت زیادی با منطقه دنا داشته و نسبت به منطقه مورد مطالعه، از داده های اقلیمی بلند مدتی برخوردار است(به عنوان ایستگاه شاهد) صورت گرفته که این همبستگی برای آذر، دی و بهمن ماه، بیشتر نمایان بوده که در شکل 7، نتایج آن نشان داده شده است. ملاحظه می شود که روند ماهانه دما برای هر دو ایستگاه، تقریباً دارای یک همبستگی نزدیک با یکدیگر است. مقدار آر-اسکوآر(R2) سال‏های مشترک دو ایستگاه (طرف راست خط قرمز عمودی در شکل 7) با مقدار آن در سال‏های واقعی ایستگاه شاهد و سال های برآورد ایستگاه های منطقه(طرف چپ خط قرمز عمودی در شکل 7)، تقریباً به یکدیگر نزدیک بوده است. بنابر این، می توان به داده های بازسازی شده اعتماد نمود

 

5-نتیجه گیری

از این مطالعه، نتایج زیر حاصل شده است:

-مشخصات گاه شناسی رویشگاه ها به ویژه میانگین حساسیت و نسبت سیگنال به اغتشاش نمونه ها، نشان دادند که گونه بلوط ایرانی، ارزش مطالعات اقلیم شناسی درختی را در خود دارد.

- گونه بلوط ایرانی به کمینه دمای نیمه سرد سال حساس بوده و این حساسیت با ضریب اثر مثبت معنادار شده است. یعنی افزایش دما در زمان های قبل از فصل رویش، موجب بهبود رشد در سال جاری رویشی شده است.

-با مقایسه کمینه دمای ماهانه نیمه سرد سه دهه ی اخیر نسبت به داده های بازسازی شده یک قرن قبل از خود، مشخص شد که در سه دهه ی اخیر، تا حدودی از سرمای نیمه سرد سال کاسته شده است.

-مطالعات نشان می دهد در سه دهه ی اخیر، مساحت جنگل های بلوط منطقه دنا بطور چشمگیری کاهش یافته است، نتایج این مطالعه نشان می دهد، به دلیل رابطه مستقیم کمینه دما با پهنای دوایر رویشی، احتمالاً کمینه دما نقش قابل توجهی در کاهش مساحت این جنگل ها، نداشته است.

-شاید سایر پارامترهای اقلیمی، شیوع انواع بیماری‏های گیاهی و همچنین دخالت های انسانی نقش پررنگ تری در کاهش مساحت جنگل های منطقه دنا داشته اند که نیاز به مطالعه بیشتر در این زمینه ها را می طلبد.

- بازسازی کمینه دمای نیمه سرد سال منطقه، موجب تکمیل بانک اطلاعات اقلیمی کشور و منطقه دنا، خواهد شد.

 

منابع

ارسلانی محسن، عزیزی قاسم وخوش اخلاق فرامرز (1391): بازسازی تغییرات دمای حداکثر استان کرمانشاه با استفاده از حلقه های درختی، مجله جغرافیا و مخاطرات محیطی، شماره اول، صص110-97.

امیرچخماقی نرگس و سهرابی هرمز (1389): بررسی واکنش حلقه های درختی بلوط ایرانی(Quercus Persica) با استفاده از اقلیم شناسی درختی، اولین کنفرانس پژوهش منابع طبیعی، سنندج، ایران.

بالاپور شمس الدین، اسدپور حمیده، جلیلوند حمید و رائینی محمود (1387 ): بررسی تأثیر متغیرهای اقلیمی بر روی رشد سالیانه درخت بلوط در جنگل های محدوده مدیریت شرکت نکاچوب، اولین همایش بین المللی تغییر اقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری، 25 و 26 اردیبهشت 1387، ساری، ایران.
پورسرتیپ لادن (1384): بررسی اقلیم شناسی گونه های ارس(Juniperuspolycarpos) و اوری(Quercusmacranthera) در منطقه چهارباغ گرگان، پایان نامه کارشناسی ارشد، دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تهران،90 صفحه.
پورطهماسی کامبیز، پارساپژوه داوود، مهاجر مروی محمدرضا و علی احمد کروی سودابه (1387): ارزیابی رویش شعاعی درختان ارس (JuniperusPolycarposC.Koch ) در سه رویشگاه ایران با استفاده از دانش گاه شناسی درختی، فصلنامه علمی- پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد16، شماره2، ص 342-327.
تابان اسکندر (1368): بررسی رویش قطری درختان بلوط غرب و بنه، مجله جنگل و مرتع، ج 4، ص 7 تا 11.

ثابتی حبیب الله (1382): جنگلها، درختان و درختچه های ایران، یزد، دانشگاه یزد، چاپ سوم، 876 ص.

جلیلوند حمید و کاظمی سید محمود (1387): وقایع نگاری اقلیمی از روی حلقه های رویشی درخت، اولین همایش بین المللی تغییر اقلیم و گاه شناسی درختی در اکوسیستم های خزری، 25 و 26 اردیبهشت 1387، ساری، ایران.
جهانبازی گوجانی حسن، میربادین علیرضا و طالبی سیدمحمود (1380): بررسی و تعیین میزان رویش قطری QuercusbrantiiLindel در استان چهار محال و بختیاری، مجله تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، ص 10 تا 32.
سوسنی جواد، سپهوند اصغر، عادلی کامران و سهم دینی الهام (1387): بررسی تأثیر خشکسالی انتهای دهه 80 در میزان رویش قطری درختان شاخه زاد بلوط ایرانی (مطالعه موردی جنگل های منطقه بدرآباد شهرستان خرم آباد)، اولین همایش بین المللی تغییر اقلیم و گاهشناسی درختی در اکوسیستم های خزری، 25 و 26 اردیبهشت 1387، ساری، ایران.
 صفاری محسن ، ایوبی ابراهیم، بخشی رضا و کیائی مجید (1390): بررسی اثر متغیرهای اقلیمی بر حلقه های رویشی چوب گونه بلوط (QuercusCastaneaefolia)، (مطالعه موردی طرح تلیم رود تنکابن)، فصلنامه علوم و فنون منابع طبیعی، سال ششم، شماره دوم، تابستان1390، صص 105 تا 113.

عزیزی قاسم، ارسلانی محسن و یمانی مجتبی (1391): بازسازی تغییرات بارش اکتبر- می شهر کرمانشاه طی دوره 2010-1705 با استفاده از حلقه های درختی، مجله پژوهشهای جغرافیای طبیعی، شماره 79، صص 53-37.

کرم زاده سرخوش، پوربابایی حسن و ترکمن جواد (1390): اقلیم شناسی درختی (Dendroclimatology) بلند مازو در منطقه سراوان گیلان، فصلنامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 19، شماره 1، صص 26-15 .

مهاجر مروی محمدرض ا(1385): جنگل شناسی و پرورش جنگل، انتشارات دانشگاه تهران، چاپ دوم، 383 ص.

نجفی فرهاد، پورطهماسی کامبیز و کریمی آ(1390): مطالعه اقلیم شناسی درختی بلوط مازودار (Quercus Infectoria) در غرب ایران، اولین کنفرانس پژوهش منابع طبیعی، سنندج، ایران.
Arrigo, D., Jacoby, R.D., Free, G.C.M and Robock, A., (1999). Northern Hemisphere annual to decadal temperature variability for the past three centuries: Tree-ring and model estimates. Clim Change (42): P 663-675.
Cook, E.R., (1985). A time series analysis approach to tree-ring standardization;  Unpublished Ph.D. Dissertation, University of Arizona, Tucson, AZ, USA, P. 171.
Fan, Ze- Xin., Brauning, A., and Cao, Kun-Fang., (2008). Annual temperature reconstruction in the Central Hengduan Mountains, China, as deduced from tree rings. Dendrochronologia,   v (26): P 97-106.
Fan, Ze-Xin., Brauning, A., Tian, Qin-Hua., Yang, Bao., and Cao, Kun-Fang., (2010). Tree ring recorded May-August temperature variations since A.D. 1585 in the Gaoligong Mountains, southeastern Tibetan Plateau. PALAEO, v (296): P 94-102.
Flower, A., Esper, D.J., (2011). A dendroclimatic reconstruction of June-July means temperature in the northern Canadian Rocky Mountains.Dendrochronologia, v (29): P 55-63.
Frank, D., Esper, J., (2005). Temperature reconstructions and comparisons with Instrumental data from a tree-ring network for the European Alps. Int. J. Climatol, v (25): P 1437-1454.
 Fritts, H.C., (1976). Tree Rings and Climate. Academic Press, London, UK: 576PP.
 Fritts, H.C., (1962). The relation of growth ring widths in American beech and white oak to variations in climate, Tree-Ring Broullentin (25(1-2)): P2-10.
Hai, F. Z., Xue, M.S., Zhi, Y.Y., Peng, X., Yan, X., and Hua, T., (2011). August temperature variability in the southeastern Tibetan Plateau since A.D.1385 inferred from tree rings. PALAEO, v (5): P703.
Jacoby, G., Solomina, O., Frank, D., Eremenko, N., and Arrigo, R.D., (2004). Kunashir (Kuriles) Oak 400-year reconstruction of temperature and relation to the Pacific Decadal Oscillation, PALAEO, v (209): P303-311.
KÖse, N., Akkemik, Ü., Dalfes HN., and Özeren MS., (2011). Tree-ring reconstructions of May-June precipitation of Western Anatolia Quat Res (75): P438-450.
KÖSE, N., GüNER, T.H., (2012). The effect of temperature and precipitation on the intra-annual radial growth of Fagus orientalis Lipsky in Artvin, Turkey, TüBİTAK, Turk J Agric For 36(2012),501-509.
Liang, E., Xuemei, S., and Ningsheng, Q., (2007). Tree - ring based summer temperature reconstruction for the source region of the Yangtze River on the Tibetan Plateau. Global and Planetary Change, v (16): P313-320.
Liu, J., Yang, B., and Qin, C., (2011). A Tree-ring based annual precipitation reconstruction since AD 1480 in south central Tibet. Quaternary International 236, 75-81.
Liu, J., Yang, B., and Chun, Q., (2010). Tree-ring Based Annual precipitation Reconstruction of Since AD 1480 in South central Tibet, Quaternary Research, v (75): No 3: P438-450.
Loder, N., Danny, M., Mary, G., Iain, R., and Risto, J., (2007). Stable Isotopes as Indicators of Ecological Change, Chapter three, Elsevier Inc.
OGM., (2011). Orman varĺİğimiz, TC Ҫevre ve Orman Bakanĺİğİ, Orman Genel Müdürlüğü Bulten, Accessed 15 July 2011.
Pan, C., Tajchman, S.J., and Kochenderfer, J.N., (1997). Dendroclimatoligical analysis of major forest species of the central Appalachians, Forest Ecology and Management (1): P77-88.
Sahney, S., Benton, M.J., and Falcon-Lang, H.J., (2010). Rainforest collapse triggered Pennsylvanian tetrapod diversification in Euramerica. Geology 38 (12): P1079-1082.
Suarez, G., M.A., Butler, C.J., and Baillie, M.G.L., (2009). Climate signal in tree-ring chronologies in a temperate climate: A multi-species approach, ELSEVIER,
Dendrochronologia (27)183-198.
Wilson, R.J.S., Luckman, B.H., (2002). Tree- ring reconstruction of maximum and minimum temperatures and the diurnal temperature rang in British Columbia, Canada Dendrochronologia, v (20/3): P1-12.
Youngblut, D., Luckman, B., (2008). Maximum June-July temperature in the Southwest Yukon over the last 300 years reconstructed from tree rings, Dendrochronologia, v (25): P153-166.
Zarean, H., Yazdanpanah, H., Movahedi, S., Jalilvand, H., Momeni, M., and Yarali, N., (2014). Chronological study of Quercus Persica Growth Ring Response to Climatic variables of Precipitation and Temperature in Zagros Forests (Case study of Dena Region), J. Appl. Environ, Biol. Sci., 4(4)1-1.