فهرست مطالب

فصلنامه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل
سال سی‌ام شماره 3 (پاییز 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/07/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • زینب خلیلی*، اصغر فلاح، شعبان شتایی صفحات 1-26
    مقدمه و هدف

    تحلیل پویایی روشنه ها باعث ایجاد درک صحیحی از روند پویایی توده جنگلی می شود که نقش مهمی در آینده مدیریتی بوم سازگان جنگل دارد. در مطالعه حاضر به بررسی پویایی روشنه ها در جنگلکاری های عرب داغ استان گلستان با استفاده از داده های سنجش از دور هوایی در یک دوره زمانی 9 ساله می پردازد.

    مواد و روش ها

    شناسایی و تهیه نقشه روشنه ها با روش طبقه بندی شی ء پایه انجام شد. طبقه بندی شی ء پایه در سه مرحله کلی قابل انجام است که شامل قطعه بندی، طبقه بندی و ارزیابی صحت طبقه بندی می باشد. در مرحله بعد، 1345 روشنه در سال 1390 و 1058 روشنه در سال 1399، از بهترین نقشه روشنه استخراج گردید. خصوصیات روشنه ها در هر مقطع زمانی به دست آمد. همچنین با تلاقی این دو نقشه، پویایی روشنه ها از طریق محاسبه مشخصه های نرخ شکل گیری روشنه، نرخ بسته شدن روشنه ، نرخ گسترش روشنه، نرخ کاهش روشنه و نرخ افزایش لگاریتمی تعداد روشنه تحلیل گردید.

    یافته ها

    نتایج در بازه زمانی 9 ساله نشان داد که تعداد و تراکم روشنه ها کاهش یافت؛ اما میانگین مساحت روشنه ها و سهم مساحت روشنه ها از مساحت کل افزایش یافت. در هر دو مقطع زمانی 65 درصد روشنه ها مساحت کمتر از 150 مترمربع دارند و روشنه های بزرگ (بزرگ تر از 300 مترمربع) کمترین فراوانی و سهم از مساحت کل روشنه ها را پوشش دادند بیشترین نرخ تغییرات روشنه ها مربوط به نرخ گسترش روشنه های اولیه بوده است (09/1 درصد در سال). نرخ بسته شدن با نرخ کاهش روشنه های اولیه تقریبا برابر است. کمترین نرخ تغییرات روشنه ها را نرخ شکل گیری روشنه (77/0 درصد در سال) تشکیل داده است. نرخ افزایش لگاریتمی تعداد روشنه ها منفی بوده است (6/2-) و نشان می دهد در منطقه موردمطالعه، تعداد روشنه های بسته شده در سال بیشتر از تعداد روشنه های جدیدی است که تشکیل می شود

    نتیجه گیری

    با گذشت 9 سال تراکم روشنه ها و تعداد روشنه ها کاهش یافته و سطح کل روشنه ها افزایش یافته است. این افزایش سطح کل روشنه را می توان به افزایش گسترش روشنه های اولیه در طول دوره نسبت داد؛ زیرا نرخ گسترش روشنه های اولیه بیشتر از نرخ تشکیل روشنه، نرخ بسته شدن و کاهش روشنه های اولیه است. در هر دو مقطع زمانی فراوان ترین اندازه مربوط به روشنه های کوچک بوده است. که نشان دهنده غلبه روشنه های کوچک در منطقه موردمطالعه می باشد. روشنه های کوچک بیشتر پویایی روشنه ها را تشکیل می دهند و سریع تر از روشنه های بزرگ بسته می شوند.

    کلیدواژگان: اندازه روشنه، مطالعه طولانی مدت، طبقه بندی شی ء پایه، سنجش ازدور
  • طوبی عابدی، رویا عابدی* صفحات 27-44
    سابقه و هدف

    به منظور تخمین رقابت درختان مدل های رقابتی زیادی از ساده تا چندبعدی توسعه یافته اند که در همه آنها شاخص رقابت به عنوان معیاری برای نمایش تعامل بین درختان است و هدف این شاخص ها ارزیابی تنش رقابتی با توجه به تعاملات بین درختان است. این شاخص ها عموما براساس ویژگی های مورفولوژیک درختان ساخته شده اند و یا تابعی از فاصله تا نزدیکترین درختان همسایه هستند. روشن شدن رقابت فردی درختان، با استفاده از شاخص های رقابت مبتنی بر تکنیک های ریاضی است که نشاندهنده درجه ای از رقابت است که درخت از همسایگان تاثیر می پذیرد و اغلب این نتیجه متصور است که اثرات همسایگی بر رشد درختان به دلیل محدود شدن دسترسی به منابع، در درجه اول منفی است. از این رو هدف پژوهش حاضر بررسی رقابت درون گونه ای در توده خالص دستکاشت با استفاده از برخی از شاخص های رقابت است.

    مواد و روش ها

    شاخص های رقابت مستقل از فاصله معمولا به عنوان نسبت اندازه درختان مدنظر است (مانند قطر در ارتفاع برابر سینه، ارتفاع، سطح مقطع یا تاج پوشش) تا رقابت پذیری آن گونه را نشان دهند. در شاخص های وابسته به فاصله نیز از ابعاد درختان همسایه و فاصله آنها از یکدیگر استفاده می شود. به منظور محاسبه شاخص های رقابتی شامل شاخص رقابت مستقل از فاصله (IDI)، شاخص رقابت وابسته به فاصله بر حسب قطر (DDIdbh) و شاخص رقابت وابسته به فاصله بر حسب ارتفاع (DDIh) پارامترهای قطر برابر سینه و ارتفاع کل تمام درختان به صورت آماربرداری صد درصد در داخل قطعات نمونه به مساحت یک هکتار در چهار توده از جنگل دستکاشت گونه صنوبر در استان گیلان انجام شد. همچنین فاصله درختان نیز اندازه گیری شد. سپس به منظور بررسی چگالی چوب و استفاده از مقدار آن در شاخص رقابت مستقل از فاصله، در هر قطعه نمونه 15 درخت به صورت تصادفی و دارای پراکنش مناسب در طبقات قطری مختلف انتخاب و برای انجام آنالیز چگالی چوب قطع شدند و فرآیند محاسبه چگالی انجام شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که توده ها از نظر هر دو نوع شاخص دارای شرایط رقابتی معنی داری نسبت به یکدیگر بودند. از نظر شاخص رقابتی مستقل از فاصله همه توده ها دارای اختلاف معنی داری بودند (05/0 ≥ p). اما نتیجه مقایسه شاخص رقابت وابسته به فاصله برای قطر درختان نشان داد که توده 3 دارای اختلاف معنی داری با سایر توده ها است و توده های 1 و 3 و 4 نیز اختلاف معنی داری با یکدیگر داشتند (05/0 ≥ p). مقایسه شاخص رقابت فاصله ای برای ارتفاع درختان نیز نشان داد که توده های 1 و 2 بدون اختلاف بوده اما با توده-های 3و 4 اختلاف معنی داری را نشان دادند (05/0 ≥ p).

    نتیجه گیری

    محاسبه انواع شاخص های رقابت می تواند در برنامه های پرورشی مانند تنک کردن توده های دستکاشت بسیار کاربردی باشد. نتایج چنین مطالعاتی می تواند درک روشن تری از ساختار مکانی و فضایی درختان در اختیار قرار دهد.

    کلیدواژگان: شاخص رقابت فاصله ای، شاخص رقابت مستقل از فاصله، صنوبر، جنگلکاری
  • مریم مصلحی*، محمود آباده صفحات 45-63

    سابقه و هدف :

    در جنوب کشور به‎دلیل شرایط سخت رویشگاهی و نبود جنگل‎های طبیعی نسبت به سایر مناطق کشور، مسیله جنگل‎کاری از اهمیت ویژه‎ای برخوردار است. با توجه به کاهش شدید رطوبت خاک به‎ علت کاهش باران در سال‎های اخیر، خروج رواناب حاصل از آن در طول فصل رویش و توزیع نامناسب بارندگی در نواحی جنوبی و خشک ایران، استفاده از سامانه‎ های آبگیر، می‎تواند عامل مهمی در استقرار و رشد رویشی نهال‎ ها در نواحی خشک جنوب ایران باشد. هدف از این پژوهش بررسی تاثیر سامانه های مختلف آبگیر به همراه مالچ طبیعی بر خصوصیات رویشی نهال های کاشته شده ‎گیشدر است.

    مواد و روش‎ها:

     نهال‎های گونه گیشدر (Periploca aphylla Decne) در دو سطح مالچ (با مالچ و بدون مالچ) و سامانه در چهار سطح (هلالی، پیتینگ، لوزی و شاهد) به صورت طرح آماری کرت‎های خرد شده در قالب بلوک‎های کامل تصادفی در عرصه پیاده شد (نهال =120) 5 تکرار) تعداد نهال × (2) سطح مالچ × (4) تعداد سامانه × (3) تکرار یا تعداد بلوک). اندازه گیری رطوبت 24 ساعت پس از هر بارش طی سه سال اندازه‎گیری شد. خصوصیات رویشی شامل درصد زنده‎مانی، طول تاج، سطح تاج، رشد قطر یقه، رشد ارتفاعی و شادابی کلیه نهال‎ها اندازه‎ گیری و با استفاده از آزمون GLM تجزیه و تحلیل شد. 

    یافته ‎ها:

    نتایج نشان داد درصد زنده‎ مانی و سطح تاج گونه گیشدر به ترتیب با 100 درصد و 74/1282 سانتی ‎متر مربع در سامانه پیتینگ و هلالی بیشترین مقدار را داشت. بیشترین درصد رطوبت خاک با 14/22 درصد در سامانه لوزی به‎ دست آمد. بطورکلی، بدون درنظر گرفتن نوع سامانه، درصد رطوبت خاک در تیمار مالچ (66/21 درصد) بیشتر از تیمار بدون مالچ (14/16 درصد) بود. نتایج اثرات متقابل نشان داد سطح تاج و رویش ارتفاعی در سطح مالچ در سامانه پیتینگ با مقادیر 68/1920 سانتی‎متر مربع و 92/48 سانتی‎متر بیشترین مقدار را دارد.

    نتیجه‎ گیری:

     نتایج پژوهش حاضر حاکی از عملکرد مطلوب شیوه‎ های مختلف ذخیره نزولات آسمانی‎ در جمع‎ آوری، ذخیره و حفظ رطوبت در منطقه دهگین است که رطوبت به تدریج در زمان طولانی‎تر در معرض گیاه در اختیار قرار می‎دهد. سه سال پس از رویش نهال‎ ها در منطقه مورد مطالعه، نتایج نشان داد که رویش گونه گیشدر در سامانه‎ ها به‎ ویژه پیتینگ شرایط بهتری دارد. همچنین رویش در تیماری که مالچ آلی استفاده شد نسبت به تیمار بدون مالچ شرایط بهتری داشت. با توجه به نتایج پژوهش توصیه می‎شود در منطقه دهگین و رویشگاه‎ هایی با شرایط اقلیمی مشابه جنوب کشور، از سامانه پیتینگ به همراه مالچ طبیعی در برنامه‎ های جنگلکاری با گونه‎ های بومی استفاده گردد.

    کلیدواژگان: پیتینگ، حوزه آبخیز دهگین، خصوصیات رویشی، هرمزگان
  • ستار عزتی*، جهانگیر محمدی صفحات 65-86
    سابقه و هدف

    استفاده از ضایعات لیگنوسلولزی و زیست توده برجای مانده بعد از برداشت محصول نهایی در بخش کشاورزی، می تواند به عنوان یک منبع با ارزش برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محسوب شود، اگرچه به دلیل پراکنده بودن در واحد سطح و بالا بودن هزینه جمع-آوری آن را به یک کار پرچالش تبدیل نموده است. در حال حاضر، استفاده از قابلیت های مدلسازی مکانی برای ارزیابی پایدار پتانسیل ضایعات لیگنوسلولزی در بخش کشاورزی برای تولید انرژی های تجدیدپذیر محدود می باشد. ضمن اینکه چنین مطالعاتی در داخل کشور تاکنون گزارش نشده است. لذا تحقیق حاضر با هدف ارزیابی پتانسیل تولید انرژی های تجدیدپذیر و مکان یابی محل تاسیسات بایوانرژی برای پردازش بقایای لیگنوسلولزی با استفاده از تحلیل خوشه ای در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی می پردازد.

    مواد و روش ها

    به منظور دستیابی به اهداف، ابتدا اطلاعات توصیفی-کمی منتشر شده از سطح و میزان تولیدات بخش کشاورزی توسط سازمان جهاد کشاورزی مربوط به سال زراعی 400-1399 جمع آوری و تحلیل شد. سپس با گردآوری اطلاعات مکانی (تصاویرماهواره ای) مربوط به مزارع کشاورزی در استان گلستان و استفاده از قابلیت تحلیل خوشه ای و تولید نقشه داغ در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی پردازش گردید. میزان زیست توده موجود در هریک از مزارع برای چهار کشت مرسوم گندم، کلزا، برنج و سویا در واحد سطح برآورد شد و نقشه سازی مربوط به هریک از این کشت ها برای مطالعه موردی استان گلستان به تفکیک انجام شد.

    نتایج

    مجموع مساحت اراضی قابل کشت در سال زراعی 400-1399 معادل 9/12 میلیون هکتار بوده که 8/91 میلیون تن انواع محصولات زراعی در کل کشور برداشت شده است. بیشترین سطح مربوط به غلات (71%) و کمترین سطح مربوط به محصولات جالیزی بوده است. استان گلستان در رتبه 7 و سطحی معادل 661 هزار هکتار و میزان تولید 9/3 میلیون هکتار معادل 27/4 درصد از مجموع محصولات زراعی کل کشور را به خود اختصاص داده است. این در حالی است که بیشترین تناژ گروه محصولات غلات مربوط به گندم 63% و کمترین آن مربوط به ذرت دانه ای بوده است. بیشترین سطح و میزان تولید گروه محصولات غلات مربوط به شهرستان شهرستان گنبدکاووس و بندرگز به ترتیب بوده است. تجزیه و تحلیل های مکانی میزان زیست توده خالص را 840 هزار مگاگرم از مجموع 84104 مزرعه شناسایی شده برآورد نمود که بیشترین سهم آن مربوط به کاه و کلش گندم بوده است. تحلیل خوشه ای مربوط به مزارع شناسایی شده نشان داد که از مجموع 35508 خوشه تشکیل شده، 15% آنها در محدوده خوشه سرد و 18% در محدوده خوشه داغ قرار دارند. تحلیل نقاط داغ، 4 سایت مناسب جهت احداث بایوانرژی را در منطقه مورد مطالعه مشخص نمود که زیست توده موجود می تواند با متوسط قیمت 83/20 دلار/کیلومتر/مگاگرم به این سایت های بالقوه تحویل داده شود.

    نتیجه گیری

    مطالعه حاضر نشان داد که میزان زیست توده موجود در بخش کشاورزی استان گلستان که هرسال بخش عظیمی از آن سوزانده و منجر به تولید گازهای گلخانه ای و آلودگی های محیطی در سطح وسیع می نماید قابل توجه است که می تواند برای تولید انرژی های تجدید پذیر با حمایت بخش دولتی و بخش خصوصی بکار گرفته شود.

    کلیدواژگان: زیست توده، انرژی زیستی، ضایعات کشاورزی، حمل ونقل، سنجش از دور
  • پروانه سبحانی، افشین دانه کار* صفحات 87-114
    سابقه و هدف

    در فرآیند برنامه ریزی و توسعه فعالیت های طبیعت گردی، پهنه بندی و الویت بندی مناسب فعالیت های تفرجی برای ‏استقرار و جانمایی ‏در طبیعت از اهمیت ویژه ای برخوردار است. بدین ترتیب که فعالیت های تفرجی مستعد و قابل استقرار در پهنه های ‏انتخاب شده در گستره هایی از طبیعت مورد طراحی ‏قرار می گیرد و سپس به ارایه برنامه مدیریتی پایدار با لحاظ نمودن آموزش، ‏مشارکت و پایش بر انجام فعالیت های ‏تفرجی اقدام می شود. ‏بر این اساس در مطالعه حاضر ضمن شناسایی پهنه های مناسب برای ‏توسعه فعالیت های تفرجی مورد تقاضا و قابل توسعه در جنگل های مانگرو خمیر و قشم، به الویت بندی هر یک از این فعالیت ها با ‏توجه به ‏توان و قابلیت عرصه های طبیعی منطقه و همچنین معیارهای پیشنهادی و موثر بر توسعهء آن ها صورت گرفت.‏

    مواد و روش ها

    در این مطالعه به پهنه بندی فعالیت ها بر اساس رابطه خطی شاخص های مکانی پرداخته شد. سپس به وزن دهی و ‏الویت بندی این فعالیت ها مطابق با یکسری از معیارهای منتخب بر ‏اساس نظرات کارشناسان و متخصصان و همچنین مطالعات و اسناد ‏مشابه اقدام گردید. در فرآیند شناسایی معیارها، همچنین شرایط محیطی محدوده مورد مطالعه و سایر عواملی که می تواند بر توسعه ‏‏فعالیت های تفرجی در این منطقه موثر باشد، مورد توجه قرار گرفت. معیارهای مورد مطالعه شامل شبکه ‏دسترسی جاده ای، فاصله از ‏شهر، موقعیت سکونتگاه ها، زیرساخت های دریایی و بندرهای موجود، فاصله از لکه های ‏حفاظتی و جمعیت ساکن است. این معیارها ‏ابتدا در دامنه عددی 0 تا 1 به روش خطی، ‏استانداردسازی شده و سپس با استفاده از مدل ‏ANP‏ به هر یک از معیارها وزنی اختصاص ‏داده شد. در ادامه برای هر ‏یک از معیارها نقشه ای مکانی در نرم افزار ‏Arc GIS‏ تهیه گردید و برای الویت بندی فعالیت های تفرجی از ‏روش ‏Topsis‏ در نرم افزار ‏Topsis Solver‏ استفاده شد.‏

    یافته ها

    مطابق نتایج به دست آمده پهنه بندی فعالیت های تفرجی در این منطقه شامل 4 گزینه از نحوه ترکیب فعالیت های ‏تفرجی مورد ‏تقاضا در جنگل های مانگرو خمیر و قشم می باشد که گزینه 1 شامل پهنه هایی با سه فعالیت تفرجی (بازدید از جنگل با بالن، تماشای ‏جانوران و پرندگان دریا و پیاده روی و جنگل گردی)، گزینه 2 شامل پهنه هایی با چهار فعالیت تفرجی (بازدید از جنگل با بالن، ‏تماشای جانوران و پرندگان دریا، پیاده روی و جنگل گردی و بازدید از روستاهای حاشیه جنگل)، گزینه 3 شامل پهنه هایی با پنج ‏فعالیت تفرجی (بازدید از جنگل با بالن، تماشای جانوران و پرندگان دریا، گردش با قایق موتوری، ماهیگیری با ‏قلاب و عکاسی در ‏جنگل مانگرو) و در نهایت گزینه 4 در برگیرنده هفت فعالیت تفرجی (بازدید از جنگل با بالن، تماشای جانوران و پرندگان دریا، ‏پیاده روی و جنگل گردی، تماشای جزایر گلی و جنگلی، اردو زدن در ‏جنگل مانگرو، گردش در کرانه با موتور 4 چرخ و حمام آفتاب ‏در کرانه) است. نتایج وزدن دهی معیارها نیز نشان داد که بیشترین وزن مربوط به معیار زیرساخت های دریایی و بندرهای موجود و ‏کمترین ‏وزن به معیار فاصله از شهر اختصاص یافته است. در نهایت رتبه بندی فعالیت های تفرجی حاکی از آن است که بالاترین الویت ‏مربوط به گزینه 2، و الویت های بعدی به ‏ترتیب شامل گزینه های 3، 1 و 4 می باشند. ‏

    نتیجه گیری

    به طور کلی با توجه به نتایج به دست آمده، یکی از عمده ترین عوامل در توسعه طبیعت گردی پایدار و همچنین امکان ‏‏بهره وری از توان و جاذبه های گردشگری در اکوسیستم های طبیعی، پهنه بندی و الویت بندی فعالیت های تفرجی متناسب ‏با شرایط ‏محیطی منطقه می باشد. با توجه به این که جنگل های مانگرو خمیر و قشم از ذخایر ارزشمند حفاظت شده سواحل جنوب کشور ‏می باشد، ‏الویت بندی فعالیت های تفرجی در پهنه های مناسب و خارج از زون های حفاظتی منطقه می تواند ضمن حفاظت از این ‏‏رویشگاه های طبیعی به استفاده ‏پایدار از ظرفیت منابع طبیعی و نحوه متناسب توزیع فعالیت های تفرجی در منطقه ‏‏کمک نماید.‏

    کلیدواژگان: فعالیت های تفرجی ساحلی-دریایی، پهنه بندی و الویت بندی، جنگل های مانگرو خمیر و قشم
  • مژده مشکور*، داوود رسولی صفحات 115-131
    سابقه و هدف
    با توجه به کمبود منابع جنگلی و افزایش تقاضا برای چوب و فرآورده های آن، یکی از راه های تامین ماده اولیه چوبی، کاشت گونه های سریع الرشد می باشد. یکی از این گونه های کشت شده در کشور ما، گونه پالونیا فورتونی(Paulownia fortune) بوده که دارای ویژگی های منحصر به فردی می باشد. با توجه به اهمیت استفاده بهینه از چوب ها در کاربردهای مختلف، امروزه این مواد با ارزش را با روش های مختلفی اصلاح می کنند. اصلاح حرارتی به عنوان روش کارآمد و دوستدار محیط زیست، گزینه مناسبی برای بهبود ویژگی های گونه های چوبی سریع الرشد می باشد. لذا در این مطالعه تاثیر روش اصلاح حرارتی در هوا و روغن بر برخی از ویژگی های فیزیکی و مکانیکی چوب پالونیا فورتونی مورد بررسی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    چوب مورد استفاده در این پژوهش سه اصله درخت پالونیا (fortunei Paulownia) از جنگل شصت کلاته دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان تهیه شد. گرده بینه های پالونیا فورتونی پس از تبدیل به تخته در هوای آزاد خشک شدند. سپس نمونه های چوبی با الیاف مستقیم و بی عیب از نظر ظاهری از آنها تهیه شد. نمونه ها با دو روش اصلاح حرارتی در هوا و روغن، اصلاح گردیدند. اصلاح حرارتی در هوا مطابق روش ترمووود نوع D (دمای 212 درجه سانتی گراد و در مدت زمان 2ساعت) انجام شد. همچنین اصلاح حرارتی با روغن کلزا نیز با شرایط دمایی مشابه روش اصلاح حرارتی در هوا برای تیمار نمونه ها استفاده شد. سپس آزمون های رنگ سنجی، مقاومت خمشی، سختی، ضربه، جذب آب و واکشیدگی ضخامت بر روی نمونه ها انجام شد.
    یافته ها
    نتایج به دست آمده نشان داد که تیمار حرارتی با هر دو روش بر دانسیته، واکشیدگی حجمی و جذب آب، رنگ سنجی، مقاومت به ضربه، مقاومت به سختی، مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته به طور معنی داری تاثیر داشته است. به طور کلی تیمار حرارتی با هر دو روش موجب کاهش دانسیته، جذب آب و واکشیدگی، شاخص روشنایی، مقاومت به ضربه، سختی، مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته شد. دانسیته، جذب آب و واکشیدگی حجمی نمونه های تیمارشده در روغن در مقایسه با نمونه های تیمار شده در هوا بیشتر بود. مقاومت به ضربه، مقاومت به سختی، مدول گسیختگی و مدول الاستیسیته نمونه های تیمارشده در روغن در مقایسه با نمونه های تیمارشده در هوا به-طور معنی داری بیشتر بود.
    نتیجه گیری
    به طور کلی پالونیا تیمار شده در روغن در مقایسه با تیمارشده در هوا خواص فیزیکی و مکانیکی نسبتا بهتری نشان داد. لذا تیمار حرارتی در روغن در مقایسه با تیمار حرارتی در هوا، روش موثرتری برای بهبود خواص فیزیکی و مکانیکی چوب پالونیا می باشد.
    کلیدواژگان: اصلاح حرارتی، روغن کلزا، چوب پالونیا، ترمووود، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • اجمدرضا نجفی مقدم، علی رفیقی*، حسین یوسفی صفحات 133-147
    سابقه و هدف

    نانوسلولزها با توجه به کاربرد فراوان در بسیاری از صنایع مورد توجه دولت ها و سرمایه گذاران قرار گرفته اند. شناخت کاربردها و پتانسیل های نانوسلولز موجب ترغیب کشورها برای سرمایه گذاری روی این فرآورده سبز شده است اما در ایران فناوری تولید نانوسلولز به علت چالش های شناسایی نشده هنوز در مرحله ی تولید آزمایشگاهی قرار دارد و به مرحله تولید انبوه نرسیده است. بنابراین هدف تعیین نقاط قوت، ضعف، فرصت ها و تهدیدهای موثر بر وضعیت عرضه و تقاضای نانوسلولز در ایران با استفاده از روش سوآت SWOT  است.

    مواد و روش ها

    شاخص های موثر بر وضعیت عرضه و تقاضای نانوسلولز توسط 10 خبره متشکل از اساتید متخصص دانشگاهی و شرکت های تولیدی و فناوری خصوصی و دانش بنیان در سه مرحله یا (سه راند) توسط پرسشنامه دلفی ارایه، تکمیل و شناسایی شدند. سپس با استفاده از مطالعات و نظرات اعضای هیات علمی رشته مرتبط و چند عضوشرکت های تولیدی، عوامل داخلی یا درون سازمانی (یعنی نقاط قوت و ضعف ها) و عوامل خارجی یا برون سازمانی (یعنی فرصت ها و تهدیدهای) موثر بر وضعیت عرضه و تقاضای نانوسلولز در جدول های تفکیک شده آنالیز SWOT شناسایی و ارایه گردیدند.

    یافته ها

    در نقاط قوت 8 شاخص (ایجاد ارزش افزوده زیاد برای ماده اولیه و محصولات نانوسلولزی- تنوع و در دسترس بودن ماده اولیه- زیست سازگار و زیست تخریب پذیری محصول نانوسلولز- توان تولید نسل جدید محصولات کارا با نانوسلولز- ایجاد توسعه پایدار با تجاری سازی نانوسلولز- سهم نیروی انسانی با دانش فنی بالای بومی- نیاز به فضای کمتر برای تولید نانوسلولز - تنوع محصولات نانوسلولزی) و در نقاط ضعف 9 شاخص (تغییر اندازه نانوسلولز درحین خشک کردن- بالابودن هزینه های انرژی، عملیاتی، زمین و ماشین آلات- نیاز به سرمایه گذاری زیاد- هزینه بالای خشک کنی نانوسلولز- عدم سرمایه گذاری دولت و بانک ها- بازده پایین تولید- عدم کارایی تجهیزات موجود درشرکت ها برای بکارگیری در نانوسلولز- تولید بصورت ژل نانوسلولز(همراه آب)- گران بودن روش تولید نانو سلولز نسبت به رقباء) و در مورد فرصت ها 8 شاخص (کاربرد نانوسلولز درحوزه های مختلف- نوآوری بالا و بکر بودن حوزه کاربردهای نانوسلولز- جذب سرمایه گذار خارجی و بخش خصوصی- بازارهای صادراتی مناسب درمنطقه- امکان دسترسی به دانش فنی تولید سایرکشورها- نیاز به تحقیق و توسعه ی بالا- حمایت دولتی ازصنعت تولید نانوسلولز- شتاب زیاد تحول در محصولات نانوسلولزی در دنیا) و در زمینه تهدیدها 7 شاخص (مواد اولیه و محصول جایگزین- سفارشی بودن نانوسلولز- قیمت پایین مواد اولیه و محصول رقیب- گران بودن نانوسلولز- فقدان ماشین آلات وتجهیزات ویژه تولید- عدم ریسک پذیری مدیران در استفاده از محصول هایتک و جدید- دشواری معرفی و ترویج محصول جدید در بازار) شناسایی گردیدند که هریک بر وضعیت عرضه و تقاضای نانوسلولز موثر می باشند.

    نتیجه گیری

    شاخص های موثر بر عرضه و تقاضای نانوسلولز طی روش دلفی و SWOT توسط خبرگان شناسایی گردید که این عوامل می توانند بر روی آن اثر معناداری داشته و با بکارگیری راهکارهای ارایه شده می توان در آینده نزدیک شاهد تولید انبوه و تجاری سازی نانوسلولزها در ایران بود.

    کلیدواژگان: نانوسلولز، عرضه و تقاضا، سوآت(SWOT)
  • بهنام غلامپور، سعید مهدوی* صفحات 149-167
    سابقه و هدف

    درحال حاضر، بازیافت کاغذ به عنوان یکی از مهمترین راه کارهای تولید زیست محیطی و پایدار محصولات کاغذی مطرح است. علاوه برکاهش مصرف منابع مختلف مثل آب، انرژی و نیز الیاف بکر با استفاده از این فرآیند، نرخ بازیافت کاغذ به دلیل آلایندگی های کمتر نیز در کشورهای مختلف همواره رو به افزایش است. قسمت اعظم کاغذهای بازیافتی معمولا برای تولید کاغذ و مقوای بسته بندی استفاده می شود. برای بسته بندی محصولاتی که باید در سردخانه و فریزر نگهداری شوند، کاغذ و مقوا علاوه بر دارا بودن مقاومت در حالت خشک باید بتوانند مقاومت های لازم بسته بندی در محیط مرطوب را نیز تامین کنند. به این منظور، می توان از روش های مختلفی مثل پالایش و نیز مواد افزودنی استفاده کرد. این تحقیق اثر به کارگیری هر یک از این روش ها را به صورت مستقل و نیز ترکیبی در راستای بهبود ویژگی های خمیرکاغذ جوهرزدایی شده اداری برای تولید مقوای بسته بندی بررسی می کند.

    مواد و روش ها

    خمیرکاغذ جوهرزدایی شده اداری از شرکت کاغذسازی لطیف تهیه شد. پس از پالایش این خمیرکاغذ تا درجه آبگیری30 =SR، مواد افزودنی شامل نشاسته کاتیونی ذرت (با سطوح 1، 4/1، 2 و 3 درصد)، رزین بهبوددهنده مقاومت تر کاغذ (با سطوح 1، 2 و 3 درصد) و AKD (با سطوح 1، 2 و 3 درصد) بر اساس وزن خشک خمیرکاغذ و به صورت جداگانه جهت ساخت ورقه دست ساز آزمایشگاهی با گراماژ 120 گرم بر مترمربع به سوسپانسیون خمیرکاغذ اضافه شد. پس از بررسی تاثیر مستقل هر تیمار بر مقاومت های کششی، ترکیدن و پاره شدن کاغذهای دست ساز در دو حالت تر و خشک، مقاومت تر باقی مانده نسبی اندازه گیری شد. با مشخص شدن مقادیر بهینه هر یک از تیمارهای مستقل بر جذب آب و مقاومت های کاغذ، اثر تیمار ترکیب بهینه نیز بر ویژگی های خمیرکاغذ مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت.

    یافته ها

    اثر مستقل پالایش بر مقاومت های کاغذهای دست ساز در حالت خشک ساخته شده از خمیرکاغذ جوهرزدایی شده اداری، نسبت به شاهد معنی-دار است. نتایج نشان داد که استفاده از 2% نشاسته کاتیونی در خمیرکاغذ پالایش شده می تواند عملکرد بهتری بر افزایش مقاومت های کاغذ در حالت خشک به خصوص مقاومت به پاره شدن، نسبت به تیمار مستقل پالایش بگذارد. همچنین استفاده از رزین مقاومت تر و AKD نیز به طور مستقل، به ترتیب موجب افزایش معنی دار مقاومت های کاغذ در حالت تر و کاهش معنی دار جذب آب آن نسبت به شاهد شده است. استفاده از پالایش و سطوح بهینه مواد افزودنی شامل 2% نشاسته کاتیونی ذرت، 3% رزین مقاومت تر و 1% AKD در تیمار ترکیب بهینه، به طور همزمان سبب بهبود معنی دار مقاومت های تر، خشک و جذب آب کاغذهای دست ساز شده است.

    نتیجه گیری

    با اعمال تیمار ترکیب بهینه شامل پالایش خمیرکاغذ جوهرزدایی شده اداری و افزودن مواد افزودنی، همه خواص کاغذهای دست ساز به طور همزمان نسبت به شاهد بهبود بسیار مناسبی پیدا کرد، به طوری که برای بسته بندی فرآورده های سردخانه ای و فریزری می توان از آن استفاده کرد. مقاومت های کاغذهای دست ساز در حالت خشک به جز مقاومت به پاره شدن، نسبت به مقاومت های مجاز کاغذ کرافت رنگبری شده طبق استاندارد ملی ایران شماره 2875 برتر است. اندازه گیری مقاومت های تر باقیمانده نسبی مطلق نشان داد که عملکرد تیمار ترکیب بهینه نسبت به سایر سوابق تحقیقاتی بسیار مناسب می باشد. همچنین استفاده از این تیمار موجب کاهش جذب آب کاغذ تا حدود 22 گرم بر متر مربع شده است که برای شرایط نگهداری کاغذ در فریزر مناسب است.

    کلیدواژگان: خمیر کاغذ جوهرزدایی شده، پالایش، مواد افزودنی، مقاومت تر، جذب آب
|
  • Zeynab Khalili *, Asghar Fallah, Shaban Shataee Pages 1-26
    Introduction and Objective

    Natural disturbances caused by the canopy gap an important role in forest dynamics. Analyzing the dynamics of the canopy gap provides an accurate understanding of the process of forest stands dynamics as well as natural disturbances that play an important role in the future management of the forest ecosystem. The present study examines the dynamics of the canopy gap in the Arab Dagh forestry in Golestan province.

    Material and Methods

    The identification and preparation of the gaps map was done by the basic object classification method. The classification of the basic object can be done in three general stages, which include segmentation, classification and evaluation of classification accuracy.In the next step, the 1345 canopy gap in 2011 and the 1058 canopy gap in 2019 were extracted from the method that had the best performance compared to other methods of preparing gap maps. The characteristics of the gaps were obtained at each time period. Also, with the intersection of these two maps, the dynamics of the gaps was analyzed by calculating the characteristics Gap formation rate, Gap closure rate, Gap expansion rate, Gap reduction rate, and Gap number increase rate.

    Results

    The results of the canopy gap dynamics during the 9 years showed that the number and density of the canopy gap decreased. But the average area canopy gap and the share of the area of the canopy gap in the total area increased.In both periods, 65% of the canopy gap have an area of less than 150 m2, and a large canopy gap (larger than 300 m2) covered the lowest frequency and share of the total area of the canopy gap. The highest rate of changes in the canopy gap source was related to the Gap expansion rate (1.09% per year). The Gap closure rate is almost equal to the Gap reduction rate. The lowest rate of changes in the light is the Gap formation rate (0.77% per year). The logarithmic Gap number increase rate (GNIR) was negative (-2.6) that in all canopy gap classes, the number of closed canopy gaps per year is more than It is the number of new canopy gap that is created.

    Conclusion

    With the passage of 9 years, the density of gaps and the number of gaps have decreased and the total surface of gaps has increased. This increase in the total level of gap can be attributed to the increase in the Gap expansion during the period. Because the Gap expansion rate is higher than the Gap formation rate, the Gap closure rate and Gap reduction rate.In both periods of time, the most abundant size was related to small holes. which indicates the predominance of small lights in the studied area. which shows the predominance of small gaps in the studied area, small gaps make up most of the dynamics of gaps and close faster than big gaps.Keywords: Gap, UAV, dynamic indicators, coniferous forestry, remote sensingps.

    Keywords: Gap Size, Long-Term Study, Object-based classification, coniferous forestry, Remote sensing
  • Tooba Abedi, Roya Abedi * Pages 27-44
    Background and Objectives

    Many competitive models have been developed from simple to multidimensional in order to estimate the competition of trees in forest stands. All of them are measured to show the interaction between trees, and the purpose of these indices is to evaluate the competitive tension according to the interactions between trees. These indices are generally based on the morphological characteristics of trees or a function of the distance of the neighborhood of trees. The individual competition of trees evaluate using competition indices is based on mathematical techniques, which indicate the degree of competition that the tree is affected by its neighbors. This result is often assumed to be the negative effects of the neighborhood on the growth of trees to absorb limiting resources.

    Materials and Methods

    Distance-independent competition indices are usually considered as tree size ratios (such as dbh, height, basal area, or canopy cover) to show the competitiveness of that species. In distance-dependent indices, the dimensions of neighboring trees and their distance from each other are used. In order to calculate the competitive indices including distance-independent competition index (IDI), distance-dependent competition index by diameter (DDIdbh), and distance-dependent competition index by height (DDIh), the parameters of diameter and the total height of all trees were measured in sample plots (one-hectare area) in four stands of poplar plantation in Gilan province. The distance of the trees was also measured. Then, in order to calculate the wood density and use its value in the distance-independent competition index, 15 trees were randomly selected in different diameter classes in each plot and were cut to perform the wood density analysis, and the process of calculating the density was carried out.

    Results

    The results showed that the stands had significant competitive conditions in terms of both types of indices. All stands had a significant difference (p ≥ 0.05) in terms of the independent distance index. However, the comparison of the distance-dependent index for tree diameter showed that stand 3 has a significant difference from other stands, and 1, 3, and 4 stands also had significant differences (p ≥ 0.05). The comparison of the distance competition index for tree height also showed that stands 1 and 2 had no difference but showed a significant difference with stands 3 and 4 (p ≥ 0.05).

    Conclusion

    Calculating all types of competition indices can be useful in silvicultural programs such as thinning. The results of such studies can provide a clear understanding of the spatial structure of trees.

    Keywords: Distance competition index, Distance-independent competition index, Poplar, plantation
  • Maryam Moslehi *, Mahmood Abadeh Pages 45-63
    Background and Objectives

    In the south of the country, due to the harsh habitat conditions and the lack of natural forests compared to other regions of the country, the issue of forest plantation is of particular importance. Considering the severe decrease in soil moisture due to the decrease of rain in recent years, the outflow of runoff during the growing season and the inappropriate distribution of rainfall in the southern and dry regions of Iran, the use of catchment systems can be an important factor in the establishment and vegetative growth of seedlings in the dry areas of southern Iran. The purpose of this research is to investigate the effect of different drainage systems along with natural mulch on the vegetative characteristics of P. aphylla seedlings.

    Materials and Methods

    For this purpose, P. aphylla seedling in two levels of mulch (with organic mulch and no mulch) and water harvesting system in four levels (crescent, pitting, negarim system and control), in block randomized design as split plots were designed in the field (120 seedlings = (5 repetitions) number of seedlings × (2) mulch area × (4) number of systems × (3) repetition or number of blocks). Humidity was measured 24 hours after each rainfall over three years. Vegetative characteristics (viability, canopy length, canopy area, collar diameter growth and height growth) and vigority of all seedlings were also measured and analyzed using GLM test.

    Results

    The results showed that the percentage of survival and canopy area of P. aphylla species was the highest with 100% and 1282.74 square centimeters respectively in pitting and crescent systems. The highest percentage of soil moisture with 22.14% was obtained in the negarim system. In general, regardless of the type of system, the percentage of soil moisture in the mulch treatment (21.66%) was higher than the no-mulch treatment (16.14%). The results of interaction effects showed that the canopy area and the growth height in the mulching system have the highest values of 1920.68 cm2 and 48.92 cm in the pitting system.

    Conclusion

    The results of the present research indicate the optimal performance of different methods of storing precipitation in collecting, storing and maintaining moisture in the Dehgin region, which gradually provides moisture to the plant gradually. After 3 years, results showed that the growth of P. aphylla seedling was better in water catchments especially in pitting system. Also seedling growth was better in water catchments that used organic mulch . Organic mulch is an effective factor which protects soil moisture in the root area. According to different performances of investigated factors, suggest that pitting system with organic mulch and native species should be used in Dehgin and habitats like that in the South of Iran.

    Keywords: Dehgin watershed, growth characteristics, Hormozgan, Pitting
  • Sattar Ezzati *, Jahangir Mohammadi Pages 65-86
    Background and purpose

    The utilization of lignocellulosic crop residues, which remain after the final product in the agricultural sector, can be considered as a valuable resource for generating renewable energy. However, due to their dispersed distribution and the high cost associated with their collection, this task poses significant challenges. Currently, the application of spatial modeling to assess the sustainable potential of lignocellulosic residue biomass for renewable energy production in the agricultural sector is limited. Moreover, no such studies have been reported in the country to date. Therefore, the objective of this study is to assess the renewable energy production potential and identify suitable locations for bioenergy facilities that process lignocellulosic residues using cluster analysis within a geographic information system (GIS) environment.

    Materials and methods

    To accomplish the objectives, descriptive-quantitative data regarding the production level and production area in the agricultural sector for the crop year 2020-21, as published by the Ministry of Agriculture, were collected and analyzed. Furthermore, spatial information pertaining to agricultural farms in Golestān province was gathered through satellite imagery, which was subsequently processed using cluster analysis and hotspot analysis within a geographic information system (GIS) framework. The biomass quantity in each field was estimated for four conventional crops: wheat, rapeseed, rice, and soybean, on a per-unit area basis. Subsequently, separate projection was conducted for each of these crops within the case study of Golestān province.

    Results

    In the crop year of 2020-21, the total arable land area amounted to 12.9 million hectares, with a nationwide crop harvest of 91.8 million tons. Cereals accounted for the highest proportion (71%), while grain products had the lowest share. Golestān province, ranked 7th, possessed an agricultural area of 661 thousand hectares, contributing 4.27% of the country's total crop production, which amounted to 3.9 million hectares. Among the cereal production group, wheat had the highest production level at 63%, while grain corn had the lowest. Notably, Gonbad-e-Kavoos and Bandargaz counties exhibited the highest production levels and the largest areas for the cereal production group. Through the spatial analysis, the estimated amount of harvestable residue biomass was 840,000 Mg, derived from a total of 84,104 identified farms, with the largest proportion being wheat straw. The cluster analysis of the identified farms revealed that out of a total of 35,508 clusters, 15% belonged to the cold cluster category, while 18% fell into the hot cluster category. Furthermore, hotspot analysis identified four suitable sites for bioenergy sites within the study area. The available biomass can be transported to these potential sites at an average cost of $20.83 per kilometer per megagram.

    Conclusion

    The findings of this study highlight there is substantial biomass quantity within the agricultural sector of Golestān province, a significant portion of which is currently burned annually, resulting in the generation of large amounts of greenhouse gases and widespread environmental pollution. However, this biomass resource holds significant potential for the production of renewable energy if effectively harnessed with support from both the public and private sectors.

    Keywords: Biomass, Bioenergy, Crop residues, Transportation, Remote sensing
  • Parvaneh Sobhani, Afshin Danehkar * Pages 87-114
    Background and purpose

    In the process of planning and developing nature tourism activities, ‎proper zoning and prioritization of recreational activities for establishment and location in ‎nature is of special importance. In this way, recreational activities that are suitable and can be ‎established in the selected areas are designed and then a sustainable management program is ‎provided, taking into account training, participation and monitoring of recreational activities. ‎In the present study, while identifying suitable areas for the development of ‎recreational activities that are in demand and can be developed in the mangrove forests of ‎Khamir and Qeshm, prioritizing each of these activities according to the potential and ‎capabilities of the natural areas of the region, as well as the proposed and effective criteria for ‎their development.‎

    Materials and methods

    In this study, activities were zoning based on the linear relationship of ‎spatial indicators. Then the weighting and prioritization of these activities was carried out ‎according to a series of selected criteria based on the opinions of experts and specialists as well ‎as similar studies and documents. In the process of identifying the criteria, the environmental ‎conditions of the study area and other factors that can be effective on the development of ‎recreational activities in this area were taken into consideration. The studied criteria include road ‎access network, distance from the city, location of settlements, sea infrastructure and existing ‎patches, distance from protection spots and resident population. These criteria were first ‎standardized in the numerical range of 0 to 1 in a linear way, and then weight was assigned to ‎each of the criteria using the ANP model. Next, for each of the criteria, a location map was ‎prepared in Arc GIS software, and Topsis method was used in Topsis Solver software to ‎prioritize recreational activities.‎

    Results

    Obtained results, the zoning of recreational activities in this area ‎includes 4 options of how to combine the recreational activities required in the mangrove ‎forests of Khmer and Qeshm, which option 1 includes zones with three recreational activities ‎‎(Walking in the Forest -Watching Marine ‎Wildlife -Visiting the Forest ‎‎with a Balloon), option 2 ‎includes areas with four recreational activities (Visiting ‎Villages near the Forest -Walking in the ‎Forest -Watching Marine ‎Wildlife -Visiting the Forest ‎‎with ‎a Balloon), option 3 includes areas ‎with five recreational activities (Photography ‎in ‎Mangrove ‎‎Forest‎ -Traditional ‎Fishing -Jet ‎Boating-Watching Marine ‎Wildlife -Visiting the ‎Forest ‎‎with a Balloon) and finally option 4 ‎including seven recreational activities (Sunbathing ‎on the Beach Atv's on the Beach -Camping in ‎‎‎Mangrove ‎‎Forest -Watching Muddy ‎Islands and ‎Forest -Walking in the Forest -Watching Marine ‎‎Wildlife -Visiting the Forest ‎‎with a Balloon). The results of the evaluation of the criteria also ‎revealed that the highest weight was assigned to the criterion of sea infrastructure and existing ‎ports, Finally, the ‎ranking of recreational activities indicates that the highest priority is related to option 2, and the ‎next priorities include options 3, 1, and 4, respectively. ‎

    Conclusion

    In general, according to the obtained results, one of the most important factors in ‎the development of sustainable nature tourism, as well as the possibility of utilizing the potential ‎and tourist attractions in natural ecosystems, is the zoning and prioritization of recreational ‎activities according to the environmental conditions of the area. Considering that the mangrove ‎forests of Khamir and Qeshm are among the valuable protected reserves of the southern coasts ‎of the country, prioritizing recreational activities in suitable areas and outside the protection ‎zones of the region can protect these natural habitats and sustainably use the capacity of natural ‎resources and the appropriate distribution of recreational activities in the area.‎

    Keywords: Beach-sea recreational activities, Zoning, prioritization, Khamir, Qeshm mangrove ‎forests.‎
  • Mozhdeh Mashkour *, Davood Rasouli Pages 115-131
    Background and objective
    One of the ways to supply wood raw material is to plant fast-growing species, with regards to the lack of forest resources and the increase in demand for wood and its products. One of the fast-growing species cultivated in our country is Paulownia fortune, which has unique characteristics. Nowadays these valuable materials are modified in various ways, due to the importance of optimal use of wood in various applications.. Thermal modification, as an efficient and environmentally friendly method, is a suitable option for improving the characteristics of fast-growing wood species. Therefore, in this study, the effect of thermal treatment in air and oil on some physical and mechanical properties of Paulownia fortunei wood was investigated.
    Materials and methods
    The wood used in this research was three trunks of Paulownia tree (Paulownia fortune) from Shasat Kalate forest of Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources. The wood was dried in the open air after turning into boards. Then wooden samples with straight fibers and flawless appearance were prepared from them. The samples were modified by two thermal modification methods in air and oil. Thermal modification in air was done according to Thermo-D process (at 212 ± 3 ◦C and 2 hours). Also, thermal modification with rapeseed oil was used for the treatment of samples with the same temperature conditions as the method of thermal modification in air. Then colorimetric test, bending strength, hardness, impact resistance, water absorption and thickness shrinkage tests were performed on the samples.
    Findings
    Results revealed that heat treatment with both methods had a significant effect on density, volumetric shrinkage and water absorption, colorimetry, impact resistance, hardness resistance, modulus of rupture and modulus of elasticity. In general, heat treatment with both methods caused a decrease in density, water absorption and elongation, brightness index, impact resistance, hardness, modulus of rupture and modulus of elasticity. The density, water absorption and volumetric shrinkage of the samples treated in oil were higher compared to the samples treated in air. The impact resistance, hardness resistance, modulus of rupture and modulus of elasticity of the samples treated in oil were significantly higher compared to the samples treated in air.
    Conclusion
    In general, Paulownia fortune treated in oil showed relatively better physical and mechanical properties compared to the one treated in air. Therefore, heat treatment in oil is a more effective method to improve the physical and mechanical properties of Paulownia fortune wood compared to heat treatment in air.
    Keywords: Thermal modification, Rapeseed oil, Paulownia fortune wood, Thermowood, Physical, mechanical properties
  • Ahmadreza Najafi Moghadam, Ali Rafighi *, Hosein Yousefi Pages 133-147
    Background and objectives

    Due to its many applications in other industries, nanocelluloses have attracted the attention of governments and investors. The recognition and potential of nanocellulose has encouraged countries to invest in this green product. However, in Iran, Production of nanocellulose is still in the laboratory Scale due to unidentified challenges and thus, it has not yet reached the huge production. Therefore, the purpose of this research is to identify the strengths, weaknesses, opportunities, and risks of the proposed situation and the use of nanocellulose in Iran using the SWOT method.

    Materials and methods

    The indicators affecting the state of supply and demand of nanocellulose were presented and completed and identified by 10 experts consisting of academic professors and private manufacturing and technology companies and knowledge-based in three stages (or three rounds) by Delphi questionnaire. Then, using the studies and opinions of the scientific professors of the related field and several member manufacturing companies, the internal factors (strengths and weaknesses) and external factors (opportunities and threats) affecting the supply and demand situation of nanocellulose were identified in the separate tables of the SWOT analysis.

    Results

    In the strengths of 8 indicators (creating high added value to the raw material and nanocellulose products - diversity and availability of the raw material - biocompatibility and biodegradability of the nanocellulose product - the ability to produce a new generation of efficient products with nanocellulose - creating sustainable development with the commercialization of nanocellulose - The share of manpower with high local technical knowledge - the need for less space for the production of nanocellulose - the variety of nanocellulose products) and in the weak points of 9 indicators (the size change of nanocellulose during drying - the high cost of energy, operation, land and machinery - the need for High investment - high cost of drying nanocellulose - lack of investment by the government and banks - low production efficiency - lack of efficiency of the equipment in companies for use in nanocellulose - production in the form of nanocellulose gel (with water) - expensiveness of nanocellulose production method compared to competitors ) and the opportunity points of 7 indicators (use of nanocellulose in various fields - high innovation and virginity of the field of nanocellulose applications - attracting foreign investors and the private sector - suitable export markets in the region - the possibility of accessing the technical knowledge of other countries' production - the need for high research and development - Government support for the nanocellulose production industry - high acceleration of transformation in nanocellulose products in the world) and opportunity points of 8 indicators (raw materials and alternative products - customization of nanocellulose - low price of raw materials and competing products - expensiveness of nanocellulose - lack of special production machines and equipment - Managers' lack of risk-taking in using hi-tech and new products-difficulty introducing and promoting new products in the market) were identified, each of which affects the supply and demand of nanocellulose.

    Conclusion

    The indicators affecting the supply and demand of nanocellulose were identified by experts through the Delphi and SWOT methods, and these factors have a significant effect on it, and by applying the presented solutions, mass production and commercialization of nanocellulose can be achieved in Iran.

    Keywords: Nanocellulose, supply, demand, SWOT
  • Behnam Gholampoor, Saeed Mahdavi * Pages 149-167
    Background and Objectives

    Paper recycling currently is considered one of the most important solutions for the environmental and sustainable production of paper products. In addition to reducing the consumption of various resources such as water, energy, and virgin fibers using this process, the paper recycling rate is continuously increasing in different countries due to less pollution. Most of the recycled paper is usually used to produce packaging paper and board. Paper and paperboard should not only possess dry-strength, but also must be able to provide the required strength at wet condition for the packaging of products that need to be kept in the cold and freezer condition. For this purpose, different procedures such as refining and additives can be used. This research investigates the independent effect of each factor as well their interaction effect in order to improve the characteristics of office deinked pulp (DIP) for producing packaging paperboard.

    Materials and Methods

    DIP was obtained from Latif Paper Company. After refining the pulp to SR = 30, additives including cationic corn starch (at the levels of 1, 1.4, 2, and 3w%), wet strength resin (at the levels of 1, 2, and 3w%), and AKD (at the levels of 1, 2, and 3w%) were separately added to the pulp suspension based on the dry weight of pulp in order to manufacture handsheets with the basic weight of 120 g/m2. In order to compare and determine the effect of optimum treatment of the additives on the treated pulp, tests i.e. water absorption, tensile strength, burst and tear strength of the handsheets, as well as wet strength retention and absolute wet strength retention were measured. The relative retention strength was measured after determining the independent effect of each treatment on the tensile strength, burst, and tear strength of handsheets in both wet and dry conditions. The effect of optimal combination treatment on the characteristics of handsheets was investigated and compared, when the optimal values of each independent treatment were determined.

    Results

    The independent effect of refining on the strength of handsheets made from DIP is statistically significant in the dry conditions. The results indicated that using 2w% cationic corn starch in the refined pulp could induce better performance in the term of increasing the strength of handsheets in dry conditions, specifically the tear strength, compared to the independent refining factor. Using wet strength resin and AKD also represented a significant increase in the strength of handsheets in the wet conditions and also a significant decrease in the water absorption compared to the control sample, respectively. Using of refining and optimal combination treatment of additives including 2w% cationic corn starch, 3w% wet strength resin, and 1w% AKD simultaneously caused a significant improvement in the wet and dry strength, and water absorption of handsheets.

    Conclusions

    All the properties of the handsheets were improved with the applying of optimal combination treatment including the refining of DIP and adding additives at the same time compared to the control sample, so it could be used for the packaging of products that should be stored in the refrigerator and freezer. The strengths of handsheets in the dry conditions are superior compared to the standard strength of bleached kraft paper according to the Iran national standard no. 2875 except for tear strength. The measurement of absolute relative retention wet strength demonstrated that the performance of the combination treatment is very suitable compared to other previous research reports. The combination treatment significantly has reduced the paper water absorption by 22 g/m2, which is suitable for paper storage in the freezer.

    Keywords: Deinked paper pulp, Refining, additives, wet strength, Water absorption