فهرست مطالب

فصلنامه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل
سال سی‌ام شماره 4 (زمستان 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/10/01
  • تعداد عناوین: 8
|
  • مریم قربانی کوکنده*، نادیا طالبی، مجتبی امینی نسب، فروغ دستوریان صفحات 3-16
    سابقه و هدف
    فرآورده مرکب چوب پلاستیک از اختلاط پلیمرهای گرمانرم با پرکننده های آلی، معدنی و طبیعی تشکیل شده است. ناسازگاری پرکننده های طبیعی با ماده زمینه ای پلیمری غیرقطبی، موجب چسبندگی ضعیف در سطح مشترک بین الیاف چوب و زمینه پلیمر و عدم انتقال تنش از زمینه پلیمر به الیاف چوب می شود که به افت خواص مکانیکی و فیزیکی فرآورده ی مرکب چوب پلاستیک حاصل می انجامد. بر اساس تحقیقات پیشین، علاوه بر بکارگیری جفت کننده برای بهبود چسبندگی و اتصال بین الیاف و ماده زمینه پلیمری، اصلاح پرکننده های طبیعی نیز می تواند به ارتقای خواص فرآورده مرکب چوب پلاستیک منتهی گردد. در پژوهش حاضر، اثر اصلاح شیمیایی پرکننده های لیگنوسلولزی با ترکیبات آکریلاتی گلیسیدیل متاکریلات و مونومر متیل متاکریلات بر خواص کاربردی فرآورده مرکب چوب پلاستیک پلی پروپیلن بررسی شده است.
    مواد و روش ها
    آردچوب گونه صنوبر با گلیسیدیل متاکریلات (GMA)و تلفیق گلیسیدیل متاکریلات/مونومر متیل متاکریلات (GMA/MMA) تحت گاز آرگون اصلاح شد و تغیرات ساختار شیمیایی، پایداری حرارتی و خواص فیزیکی آرد چوب های شاهد و اصلاح شده ارزیابی گردید. نمونه های فرآورده ی مرکب چوب پلاستیک با استفاده از آرد چوب شاهد و پلی پروپیلن به نسبت های وزنی 80:20، 70:30 و 60:40 درصد، بدون و با انیدرید مالئیک پیوند شده به پلی پروپیلن به عنوان جفت کننده، و در همان نسبت وزنی اختلاط با آرد چوب اصلاح شده با گلیسیدیل متاکریلات و گلیسیدیل متاکریلات/متیل متاکریلات به روش قالب گیری تزریقی ساخته شدند. ارزیابی خواص فیزیکی فرآورده چوب پلاستیک حاصل مطابق استانداردD 570 ASTM و ریخت شناسی نمونه ها با استفاده از تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی انجام شد.
    یافته ها
    بر اساس یافته های این پژوهش، اصلاح با ترکیبات آکریلاتی گلیسیدیل متاکریلات و متیل متاکریلات با تغییر ساختار شیمیایی، بهبود معنی داری در پایداری حرارتی و خواص فیزیکی آرد چوب ایجاد کرد. بر اساس نتایج طیف سنجی، تغییرات شیمیایی ناشی از اصلاح تلفیقی گلیسیدیل متاکریلات/متیل متاکریلات درحضور بنزوئیل پراکساید، به دلیل تکرار واحدهای مونومری متیل متاکریلات، نسبت به اصلاح دیواره ای گلیسیدیل متاکریلات محسوس تر بود. با افزایش نسبت پرکننده طبیعی، جذب آب فرآورده ی مرکب چوب پلاستیک حاصل افزایش یافت. اصلاح آرد چوب با ترکیب دوعاملی گلیسیدیل متاکریلات به بهبود چسبندگی و سازگاری پلیمر متیل متاکریلات با دیواره سلولی آرد چوب انجامید. واکنش دیواره سلولی با گلیسیدیل متاکریلات از طریق تغییر ساختار هلوسلولز و کاهش گروه های هیدروکسیل، پتانسیل جذب رطوبت دیواره سلولی را کاهش داد و افزایش سازگاری پرکننده آرد چوب با متیل متاکریلات و زمینه پلیمری، خواص فیزیکی فرآورده ی چوب پلاستیک حاصل را بهبود بخشید.
    نتیجه گیری
    در مقایسه بین دو اصلاح گلیسیدیل متاکریلات و تلفیق گلیسیدیل متاکریلات/متیل متاکریلات، اصلاح تلفیقی با ایجاد ساختاری یکنواخت تر و سازگاری مطلوب تر بین اجزا، بهبود محسوس تری در خواص فیزیکی فرآورده ی حاصل، نسبت به اصلاح دیواره ای گلیسیدیل متاکریلات ایجاد کرد که این اثر با افزایش نسبت پرکننده محسوس تر شد.
    کلیدواژگان: فرآورده مرکب چوب پلاستیک، اصلاح آکریلاتی، پایداری حرارتی، خواص فیزیکی، ریخت شناسی
  • انوشه فاضلی، مهدی مشکور*، حسین یوسفی، مهرداد مشکور صفحات 18-37
    سابقه و هدف
    مواد کربنی با داشتن امتیازاتی چون ثبات شیمیایی و گرمایی، رسانایی الکتریکی، سطح ویژه و تخلخل زیاد در ساخت الکترودها بسیار متداول می باشند. مواد کربنی بر پایه چوب در دستگاه های ذخیره انرژی الکتروشیمیایی، عملکرد خازنی مناسبی داشته و سبب افزایش ذخیره بار می گردد؛ اما چوب رسانایی الکتریکی کافی به عنوان الکترود کربنی نداشته و به منظور تقویت عملکرد آن، کامپوزیت های مواد کربنی با سایر مواد رسانا سنتز شده اند. در این پژوهش خصوصیات فیزیکی-شیمیایی و الکتروشیمیایی الکترودهای کربنی نانوکامپوزیتی مشتق شده از چوب واجد ذرات چارچوب فلز-آلی منگنز (Mn-MOF) سنتز شده به روش درجا و کارایی این الکترودها به عنوان کاتد در پیل سوختی میکروبی رسوبی بررسی و با عملکرد الکترودهای چوب پیرولیز شده شاهد و نمد کربنی تجاری مقایسه شد.
    مواد و روش ها
    قطعه هایی از برون چوب چنار خاوری (Platanus orientalis) به عنوان ماده اولیه لیگنوسلولزی در دمای °C 700 و نرخ گرمایش°C min-1 5 در کوره تحت اتمسفر گاز بی اثر آرگون با دبی جریان mLmin-1 100 و زمان ماند 1 ساعت پیرولیز شد. پس از پیرولیز، نمونه های چوب کربنیزه با آب مقطر شست وشو و در آون خشک شدند. به منظور سنتز درجای Mn-MOF و ساخت الکترودهای کامپوزیتی CW/ Mn-MOF از منگنز (II) استات چهارآبه و لیگاند 5،3،1- بنزن تری کربوکسیلیک اسید استفاده شد. در پایان، نمونه ها با اتانول شسته و در آون خشک شدند. پیرولیز ثانویه با نرخ گرمایش°C min-1 5 تا دمای °C 900 و زمان ماند 2 ساعت در جریان دائمی گاز آرگون انجام شد.
    یافته ها
    نتایج این پژوهش نشان داد پس از پیرولیز، از نظر ریخت شناسی ساختار متخلخل و کانال های به هم پیوسته و مستقیم چوب حفظ شد. علاوه بر آن سنتز درجای Mn-MOF روی بستر چوب کربنیزه موفقیت آمیز بود. نتایج طیف سنجی رامان، افزایش میزان بی نظمی و ناجوراتمی در ساختار الکترودهای نانوکامپوزیتی تهیه شده را در مقایسه با نمونه چوب پیرولیز شده شاهد نشان داد. الگوهای پراش پرتوی ایکس دلالت بر حضور ساختار کربن آمورف و گرافیتی در الکترودهای تهیه شده داشت. علاوه بر آن، الکترودهای کربنی دوپه شده با چارچوب های فلز-آلی منگنز در مقایسه با الکترودهای شاهد و نمد کربنی، کم ترین امپدانس و بیش ترین چگالی توان را نشان داد.
    نتیجه گیری
    بر طبق نتایج، کربنیزاسیون در دمای بالا، سبب گرافیتی شدن ماده چوبی و رسانایی الکتریکی آن می شود. دوپه کردن الکترودهای کربنی و ساخت الکترود کربنی کامپوزیتی مبتنی بر چوب پیرولیز شده حاوی چارچوب فلز-آلی منگنز موجب تقویت عملکرد الکتروشیمیایی کاتد در پیل سوختی میکروبی رسوبی گردید. اثر هم افزایی حاصل از رفتار شبه خازنی چارچوب فلز-آلی منگنز به همراه رفتار خازنی دولایه کربن، موجب بهبود عملکرد کلی پیل گردید.
    کلیدواژگان: چارچوب های فلز-آلی، الکترود، پیل سوختی میکروبی رسوبی، ذخیره انرژی، چگالی توان
  • محمدرضا دهقانی فیروزآبادی* صفحات 40-56
    سابقه و هدف

    اگرچه، هدف اصلی از کشت گیاه بزرک (Linum usititassimum L)، تولید بذر و استخراج روغن از آن است، اما مقادیر قابل توجه الیاف بلند پوست ساقه این گیاه می تواند منبع بسیار مناسب الیاف بلند مورد استفاده در صنایع کاغذسازی باشد. در این تحقیق سعی گردیده است که علاوه بر بررسی ویژگی های کمی، کیفی و خمیرسازی گیاه بزرک، به اثر فاصله کاشت این گیاه بر روی این ویژگی ها نیز توجه گردد.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در ماه های مه تا اوت 2015 در مزرعه UPark دانشگاه مین امریکا اجرا شد. آزمایشات با استفاده از کرت های خرد شده در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی انجام گرفت. فاکتورهای اصلی شامل 4 فاصله کاشت (0/9، 1/5، 2/2 و 4/4 سانتی متر) و فاکتورهای فرعی شامل 3 زمان برداشت (50، 75 و 100 روز پس از کشت) بودند. فاصله بین ردیف های کاشت 4/25 سانتی متر و هر کرت شامل 5 ردیف به طول 2 متر بود. در زمان های 50، 75 و 100 روز پس از کاشت، قطر و طول ساقه 30 نمونه از هر سه ردیف میانی هر کرت اندازه گیری شد. پس از برداشت نمونه ها، اجزای مختلف گیاه (مغز ساقه، پوست ساقه، برگ، ریشه و کپسول میوه) در آزمایشگاه اندازه گیری و درصد وزنی آنها در هر هکتار محاسبه شد. همچنین، بیومتری الیاف پوست و مغز ساقه نیز انجام گرفت. آزمایشات خمیرسازی نیز از پوست و کل ساقه با دو روش دی اکسید گوگرد- اتانول- آب (SEW) و سودا صورت گرفت. تمام آنالیزهای آماری با استفاده از نرم افزار SPSS انجام شد و مقایسه میانگین ها با استفاده از آزمون دانکن در سطح 1 و 5 درصد انجام گرفت.

    یافته ها

    نتایج آنالیز واریانس نشان داد که اثر عوامل متغیر بر طول و قطر ساقه بزرک در سطح 1 درصد معنی دار بود، در حالی که اثر متقابل آنها معنی دار نبود. افزایش فاصله کاشت منجر به عملکرد بیشتر ساقه، ریشه، برگ و کپسول میوه شد. با وجود کاهش درصد پوست ساقه بزرک از 33 به 4/25 درصد زمانی که فاصله کاشت از 9/0 سانتی متر به 4/4 سانتی متر افزایش یافت، عملکرد کلی ساقه به طور قابل توجهی افزایش یافت. بیش ترین الیاف پوست و مغز (به ترتیب 4700 و 608 میکرون) در فاصله کاشت 9/0 سانتی متر و کمترین آن ها (به ترتیب 4080 و 510 میکرون) در فاصله کاشت 4/4 سانتی متر مشاهده شد. نتایج خمیرسازی از کل ساقه بزرک به دو روش سودا و SEW نشان داد که بیش ترین و کم ترین درصد بازده به ترتیب با مقادیر 9/62 و 57/48 درصد مربوط به زمان های 30 و 90 دقیقه فرآیند SEW می باشد. نتایج آنالیز واریانس نشان داد اثرات مستقل فاصله کاشت و اجزای ساقه بر عدد کاپای خمیر SEW به ترتیب در سطوح 5 و 1 درصد معنی دار بود. بیشترین عدد کاپای خمیر (12/62) مربوط به خمیر حاصل از مغز بزرک کاشته شده در فاصله 4/4 سانتی متر بود، در حالی که کمترین آن (88/14) مربوط به پوست بزرک با فاصله کاشت 9/0 سانتی متر بود. طبق گروه بندی آزمون دانکن، اختلاف معنی داری بین مقادیر عدد کاپای خمیر حاصل از مغز کتان کاشته شده در فواصل 9/0 و 4/4 سانتی متری مشاهده نشد.

    نتیجه گیری

    با افزایش فاصله کاشت گیاه بزرک: به لحاظ کمی، عملکرد پوست و مغز ساقه افزایش می یابد. به لحاظ کیفی، طول الیاف پوست و مغز کاهش می یابد؛ به گونه ای که همواره طول الیاف پوست درحدود 8 برابر طول الیاف مغز می باشد. به لحاظ خمیرسازی نیز عدد کاپا و بازده خمیر SEW حاصل از پوست و همچنین مغز ساقه افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: بزرک، فاصله کاشت، فرآیند سودا، فرآیند SEW، خمیرسازی
  • مهدی مهماندوست، مرضیه رضایی*، رسول مهدوی، مریم مصلحی، سلطان رون صفحات 57-72
    سابقه و هدف

    آتش سوزی، از جمله بحران های اقلیمی و عوامل تهدید رویشگاه های مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می رود و از طرفی، با کاهش توان اکولوژیک متاثر از آن، روند بیابانی شدن این بوم سازگان ها را تشدید می کند. واکنش گونه ها در رویشگاه های مختلف به آتش سوزی متفاوت است. از این رو، پژوهش حاضر به بررسی تاثیر آتش سوزی بر خصوصیات خاک رویشگاه های گز شاهی (Tamarix aphylla (L.) Karst) نیاتک در استان سیستان و بلوچستان می پردازد.

    مواد و روش ها

    طرح آماری در قالب طرح کاملا تصادفی و نمونه برداری به صورت خط نمونه است. پس از پیمایش در منطقه، توده هایی که مدت زمان آتش سوزی در آن 10 سال گذشته بود و توده شاهد، انتخاب و در هریک توده ای یک هکتاری با ابعاد 100 در100 متر به صورت تصادفی انتخاب و بر روی اضلاع مربع مشخص شده و فاصله تقریبی 50 متری از اضلاع خطی پیاده شد. سپس، پلات هایی با ابعاد 5 در 5 متر در فواصل تقریبی50 متر از یکدیگر پیاده شد (دو ضلع موازی مربع با خط تقارن بین آنها به عنوان سه ترانسکت، هر ترانسکت شامل سه پلات و در مجموع شامل 9 پلات). پس از پیاده کردن پلات، 5 نمونه خاک از چهار گوشه و مرکز پلات از عمق 30-0 سانتی متر در بهمن ماه برداشت انجام شد. هر 5 نمونه با هم ترکیب و یک نمونه ترکیبی از آن حاصل شد و برای آنالیز آزمایشگاهی به آزمایشگاه انتقال یافت تا خصوصیات فیزیکی (رطوبت و وزن مخصوص ظاهری) و خصوصیات شیمیایی (سدیم، پتاسیم تبادلی، فسفر، نیتروژن، کربن آلی، هدایت الکتریکی و اسیدیته) تعیین گردید. تجریه و تحلیل آماری در بخش فیزیکوشیمیایی خاک با استفاده از آزمون تی تست و آزمون ناپارامتریک من ویتنی یو انجام شد.

    یافته ها

    بر طبق یافته ها، نتایج تعداد 93 و 56 درخت در هکتار، 11 و 25 نهال زیر یک متر، 2 و 30 درصد درختان به صورت جست به ترتیب در توده شاهد و آتش سوزی شده مشاهده شد. خصوصیات فیزیکی خاک حاکی از کاهش رطوبت خاک در اثر آتش سوزی در مقایسه با شاهد و افزایش وزن مخصوص ظاهری در توده آتش گرفته بود. بررسی خصوصیات شیمیایی خاک نشان داد، درصد نیتروژن خاک، فسفر قابل جذب، پتاسیم تبادلی و کربن آلی خاک در توده شاهد بیشتر از توده آتش گرفته است (05/0≤p). متغیر اسیدیته، تفاوت معنی داری در بین دو پلات آتش گرفته و شاهد نشان نداد (05/0P≥) اما هدایت الکتریکی در توده آتش گرفته بیشتر از توده شاهد بود (05/0≤p).

    نتیجه گیری

    برطبق نتایج، آتش گرفته منجر به تغییرات تراکم و زادآوری پوشش گیاهی و همچنین خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک می گردد. با وجود گذشت 10 سال از آتش سوزی، بوم سازگان گز شاهی نتوانست بازسازی لازم را انجام داده و همچنان، تفاوت در خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک و همچنین تراکم در بین دو پلات آتش گرفته و شاهد وجود دارد و توده به حالت اولیه بازنگشته است.

    کلیدواژگان: خصوصیات شیمیایی، کربن آلی خاک، خصوصیات فیزیکی خاک
  • زهرا عزیزی پور، رحیم ملک نیا*، مهدی رحیمیان صفحات 74-91
    سابقه و هدف
    مشارکت شهروندان در مدیریت جنگل های شهری، می تواند باعث بهبود شرایط این جنگل ها و تجربه شهروندان در استفاده از این منابع شود. با اینحال، تمایل افراد به مشارکت در جنگل های شهری می تواند تحت تاثیر فاکتورهای مختلف باشد. همچنین موانع و زمینه-های مشارکت از دیدگاه شهروندان برای برنامه ریزی مدیریت مشارکتی این منابع اهمیت دارد. این مقاله به بررسی تمایل افراد به مشارکت در مدیریت جنگل های شهری با تاکید بر عوامل اجتماعی-اقتصادی و گروه های مختلف، موانع و زمینه های موجود برای مشارکت می پردازد.
    مواد و روش ها
    تحقیق حاضر در جنگل های شهری خرم آباد صورت گرفت. جامعه آماری تحقیق شاما بازدیدکنندگان جنگل های شهری بودند. تعداد نمونه بر اساس روش کرجسی-مورگان 400 نفر تعیین و نمونه برداری با روش انتساب متناسب صورت گرفت. داده های تحقیق با استفاده از پرسش نامه محقق ساخت تهیه شدند. پرسش نامه قبل از جمع آوری داده ها، از نظر روایی و پایایی مورد بررسی قرار گرفت و تایید شد. ارتباط میان تمایل به مشارکت و متغیرهای مختلف اجتماعی-اقتصادی، از جمله تعداد افراد خانوار، سابقه سکونت در شهر، سطح تحصیلات و تعداد بازدیدهای سالانه از جنگل های شهری، مورد بررسی قرار گرفته است. داداه های جمع آوری شده با استفاده از آمار توصیفی و استنباطی مورد تحلیل قرار گرفتند.
    یافته ها
    نتابج مطالعه نشان داد که از دید بازدیدکنندگان عدم تاثیر مشارکت بر برنامه های مدیریتی (26%) و نبود تشکل های مردمی فعال در این زمینه (25%) مهمترین موانع مشارکت شهروندان هستند. همچنین تذکر و آموزش به شهروندان، جمع آوری زباله و حفاظت از گونه های درختی مهمترین زمینه های مشارکت در مدیریت این منابع بودند. ارزش های تفرجی، ارزش های زیباشناختی، بهبود سلامت جسم و روح و کاهش آلودگی هوا، مهمترین کارکردهای این جنگل ها از نظر بازدیدکنندگان رتبه بندی شدند. نتایج نشان داد که تمایل به مشارکت در مدیریت جنگل های شهری بین گروه های مختلف متفاوت است. زنان نسبت به مردان تمایل بیشتری به مشارکت دارند و افراد مجرد نسبت به افراد متاهل تمایل بیشتری به مشارکت در مدیریت جنگل های شهری از خود نشان می دهند. همچنین، افراد عضو انجمن ها یا گروه های محیط زیستی و صفحات محیط زیستی مجازی، نسبت به افرادی که در این گروه ها عضویت ندارند، تمایل بیشتری به مشارکت در مدیریت جنگل های شهری دارند. با افزایش سابقه سکونت در شهر، تمایل افراد به مشارکت نیز افزایش می یابد. همچنین، تحصیلات فرد و تعداد بازدیدهای سالانه از جنگل های شهری نیز با تمایل به مشارکت در مدیریت این جنگل ها رابطه مثبت و معنی داری دارند.
    بحث و نتیجه گیری
    نتایج تحقیق نشان داد که اگرچه افراد بر اساس ویژگی های اقتصادی-اجتماعی دارای تمایلات متفاوتی برای مشارکت در مدیریت جنگل های شهری هستند، اما به دلیل وجود تمایل افراد برای مشارکت، زمینه برای برنامه ریزی های مشارکتی مردم وجود دارد. لازم است که مدیران شهری با برنامه ریزی و برنامه های آموزشی-ترویجی، زمینه مشارکت مردم را فراهم کنند.
    کلیدواژگان: جنگلداری شهری، مشارکت اجتماعی، مدیریت مشارکتی جنگل، مشارکت عمومی
  • حسان علی، جهانگیر محمدی* صفحات 93-110
    سابقه و هدف
    جنگل های دست کاشت امروزه یکی از مهم ترین منابع ذخیره کربن جنگلی و از عوامل کاهش دهنده روند تخریبی عرصه های طبیعی هستند. زی توده روی زمینی درختان نقش اساسی در مدیریت پایدار جنگل و در کاهش روند گرم شدن کره زمین و یک منبع اطلاعاتی مهم محسوب می شود. معادلات آلومتریک ابزاری مهم برای کمی کردن زی توده روی زمینی درختان در جنگل ها هستند. در سال های اخیر، فنون سنجش ازدور با استفاده از روش های ناپارامتریک مانند الگوریتم رندوم فارست به طور گسترده برای برآورد زی توده درختان جنگل مورد استفاده قرارگرفته است. در این تحقیق قابلیت داده های سنتینل 2 با استفاده از الگوریتم رندوم فارست در برآورد زی توده روی زمینی توده های جنگلی دست کاشت عرب داغ استان گلستان مورد ارزیابی قرار گرفت.
    مواد و روش ها
    در این مطالعه از اطلاعات زی توده 180 قطعه نمونه دایره ای به مساحت 400 مترمربع حاصل از روش نمونه برداری خوشه ای استفاده شد. همچنین مختصات مراکز قطعات نمونه با استفاده از DGPS ثبت شد. زی توده روی زمینی قطعات نمونه از معادلات آلومتریک تهیه شده است. در این بررسی از داده های سنتینل 2 که پیش پردازش رادیومتری و هندسی شده بودند استفاده شد و براساس آن، شاخص های مختلف پوشش گیاهی تهیه شد. در اجرای الگوریتم رندوم فارست ارتباط بین مشخصه ی زی توده به عنوان متغیر وابسته و ارزش های طیفی شاخص های گیاهی تهیه شده به عنوان متغیرهای مستقل مورد بررسی قرار گرفت. مدل سازی با استفاده از 75 درصد قطعات نمونه (135 قطعه نمونه) با استفاده الگوریتم رندوم فارست صورت گرفت وارزیابی برآوردها با استفاده از 25 درصد قطعات نمونه (45 قطعه نمونه) انجام شد.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که در بین متغیرهای مستقل مورد استفاده شاخص ها NDVI و GNDVI دارای بیشترین همبستگی در برآورد زی توده روی زمینی را داشتند و الگوریتم رندوم فارست با 310 درخت و 5 پیش بینی کننده و درصد مجذور میانگین مربعات خطا 83/35 درصد و ضریب تبیین 51/0 توانسته است که زی توده روی زمینی توده های دست کاشت عرب داغ را برآورد نمایند. همچنین نتایج نشان داد که الگوریتم رندوم فارست با استفاده از داده های سنتینل 2، مقادیر زی توده روی زمینی درختان را بیشتر از مقدار واقعی برآورد نموده اند. بین مقادیر زی توده روی زمینی برآورد شده و واقعی تفاوت معنی داری در سطح احتمال 95 درصد وجود ندارد (p-value > 0.05).
    نتیجه گیری
    نتایج این تحقیق نشان داد که داده های سنتینل 2 با دقت قابل قبول توانسته اند زی توده روی زمینی توده های دست کاشت عرب داغ را برآورد نمایند و باتوجه به نتایج حاصل شده در این مقاله می توان گفت که اطلاعات باندهای اصلی و شاخص های طیفی نقش مهم در برآورد زی توده روی زمینی داشتند.
    کلیدواژگان: الگوریتم رندوم فارست، مادون قرمز نزدیک، معادلات آلومتریک، نمونه برداری خوشه ای، سنجش از دور
  • اسماء امیری قنات سامان، بابک پیله ور*، کامبیز ابراری واجاری صفحات 111-129
    سابقه و هدف
    ورود گونه های گیاهی غیربومی با اهداف ارائه کالاها و خدمات مختلفی انجام می شود. برخی از این گونه ها اثرات منفی در اکوسیستم نشان نمی دهند، در حالیکه بعضی دیگر موجب اختلال در زیستگاه ها می شوند. با توجه به این موضوع تلاش برای اطلاع از اثرات مثبت و منفی این گونه ها امری ضروری است. پالونیا یکی از گونه های چوب ده و تندرشد صنعتی غیربومی است که اختلاف نظر درباره اثرات مثبت و منفی کشت آن در عرصه های جنگلی و غیر جنگلی در میان صاحب نظران و متخصصان وجود دارد. بر اساس مطالعات انجام شده تحقیقات اندکی بر روی این گونه خصوصا سرشت تهاجمی آن در کشور ایران انجام شده است. این پژوهش سعی دارد با تکیه بر روش های علمی به مطالعه توده کشت شده این گونه در جنگل تحقیقاتی شصت کلاته بپردازد.
    مواد و روش ها
    این مطالعه در جنگل آموزشی و پژوهشی شصت کلاته صورت گرفت. جمع آوری داده ها در یک توده آمیخته با جنگل کاری پالونیا و تجدیدحیات گونه های بومی و یک توده با تجدیدحیات طبیعی گونه های بومی به مساحت هر یک حدود 5/2 هکتار انجام پذیرفت. تمامی درختان با قطر برابرسینه بیش از پنج سانتیمتر اندازه گیری شدند. متغیرهای گونه، قطر برابرسینه (سانتی متر)، ارتفاع درخت (متر) و قطر تاج (متر) اندازه گیری و ثبت شدند. مختصات مکانی همه ی درختان شامل گونه غیربومی پالونیا فورتونی (Paulownia fortunei) و درختان بومی افرا پلت (Acer velutinum Bioss)، افرا شیردار (Acer cappadocicum Gled) و ممرز (Carpinus betulus L.) ثبت شد. به منظور بررسی کنش متقابل و تعامل بین گونه ها از آماره دومتغیره او-رینگ و تابع دومتغیره همبستگی نشان دار که مبتنی بر فاصله هستند، استفاده شد. جهت مقایسه متغیرهای زیست سنجی گونه های بومی در دو توده از آماره t مستقل استفاده شد.
    یافته ها
    نمودارهای حاصل از آماره ی او-رینگ بین گونه پالونیا و گونه های بومی حاکی از آن است که ارتباطات عموما از نوع جذب یا مستقل است. همچنین نتایج برحسب توابع همبستگی نشان دار، نشان داد که بین گونه پالونیا و شیردار برمبنای متغیر ارتفاع درخت، ارتباطات منفی، ازنظر قطربرابرسینه و قطر تاج، تعاملات منفی و یا مستقل است. تعاملات بین گونه پالونیا و ممرز بر مبنای متغیر ارتفاع و قطر تاج مستقل و یا منفی و ازنظر متغیر قطر برابرسینه، در تمامی فواصل ارتباطات مستقل است. همچنین بین گونه پالونیا و افرا پلت، ازنظر ارتفاع و قطر تاج کنش ها از نوع مثبت، یا منفی و یا مستقل و از نظر قطربرابرسینه تعاملات جذب و یا مستقل نشان داده شد. به طور کلی نوع ارتباطات در فواصل مختلف متفاوت بود. همچنین نتایج برحسب آماره t مستقل نشان داد که میانگین قطربرابرسینه و قطر تاج گونه شیردار در منطقه جنگل کاری با پالونیا بیشتر و ازنظر ارتفاع اختلاف معنی داری ندارند. درختان ممرز از نظر ارتفاع در منطقه شاهد دارای میانگین بیشتری و ازنظر قطر تاج در منطقه جنگل کاری با پالونیا دارای میانگین بیشتر و ازنظر قطربرابرسینه اختلاف معنی داری ندارند. درختان افرا پلت نیز میانگین قطربرابرسینه و قطر تاج آن ها در منطقه جنگل کاری با گونه پالونیا بیشتر و از نظر ارتفاع، میانگین کمتری نسبت به منطقه شاهد دارند.
    نتیجه گیری
    با توجه به اینکه پالونیا گونه ای تندرشد است، این رشد سریع، خود را در مولفه های ارتفاع، قطربرابرسینه و تاج نشان می دهد؛ اما در گونه های بومی این سرعت رشد وجود ندارد. از طرفی نشان های به کاررفته در تابع همبستگی نشان دار مشتمل بر متغیرهای ارتفاع، قطربرابرسینه، قطر تاج است، بنابراین می توان علت تاثیر منفی در نتایج تابع همبستگی نشان دار و آماره t مستقل را به تفاوت سرشت و ماهیت گونه ها مرتبط دانست. به منظور معرفی یک گونه به عنوان مهاجم نیاز به تحقیقات جامع و مطالعه اثرات آن بر سایر جنبه های اکوسیستمی از قبیل تجدید حیات گونه های بومی، ترکیب پوشش گیاهی و خاک منطقه می باشد
    کلیدواژگان: پالونیا، رقابت بین گونه ای، آماره او-رینگ، تابع همبستگی نشان دار
  • آیدین پارساخو*، ایوب رضایی مطلق، زهره غلامی صفحات 131-145
    سابقه و هدف

    خاک های ریزدانه غالبا دارای مشکلاتی از جمله قابلیت بارگذاری و مقاومت برشی پایین، دشواری تراکم و نشست می باشند. از این رو تثبیت خاک های ریزدانه با مواد افزودنی همواره مورد توجه مهندسین راه سازی بوده است. از سوی دیگر امروزه استفاده از مواد ضایعاتی در تثبیت خاک با توجه به اقتصادی بودن آن رایج شده است. در این مطالعه از پودر سنگ که ضایعات کارگاه های سنگ بری محسوب می شود، برای تثبیت خاک های ریزدانه استفاده گردید.

    مواد و روش ها

    نمونه های خاک رس با خمیرایی کم (CL) با مقادیر متفاوت 0، 3، 5، 10 و 15 و 20 درصد خاک برش سنگ نسبت به خاک خشک) مخلوط شد. زمان عمل آوری خاک سنگ 7، 28 و 90 روز در نظر گرفته شد. در مرحله بعد ویژگی های ژئوتکنیکی شامل دانه بندی، حدودآتربرگ و مقاومت فشاری یا CBR مورد بررسی قرار گرفت. بررسی ویژگی های دانه بندی به روش الک تر، حدود آتربرگ به روش کاساگرانده و فتیله خمیری و مقاومت فشاری به کمک آزمایش بارگذاری کالیفرنیا در آزمایشگاه مکانیک خاک دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان انجام پذیرفت.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که با افزودن پودر سنگ، سهم بخش درشت دانه خاک افزایش یافت. به طوری که با افزودن 20 درصد پودر سنگ و با گذشت 28 روز، بیش از 60 درصد از وزن هر نمونه به ذرات با قطر بیشتر از 1/0 میلیمتر تعلق یافت. بین زمان های عمل آوری 28 روز و 90 روز تفاوت معنی داری از نظر حد روانی، شاخص روانی و ظرفیت بارگذاری وجود نداشت. اما مقادیر متغیرهای یادشده تفاوت معنی داری با ارقام ثبت شده در زمان عمل آوری 7 روز داشتند. افزودن پودر سنگ به نمونه-های خاک باعث کاهش حد روانی و شاخص خمیری شد. با افزودن 20 درصد پودر سنگ نمونه های خاک از حالت خمیری (شاخص خمیری = 25) به حالت خمیری متوسط (شاخص خمیری = 8) تبدیل شدند. علاوه بر این، بیشترین مقدار CBR یا همان ظرفیت بارگذاری خاک (19 درصد) با افزودن 20 درصد پودر سنگ به وجود آمد.

    نتیجه گیری

    در این مطالعه از پودر سنگ که ضایعات کارگاه های سنگ بری محسوب می شود، برای تثبیت خاک های ریزدانه استفاده گردید. نمونه های خاک پس از 28 روز نتیجه کلیه فعل و انفعالات مثبت و یا منفی ناشی از افزودن پودر سنگ را بروز داده و گذشت زمان بیشتر، تاثیر ملموسی بر خواص مکانیکی خاک ندارد. ضمن آنکه در تحقیق حاضر تغییرات مطلوب و مورد نظر در خواص مکانیکی خاک با افزودن 20 درصد پودر سنگ حاصل شد.

    کلیدواژگان: پودر سنگ، حدود آتربرگ، ظرفیت بارگذاری جاده، زمان عمل آوری، خاک CL
|
  • Maryam Ghorbani *, Nadia Talebi, Mojtaba Amininasab, Foroogh Dastoorian Pages 3-16
    Background and Objectives
    Wood plastic composites are produced of mixing thermoplastic polymers with organic, inorganic and natural fillers. The incompatibility of natural fillers with the non-polar polymer matrix results in weak adhesion at the interface of wood fibers with polymer and lack of stress transfer from the polymer to the wood fibers, which leads to a decrease in the mechanical and physical properties of the resulting product. Based on previous researches, in addition to using coupling agents to improve the adhesion between fibers and polymer matrix, modification of natural fillers can also improve the properties of wood-plastic composite products. In this research, the effect of chemical modification of lignocellulosic fillers with glycidyl methacrylate and methyl methacrylate on the functional properties of polypropylene wood plastic composite were investigated.
    Materials and Methods
    Poplar wood flour was modified with glycidyl methacrylate (GMA) and combination of glycidyl methacrylate/methyl methacrylate (GMA/MMA) under argon gas and the changes in chemical structure, thermal stability and physical properties of control and modified flours were evaluated. Samples of wood plastic composites made using control flour and polypropylene in weight ratios of 80:20, 70:30 and 60:40%, without and with MAPP, and flours modified with glycidyl methacrylate and glycidyl ethacrylate/methyl methacrylate in the same weight ratio of mixing by injection molding method. Physical properties of composites according to ASTM standard D 570 and morphology using field emission scanning electron microscope images was evaluated.
    Results
    Based on the findings of this research, modification with acrylate compounds including: glycidyl methacrylate and methyl methacrylate, by changing the chemical structure, created a significant improvement in thermal stability and physical properties of wood flour. Based on the FTIR results, the chemical changes of wood flour by combined modification of glycidyl methacrylate/methyl methacrylate under benzoyl peroxide were more obvious than the glycidyl methacrylate due to the polymerization of methyl methacrylate. With increase of natural filler ratio, the water absorption of the product increased. The wood flour modification with glycidyl methacrylate as a bifunctional agent improved the adhesion and compatibility of methyl methacrylate polymer with the cell wall of wood flour. The reaction of the cell wall with glycidyl methacrylate reduced the moisture absorption potential of the cell wall by changing the structure of holocellulose and reducing the hydroxyl groups, and the physical properties of the resulting product were improved by increasing the compatibility of the flour with methyl methacrylate and the matrix.
    Conclusion
    In comparing modification of glycidyl methacrylate with glycidyl methacrylate/methyl methacrylate, combined modification by creating a more uniform structure and better compatibility between components, created a more noticeable improvement in physical properties of composite compared to cell wall modification with glycidyl methacrylate, and this effect became more noticeable with increasing filler ratio.
    Keywords: Wood plastic composites, acrylate modification, thermal stability, Physical properties, Morphology
  • Anooshe Fazeli, Mahdi Mashkour *, Hossein Yousefi, Mehrdad Mashkour Pages 18-37
    Background and objectives
    Carbon materials bearing advantages such as chemical and thermal stability, electrical conductivity, high specific surface area, and high porosity are widely used in electrode materials. Although the utilization of wood-based carbon materials in electrochemical energy storage devices has good capacitive behavior and it increases charge storage, wood does not show sufficient electrical conductivity due to the inadequate electrical conductivity as a carbon electrode. In order to boost its performance, composites of carbon materials have been synthesized with other conductive materials. In this study, the physicochemical and electrochemical properties of nanocomposite electrodes based on carbonized wood/ Mn-MOF, prepared by the in-situ synthesis method, were assessed. Furthermore, the Performance of these electrodes as the cathode in sediment microbial fuel cells was investigated. Its performance was compared with control wood-based and commercial carbon felt electrodes, too.
    Materials and methods
    The sapwood blocks of Platanus orientalis as lignocellulosic precursor were pyrolyzed at a temperature of 700 °C and a heating rate of 5 °C min-1 in the argon atmosphere with a constant flow of 100 mLmin-1 and a retention time of 1 h. After pyrolysis, the carbonized wood samples were washed with distilled water and dried in an oven. Then, to synthesize composite electrodes of CW/ Mn-MOF, manganese (II) acetate tetrahydrate, and 1,3,5-benzene tricarboxylic acid ligand were used. Finally, the samples were washed with ethanol and dried in the oven. Secondary pyrolysis was performed at 900 °C for 2 h in an argon atmosphere and a heating rate of 5 °C min-1.
    Results
    The results of this study showed that after wood pyrolysis, morphologically, the porous structure and its connected and direct channels were preserved. In addition, in-situ synthesis of Mn-MOF on carbonized wood was successfully performed. According to Raman spectra, the increase in the degree of disordering in the structure of prepared nanocomposite electrodes compared to control carbonized woods was observed. Furthermore, XRD patterns indicate the presence of amorphous and graphitic carbon in graphitic crystals of carbon. In addition, carbon electrodes doped with Mn-MOF showed the lowest impedance and the highest maximum power density compared to control and carbon felt electrodes.
    Conclusion
    According to the results, high-temperature carbonization causes graphitization of wood material and yields electrical conductivity. Doping of carbon electrodes and fabrication of carbon-nanocomposite electrodes based on carbonized wood/ Mn-MOF promoted the electrochemical performance of the cathode in sediment microbial fuel cells. The synergistic effect between the pseudocapacitive behavior of Mn-MOF and the electrical double-layer capacitance behavior of carbon material improved the performance of the whole SMFC setup.
    Keywords: Metal-organic frameworks, Electrode, Sediment microbial fuel cells, Energy storage, Power density
  • Mohammadreza Dehghani Firouzabadi * Pages 40-56
    Background and objectives

    Although the main goal of seed flax (Linum usititassimum L.) cultivation is to produce seeds and extract oil from it, significant amounts of long bast fibers of this plant can be a very suitable source of long fibers used in papermaking industries. The objectives of this study were to examine the quantitative, qualitative and pulping characteristics of seed flax and to investigate the effect of planting distance on these characteristics.

    Materials and methods

    This study was conducted from May to August 2015 at the UPark farm of the University of Maine, USA. The experiments were carried out using split Plot with a randomized complete block design. The main factors included 4 planting distances (9.0, 5.1, 2.2, and 4.4 cm) and the secondary factors included 3 harvest times (50, 75, and 100 days after planting). The distance between the planting rows was 4.25 cm and each plot consisted of 5 rows, each 2 meters long. At 50, 75, and 100 days after planting, the diameter and length of the stems were measured for 30 samples from each of the three middle rows of each plot. After harvesting the samples, various plant components (core, stem bast, leaves, roots, and fruit capsules) were measured and their weights and weight percentages per hectare were calculated in the laboratory. Additionally, fiber biometrics of the stem bast and core were also performed. Pulping experiments were also conducted using the bast and the whole stem with two methods SO2-ethanol-water (SEW) and soda. All statistical analyses were performed using the SPSS software, and the comparison of means was conducted using the Duncan test at the 1% and 5% levels.

    Results

    The ANOVA results showed that the individual effects of different factors on the length and diameter of seed flax stem were significant at the 1% level, while their interaction was not significant. Increasing planting distance resulted in higher yields of stem, root, leaf, and fruit capsule. Despite a decrease in the percentage of seed flax stem bast from 33 to 25.4% when the planting distance increased from 0.9 cm to 4.4 cm, the overall stem yield increased significantly. The longest bast and core fibers (4700 and 608 µm, respectively) were observed at a planting distance of 0.9 cm, while the shortest (4080 and 510 µm, respectively) were at 4.4 cm. Pulping experiments from the whole stem using soda and SEW methods showed that the highest and lowest yields were 62.9% and 48.57%, respectively, at cooking times of 30 and 90 minutes in the SEW process. The ANOVA results showed that the independent effects of planting distance and stem components on the Kappa number of the resulting SEW pulps were significant at the 5% and 1% levels, respectively. The highest Kappa number (62.12) was associated with the pulp obtained from the core of seed flax planted at a distance of 4.4 cm, while the lowest (14.88) was associated with the bast of seed flax at a planting distance of 0.9 cm. According to the Duncan grouping test, no significant difference was observed between the Kappa values of the pulp obtained from the core of seed flax planted at distances of 0.9 and 4.4 cm.

    Conclusion

    By increasing the planting distance of seed flax, the yield of bast and core of stem increases. Qualitatively, the length of bast and core fibers decreases; so that the length of bast fibers is always about 8 times the length of core fibers. In terms of pulping, the Kappa and the yield of SEW pulp obtained from the bast and the core of the stem increases.

    Keywords: Flax, planting distance, Soda process, SEW process, Pulping
  • Mehdi Mehmandoost, Marzieh Rezai *, Rasool Mahdavi, Maryam Moslehi, Soltan Ravan Pages 57-72
    Background and Objectives

    Fire is one of the climatic crises and threats to the habitats of arid and semi-arid regions, and the reduction of ecological capacity intensifies the process of desertification of these ecosystems. The reaction of species in different habitats to fire is different. Therefore, the present study investigates the effect of fire on soil properties of T. aphylla in Niatek stands, Sistan and Baluchistan province, Iran.

    Material and Methods

    The statistical design was completely randomized design and sampling was done as a sample line. After surveying in the area, the stands where the fire period had passed for 10 years and control stand were selected. In each stand, area (100 × 100 m) was determined on the sides of the square and the approximate distance of 50 meters was set up from the linear sides. Then, plots with (5 × 5 m) were determined at approximately 50 m from each other (three plots on each side as a transect and 9 plots in total). After setting up the plot, 5 soil samples were collected from the four corners and the center of the plot from a depth of 0-30 cm in the month of February, and 5 samples were combined and one composite sample was obtained and were transferred to the laboratory for laboratory analysis to determine the physical properties (moisture, specific gravity,) and chemical properties (sodium, Exchangeable potassium, phosphorus, nitrogen, organic matterو electrical conductivity and acidity) were determined. The experiment and statistical analysis in the physicochemical part of the soil was done using the t-test and the non-parametric Mann-Whitney U test.

    Results

    According to the results, the number of 93 and 56 trees per hectare, 11 and 25 saplings under one meter height, 2 and 30% coppice trees were observed in the control and burnt stands, respectively. Examining the physical characteristics of the soil indicated a decrease in soil moisture due to fire compared to the control, and on the other hand, an increase in bulk density in the burned stand. Also, the examination of soil-chemical properties showed that the percentage of soil nitrogen, absorbable phosphorus, exchangeable potassium and soil organic carbon in the control stand was higher than the burned stand (P≤0.05). In this study, there was no significant difference in the acidity variable between the two plots of burned and control (P≥0.05). But the electrical conductivity in the burned stand was higher than that of the control stand (P≤0.05).

    Conclusion

    According to the results, fire leads to density and regeneration changes in vegetation as well as soil physicochemical properties. Although, 10 years have passed since the fire in Thamarix aphylla Ecosystems, it could not do the necessary reconstruction and reach the edaphic and vegetation balance.

    Keywords: Soil chemical properties, Soil organic carbon, Soil physical properties
  • Zahra Azizipor, Rahim Maleknia *, Mehdi Rahimian Pages 74-91
    Background and objectives
    Citizen engagement in the management of urban forests has emerged as a means to enhance forest conditions and improve the overall experience of forest users. However, several factors can influence people's willingness to participate in such initiatives. Understanding the barriers and grounds for participation from the perspective of citizens is crucial for effective planning and implementation of participatory forest management. This article aims to investigate the factors influencing people's willingness to participate in urban forest management, with a particular focus on socio-economic variables, demographic groups, and the identification of barriers and opportunities for involvement.
    Materials and Methods
    The study was conducted in the urban forests of Khorram Abad, with a sample population consisting of forest visitors. A total of 400 participants were selected using the proportional assignment method based on the Krejci-Morgan approach. Data were collected through a researcher-made questionnaire, which was validated and tested for reliability. The questionnaire explored various socio-economic variables and their relationship with willingness to participate in urban forest management. Descriptive and inferential statistical analyses were employed to examine the data.
    Results
    The findings indicate that, according to forest visitors, the lack of perceived impact on management programs and the absence of active community organizations are the primary barriers to citizen participation. Key areas for involvement include citizen education, waste management, and tree species protection. The recreational and aesthetic values of urban forests, as well as their positive impact on physical and mental health and air pollution reduction, were identified as crucial functions by the participants. Moreover, the study reveals variations in willingness to participate across different demographic groups. Women showed a higher inclination for participation compared to men, and unmarried individuals exhibited a greater willingness than married individuals. Furthermore, individuals who were members of environmental associations or groups and engaged with virtual environmental platforms demonstrated a stronger desire to participate in urban forest management. The duration of city residency and education level positively correlated with willingness to participate, as did the frequency of visits to urban forests.
    Conclusion
    The research findings highlight the importance of considering socio-economic characteristics when designing participatory programs for urban forest management. While individuals may have different propensities for participation based on their socio-economic backgrounds, the desire to engage in forest management activities remains prevalent. City managers should therefore prioritize planning and educational-promotional initiatives to facilitate and encourage public involvement. By addressing barriers, promoting citizen education, and fostering collaboration with environmental organizations, urban forest management can be effectively enhanced through increased public participation.
    Keywords: urban forestry, Social participation, participatory forests management, public participation
  • Hassan Ali, Jahangir Mohammadi * Pages 93-110
    Background and objectives
    Today, reforested stands are one of the most important sources of forest carbon storage and one of the factors that reduce the process of destruction of natural areas. Above-ground biomass (AGB) plays an essential role in sustainable forest management and reducing global warming and is an important source of information. Allometric equations are an important tool for quantifying above-ground biomass in forests. In recent years, remote sensing techniques using non-parametric methods such as the Random Forest algorithm have been widely used to estimate forest tree biomass. In this research, the ability of Sentinel 2 data using the random forest algorithm to estimate the above-ground biomass of Arabdagh reforested stands in Golestan province was evaluated.
    Materials and methods
    In this study, 180 circular sample plots with an area of 400 square meters were measured using the cluster sampling method and the diameter at breast height (DBH) and tree height (H) were measured. Also, the exact coordinates of the centers of the sample plots were recorded using DGPS. Then, using the prepared allometric equations, the above-ground biomass of trees was calculated. In this study, Sentinel 2 pre-processed radiometric and geometrical data were used, and based on that, different vegetation indices were prepared. In the implementation of the random forest algorithm, the relationship between the characteristics of biomass as a dependent variable and the spectral values of vegetation indices as independent variables were investigated. Modeling was done using 75% of sample plots (135 sample plots) with random forest algorithm and validation of estimates was done using 25% of sample plots (45 sample plots).
    Results
    The results showed that NDVI and GNDVI indices had the highest correlation in the estimation of above-ground biomass and the random forest algorithm with 310 trees and 5 predictors and the percentage root mean square error of 35.83% and the coefficient of determination 0.51 was able to estimate the above-ground biomass of Arabdagh reforested stands. Also, the results showed that using the data of Sentinel 2, the random forest algorithm has estimated the above-ground biomass of trees more than the actual values. There is no significant difference at the 95% probability level between the estimated and real above-ground biomass values (p-value > 0.05). Also, among the independent variables used.
    Conclusion
    The results of this research showed that Sentinel 2 data has been able to estimate the above-ground biomass of Arabdagh reforested stands with acceptable accuracy. According to the results of this article, it can be said that the information of the main bands and spectral indices played an important role in the estimation of above-ground biomass.
    Keywords: Random Forest Algorithm, Near-infrared band, Allometric equation, Remote sensing
  • ASMAE AMIRI GHANAT SAMAN, Babak Pilehvar *, Kambiz Abrarivajari Pages 111-129
    Background and Objectives
    Non-native plant species have been introduced to provide various goods and services. Some species have not shown negative effects on the ecosystem, while others cause habitat disturbances. Considering this issue, it is necessary to know these species' positive and negative effects. Paulownia is an exotic industrial tree species, and there are debates on the positive and negative effects of its plantation in forests and non-forest areas among experts and scientists. There are few studies on paulownia invasion behaviour based on the literature review in Iran. This study tries to investigate the competitive behaviour of Paulownia using scientific methods in reforested mixed stands in the educational and research forest of Shast-Kalate.
    Materials and Methods
    Data were collected in the educational and research forest of Dr. BahramNia (Shast Kalateh) in the two areas. An area of 2.5 hectares of native species mixed with non-native species of Paulownia and another area of 2.5 hectares that only had native species (control). All trees in the study area were recorded. The measured variables for each tree include tree species, diameter at the breast height (DBH), tree height, and crown diameter. All trees with a diameter at the breast height above 5 cm are included in the surveying. The spatial coordinates of all trees were also recorded. The trees included the non-native species of Paulownia fortunei, and the native trees included Acer velutinum bioss, Acer cappadocicum Gled, and Carpinus betulus L. In order to investigate the interaction between species, bivariate O-Ring statistics and bivariate mark correlation functions were used based on distance. The independent T-statistic was used to compare the biometric variables of native species.
    Results
    The graphs obtained from the O-Ring statistic between Paulownia species and native species indicate that the relationships are generally of the attraction or independent type. Also, the mark correlation function results indicate negative and independent interactions based on the DBH and crown diameter and negative for tree height between Paulownia and Acer cappadocicum. Interactions between Paulownia species and Carpinus betulus in all distances were independent based on DBH and negative and independent regarding crown diameter and tree height. Also, positive, negative and independent interactions were seen regarding tree height and crown diameter between Paulownia species and Acer velutinum and attraction and independent interactions were seen in terms of DBH. The independent t-statistics indicate that the average DBH and crown diameter of the Acer cappadocicum Gled in Paulownia mixed plantation is more than the control area, there is no significant difference in tree height. The average DBH and crown diameter of Acer velutinum bioss were higher, and tree height was less in Paulownia mixed plantation compared to the control area. The tree height of the Carpinus betulus L. was higher, and the crown diameter was less in the control than the Paulownia mixed plantation. No significant differences were seen in DBH between the two study areas.
    Conclusion
    Considering Paulownia's growth nature, a higher tree height, DBH, and crown diameter can be expected, and the results confirmed this. In contrast, this growth rate does not exist in native species. On the other hand, the marks used in the mark correlation function include the variables of tree height, DBH and crown diameter, so the negative marked correlation function results can be attributed to this property. In order to introduce a species as invasive, comprehensive research is needed for its effects on the regeneration of native species, composition of vegetation, and soil properties.
    Keywords: Paulownia, inter-specific competition, O-ring statistics, Mark correlation function
  • Aidin Parsakhoo *, Aiub Rezaei Mutlagh, Zohreh Gholamy Pages 131-145
    Background and objectives

    Fine-grained soils often have problems such as low load ability and shear resistance, difficulty in compaction and settlement. Therefore, the stabilization of fine-grained soils with additives has always been the focus of road construction engineers. On the other hand, today, the use of waste materials in soil stabilization has become common due to its economic nature. In this study, stone powder, which is the waste of stone-cutting workshops, was used to stabilize fine-grained soils.

    Materials and methods

    Clay samples with low pastiness (CL) were mixed with different amounts of 0, 3, 5, 10, 15, and 20 percent of stone-cut soil compared to dry soil. 7, 28 and 90 days were taken into account for the processing time of soil and stone. In the next step, geotechnical characteristics including grain size, Atterberg limits and compressive strength or CBR were investigated. The characteristics of granulation were investigated using the sieve method, Atterberg limits using the Cassagrande and paste wick method, and compressive strength using the California loading test.

    Findings

    The results showed that with the addition of stone powder, the contribution of coarse soil fraction increased. So that by adding 20% of stone powder and after 28 days, more than 60% of the weight of each sample belonged to particles with a diameter greater than 0.1 mm. There was no significant difference between the processing times of 28 days and 90 days in terms of mental limit, mental index and loading capacity. However, the values of the mentioned variables were significantly different from the figures recorded in the processing time of 7 days. Adding rock powder to the soil samples decreased the flow limit and the paste index. By adding 20% of stone powder, the soil samples were transformed from pasty state (pasty index = 25) to medium pasty state (pasty index = 8). In addition, the highest amount of CBR or soil loading capacity (19%) was obtained by adding 20% of rock powder.

    Conclusion

    After 28 days, the soil samples showed the results of all the positive or negative interactions caused by the addition of stone powder, and the passage of more time has no tangible effect on the mechanical properties of the soil. Besides, in the present research, the desired changes in the mechanical properties of the soil were obtained by adding 20% of stone powder.

    Keywords: Stone powder, Atterberg limits, Road loading capacity, Processing time, CL soil