فهرست مطالب
فصلنامه پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل
سال سی و یکم شماره 2 (تابستان 1403)
- تاریخ انتشار: 1403/04/01
- تعداد عناوین: 7
-
-
صفحات 1-16سابقه و هدفدر دو دهه گذشته، نانومواد زیستی پایدار نظیر نانوسلولز (نانوالیاف سلولز باکتری و نانوالیاف سلولز چوب) مورد توجه زیاد محققان جهت تولید محصولات در زمینه های مختلف قرار گرفته است. از جمله خواص بسیار مهم نانومواد زیستی می توان به زیست سازگاری، زیست تخریب پذیری، تجدیدشوندگی، در دسترس بودن ماده اولیه ارزان و فراوان، خواص مکانیکی مناسب و همچنین ایمن بودن آن ها اشاره کرد. براساس این خواص کاربردهای متعدد برای این نانوپلیمر زیستی ایجاد شده است. یکی از این محصولات، نانوفیلم است که از طریق ایجاد پیوندهای هیدروژنی بین نانوالیافهای سلولزی تشکیل شده و در تولید آن از مواد افزودنی یا چسب استفاده نمی گردد. هنگامی که نانوالیاف سلولز باکتری (BCNF) و نانوالیاف سلولز چوب (WCNF) به صورت فیلم به عنوان تقویت کننده در ساخت نانوکامپوزیت های لایه ای استفاده می شوند، به دلیل وجود ساختار شبکه ای سلولزی توانایی تقویت عالی را نشان می دهند. در سال های اخیر تمرکز بر تولید نانوکامپوزیت ، بهینه سازی ویژگیهای آن و استفاده از آن در ساخت محصولات با تکنولوژی بالا رو به افزایش است. با عنایت به اهمیت فنی و کاربردی نانوالیاف سلولز، نانوفیلم (لایه) سلولزی و نانوکامپوزیت تهیه شده از آن ها و نیز لزوم بررسی و ارزیابی هر چه بیش تر این محصولات جهت انجام تحقیقات کاربردی آتی، در این مطالعه در نظر است تا خواص فیزیکی و مکانیکی نانوکامپوزیت لایه ای سلولزی چوب و باکتری مورد بررسی و مقایسه قرار گیرد.مواد و روش هابرای انجام این مطالعه ژل نانوالیاف سلولز چوب و فیلم تر نانوالیاف سلولز باکتری استفاده شد. برای ساخت نانوکامپوزیت های لایه ای نانوالیاف سلولز چوب، ابتدا نانو لایه سلولزی چوب با استفاده از نانوالیاف سلولز چوب و روش وکیوم-فیلتراسیون ساخته شد و در مرحله بعد جابجایی حلال نانو لایه ها با اتانول و استون طی چند مرحله صورت گرفت. سپس رزین اپوکسی، هاردنر و استن با نسبت 20:10:70 مخلوط و روی همزن مغناطیسی جهت حذف حباب قرار گرفت، در مرحله بعد نانولایه سلولزی با رزین اپوکسی آغشته شده و به تعداد 4 لایه روی هم قرار گرفتند و سپس نانوکامپوزیت لایه ای با دستگاه پرس گرم به مدت 3 ساعت با دمای 60 درجه سانتی گراد و فشار 25 بار خشک شدند. مراحل ساخت نانوکامپوزیت لایه ای سلولز باکتری مشابه نانوکامپوزیت های لایه ای سلولز چوب می باشد با این تفاوت که به منظور تهیه نانولایه سلولز باکتری، فیلم تر نانوالیاف سلولز باکتری در پرس گرم با دمای 70 درجه سانتیگراد و به مدت 3 ساعت خشک شد و در مرحله بعد نانوکامپوزیت لایه ای مربوطه ساخته شد. به منظور بررسی ویژگی های نانوکامپوزیت های حاصل، از آزمون های مختلف مانند میکروسکوپ الکترونی روبشی (FESEM) ، پراش پرتو ایکس (XRD) ، طیف سنجی مادون قرمز (ATR-FTIR)، کشش استاتیک و جذب آب استفاده شد.یافته هانتایج نشان داد متوسط قطر نانوسلولزباکتری و نانوسلولزچوب به ترتیب 15±32 و 16±36 نانومتر بوده است. جذب آب نانوکامپوزیت لایه ای نسبت به نانولایه تهیه شده از هر دو نانوساختار پایین تر بودند. پیک های XRD نانوسلولزباکتری و نانوسلولزچوب با یکدیگر متفاوت بوده و درجه کریستالی آن ها به ترتیب 87 و 69 درصد محاسبه شد. مقاومت کششی، مدول یانگ و کرنش نانوکامپوزیت لایه ای تهیه شده از نانوسلولزباکتری از مقادیر متناظر نانوکامپوزیت لایه ای تهیه شده از نانوسلولزچوب بیشتر بودند.نتیجه گیرینانوکامپوزیت های لایه ای تهیه شده از نانوالیاف سلولزی ویژگی های مناسب فیزیکی و مکانیکی نظیر جذب آب پایین و مقاومت بالا از خود نشان داده است. لذا بر مبنای این ویژگی ها و روند رو به رشد تحقیقات مرتبط، انتظار می رود در آینده نزدیک کاربردهای وسیع تری در زمینه های هوافضا، اتومبیل، پزشکی، مهندسی پزشکی، صنایع غذایی، فیلم سازی، الکترونیک و مغناطیس و... پیدا نماید.واژه های کلیدی: اپوکسی، نانوالیاف سلولز باکتری، نانوالیاف سلولز چوب، نانوفیلم، نانوکامپوزیت لایه ای.کلیدواژگان: اپوکسی، نانوالیاف سلولز باکتری، نانوالیاف سلولز چوب، نانوفیلم، نانوکامپوزیت لایه ای
-
صفحات 17-30سابقه و هدف
رقابت بین درختان یک عامل کلیدی موثر بر توسعه، ساختار و پویایی جنگل ها است. از این رو بوم شناسان بسیاری در پی کمی سازی رقابت و عوامل مرتبط با آن در جنگل هستند. جنگل های استان لرستان با مساحت 1112475 هکتار بخشی از زیست بوم-های مهم زاگرس میانی هستند که تیپ اصلی آنها را بلوط ایرانی تشکیل می دهد. یکی از گونه های چوبی مهم این جنگل ها زالزالک است که اغلب به عنوان گونه همراه و در برخی مناطق به صورت جنگل خالص حضور دارد. این پژوهش با هدف مقایسه رقابت تاجی و الگوی پراکنش مکانی زالزالک در دو حالت تشکیل تیپ و گونه همراه انجام شد.
مواد وروش هادر این پژوهش دو رویشگاه جنگلی خشکه رود (با تیپ غالب زالزالک) و پرک (با تیپ غالب بلوط) در شهرستان خرم آباد مورد مطالعه قرار گرفتند. پس از جنگل گردشی و تعیین مناطقی که تراکم گونه زالزالک و شرایط لازم برای محاسبه رقابت تاجی وجود داشت، محدوده هایی با مساحت حدود 45 هکتار مشخص و در هر کدام از این جنگل ها با پراکنش نسبتا یکنواخت، تعداد 45 پایه زالزالک که دست کم با یک همسایه همپوشانی تاجی داشتند به عنوان درختان مرجع مشخص شدند. برای شناسایی درختان رقیب از روش همپوشانی تاج و برای کمی سازی سطح رقابت از نسبت اندازه تاج درخت مرکزی به همسایگان و برای محاسبه الگوی پراکنش از شاخص زاویه یکنواخت استفاده شد. سپس اطلاعاتی شامل فاصله و آزیموت همسایه ها، ارتفاع درختان مرجع و اندازه قطرهای تاج درختان مرجع و رقبا اندازه گیری شد. به علت توزیع غیرنرمال داده ها براساس آزمون کولموگروف- اسمیرنوف، برای مقایسه میانگین ها از آزمون ناپارامتری من- ویتنی استفاده شد.
یافته هابا توجه به شرایط متفاوت دو رویشگاه خشکه رود و پرک، تیپ و تنوع گونه ای در این رویشگاه ها تفاوت آشکاری دارد. همچنین میانگین فاصله تا همسایه های موثر در رقابت تفاوت زیادی را نشان می دهد در صورتی که سایر مشخصه ها اختلاف زیادی ندارند. تعداد همسایه های تاثیرگذار در شاخص BDC برای رویشگاه خشکه رود به چهار همسایه می رسد در حالی که در رویشگاه پرک حداکثر سه همسایه با همپوشانی تاج برای درختان مرکزی وجود دارد. در این بین بیش از 80 درصد همسایه ها در رویشگاه پرک را گونه هایی غیر از زالزالک تشکیل می دهند در صورتی که در رویشگاه خشکه رود، سایر گونه ها درصد اندکی را بخود اختصاص داده اند. علاوه بر آمیختگی متفاوت، نتایج شاخص زاویه یکنواخت نیز بیانگر الگوی پراکنش مکانی متفاوت گونه های زالزالک در دو رویشگاه مورد بررسی است. با وجود تفاوت در آمیختگی و پراکنش مکانی، اختلاف معنی داری بین نتایج شاخص رقابت بر روی درختان مرجع وجود ندارد.نتیجه گیری کلی: با توجه به این که جنس زالزالک به واسطه ویژگی هایی از جمله میوه خوراکی و قابلیت استفاده به عنوان گونه پیش-آهنگ و پرستار برای جنگلکاری مناطق تخریب یافته در زاگرس پیشنهاد شده است، نتایج این پژوهش می تواند در زمینه الگوی جنگلکاری و پرورش جنگل سودمند باشد.
کلیدواژگان: بوم شناسی، رویشگاه جنگلی، زاگرس، گیرچ -
صفحات 31-47سابقه و هدف
ساختار بوم سازگان های جنگلی در مقیاس زمانی و مکانی دستخوش تغییرات می شود که این تغییرات موجب پویایی و تحول می گردد. روند تحول در این واحدها بسیار کند است و در مدت زمان طولانی اتفاق می افتد. برای ارزیابی این تغییرات از مشخصه هایی نظیر تراکم، تاج پوشش و میزان آمیختگی گونه های درختی استفاده می شود. مشخصه های ساختاری، تنوع بوم شناختی و پایداری بوم سازگان های جنگلی را به خوبی نشان می دهند. این پژوهش با هدف مقایسه تغییرات مشخصه های ساختاری تراکم و تاج پوشش در ارتباط با تنوع گونه های درختی بین آشکوب های مختلف، همچنین رابطه این متغیرها با شاخص های تنوع، بین دو دوره آماربرداری در مکانی ثابت و تحت شرایط محیطی طبیعی که عوامل بیرونی و غیر طبیعی کمترین سهم را در تحولات توده داشته اند، انجام شده است.
مواد و روش هاقطعه بررسی دائمی با مساحت 16 هکتار در پارسل 32 سری یک طرح جنگلداری شصت کلاته گرگان در ارتفاع 770 تا 920 متری از سطح دریا و در جهت های شمال غربی و غربی واقع شده است. آماربرداری در سطح قطعات نمونه یک هکتاری (100×100 متر) با روش صددرصد (سرشماری) انجام شد. تغییرات بیست ساله (1382 تا 1402) مشخصه های کمی تراکم توده، تاج پوشش و شاخص های تنوع زیستی از روش های معمول و استاندارد، اندازه گیری و از طریق تجزیه واریانس در آشکوب های مختلف مقایسه شد.
یافته هاتراکم درختان موجود در قطعه بررسی دائمی از 31/306 به 44/275 پایه در هکتار طی بیست سال کاهش یافت. تنها، گونه سایه پسند و غالب راش طی این مدت افزایش تراکم داشت. در سال 1382 آشکوب زیرین بیشترین سهم تراکم را داشت اما در سال 1402 به آشکوب میانی منتقل شد. میانگین درصد تاج پوشش نیز از 86 به 70 درصد کاهش یافت. بیشترین تراکم تاج پوشش در آشکوب های میانی و برین قرار داشت. میانگین تنوع شانون وینر در سال 1382 در سه آشکوب زیرین، میانی و برین به ترتیب (32/1، 29/1، 72/0) و در سال 1402 (49/0، 53/0، 58/0) بود. شاخص شانون وینر نسبت به سایر شاخص ها قضاوت بهتری از تنوع گونه ای در قطعه مورد بررسی ارائه داد.
نتیجه گیریقطعه مورد بررسی، یک راشستان آمیخته ای است که گونه سایه پسند راش در آن غالب بوده. آمیختگی بیشتر گونه های درختی، پایداری بوم سازگان جنگل را به همراه خواهد داشت. نتایج این تحقیق نشان داد شاخص های تنوع گونه ای تنها یکی از روش های ارزیابی و تفسیر بوم سازگان های جنگلی هستند و باید به سایر ویژگی ها هم توجه کرد. پایش دوره ای این شاخص ها روند تغییرات بوم سازگان جنگل را به درستی نشان می دهد. نتایج حاصل از شاخص های مورد استفاده در این پژوهش با توجه به دست نخورده بودن توده جنگلی بررسی شده می تواند مبنای ارزیابی و مقایسه با جنگل های مشابه باشد.واژه های کلیدی: تغییرات ساختار، تنوع، آشکوب، توده راش آمیخته
کلیدواژگان: ساختار بوم سازگان، تراکم، تاج پوشش، تنوع، قطعه بررسی دائمی -
صفحات 49-69سابقه و هدف
بیشتر آتش سوزی های سطحی در مناطق طبیعی ایران، انسان ساز و عمدی و اغلب قبل از فصل بارندگی و یا در اوج گرما با هدف کاهش زیتوده روی زمینی و تغییر کاربری زمین شعله ور می شوند. اکوسیستم های مختلف واکنشهای متفاوتی را به آتش سوزی های سطحی نشان می دهند. تحقیق حاضر به بررسی توانایی و رفتار مقاومت و تاب آوری اکولوژیکی در مقابل آتش سطحی در چهار جامعه گیاهی درختچه زار و جنگلی که در امتداد یک گرادیانت ارتفاعی قرار گرفته اند، می پردازد. بعلاوه، این مطالعه به درک اینکه چگونه تنش چرا بر پاسخ به آتش در این جوامع اثر می گذارد، کمک میکند.
مواد و روش هااین مطالعه که از سال 2009 تا 2022 در شرق دامنه های کوه های آرارات کوچک انجام شد، بر روی چهار جامعه گیاهی متمرکز بود: : اسکنبیل (Calligonum crinitum)، تنگرس (Rhamnus pallasii)، بادام کوهی (Prunus lycioides) و ارس (Juniperus excelsa) که در امتداد شیب ارتفاعی از 800 تا 190 متر قرار داشتند. هر جامعه به مناطق چرا و محافظت شده تقسیم شد و یا یک رویداد آتش سوزی یا دو رویداد آتش سوزی را تجربه کردند. مقاومت و تاب آوری اکولوژیک با مقایسه پوشش گیاهی قبل و بعد از آتش سوزی و میزان بازیابی در سال های بعدی کمی سازی شد. یک مدل خطی کلی اثرات اجتماع، اختلالات (آتش و چرا) و فراوانی آتش سوزی را ارزیابی کرد، در حالی که تجزیه به مولفه های اصلی (PCA) روابط بین پوشش، مقاومت، تاب آوری و بارش را تحلیل کرد.
یافته هاجامعه اسکنبیل کمترین مقاومت و بالاترین تاب آوری را نسبت به مناطق مورد مطالعه دیگر نشان داد. با تغییر ارتفاع از سطح دریا، شیب متمایزی از هر دو شاخص مقاومت و تاب آوری اکولوژیک قابل تفکیک بود. جامعه ارس در یک سو و جامعه اسکنبیل در سوی دیگر این طیف تغییرات قرار داشتند. اثر قابل توجهی در وضعیت حفاظتی اراضی به عنوان یک عامل مهم در تفاوت در مقاومت اکولوژیکی جوامع مختلف دیده نشد. با این حال، به جز در مورد جامعه تنگرس، عامل حفاظت نقش کلیدی در تعیین سطوح تاب آوری ایفا کرد و مناطق حفاظت شده عموما تاب آوری بیشتری نسبت به همتایان بدون حفاظت خود نشان دادند. تکرار آتش تاثیرات متفاوت بر شاخص های مقاومت و تاب آوری داشت. به جز دو جامعه ارس و بادام کوهی که پس از آتش دوم از مقاومتشان کاسته شد، مقاومت اکولوژیکی بین جوامعی که یک یا دوبار دچار آتش شده بودند به طرز چشمگیری متفاوت نبود. از نظر تاب آوری، کاهش قابل توجهی در جوامع تنگرس و بادام کوهی پس از آتش دوم مشاهده شد، در حالی که دو جامعه دیگر در این خصوص یکسان عمل کردند. نقشه توزیع فضایی نمونه های متاثر از آتش سوزی تصویری نگران کننده از فقدان عمومی پایداری اکولوژیکی در سراسر منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد. بجز برخی از نمونه ها از جوامع بادام وحشی و تا حد کمتری ارس، اکثر این نقاط دور از خط همبار بهبودی کامل قرار داشتند. در آنالیز PCA تمام نمونه های اسکنبیل با شاخص تاب آوری همگرایی نشان دادند. نقاط جوامع ارس و تنگرس به ترتیب توسط بردارهای شاخص مقاومت و پوشش متمایز شدند. نمونه های جامعه بادام وحشی هم در منطقه محاط شده توسط بردارهای پوشش و مقاومت اکولوژیک قرار گرفتند.
نتیجه گیریهر چند روش های افزایش توانایی تاب آوری مانند قرق محدود می تواند پایداری را در بیشتر جوامع افزایش دهد، اما یک راهبرد جامع مدیریت آتش سطحی لازم است که الگوهای مختلف پاسخ به آتش را در این گرادیان ارتفاعی/گیاهی در نظر بگیرد. جامعه بادام کوهی بالاترین پایداری کلی را نشان داد، که نشان دهنده مناسب بودن این گونه برای محیط های در معرض آتش است. تکرار آتش های سطحی می تواند در طولانی مدت به مقاومت و تاب آوری جوامع به شدت آسیب بزند، که تاکید بر نیاز به مدیریت دقیق آتش دارد.
کلیدواژگان: بوم سازگان های نیمه خشک، پویایی پوشش گیاهی، تاب آوری اکولوژیک، چرای دام، مقاومت اکولوژیک -
صفحات 71-90مقدمه و هدف
لازمه ارزیابی صحیح و دقیق موجودی حجمی و زی توده، برآورد دقیق تر ارتفاع درختان می باشد. در این زمینه مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته با در نظر گرفتن متغیر های تصادفی سطح توده علاوه بر حفظ رابطه قطر-ارتفاع باعث بهبود دقت مدل ها می شوند و این مدل ها تغییرات توده را به خوبی نشان می دهند. بنابراین، هدف اصلی این پژوهش برآورد ارتفاع یک گونه مهم جنگل های هیرکانی بلوط بلندمازو با استفاده از مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته و مقایسه آن با مدل های غیرخطی رگرسیونی در جنگل های ناهمسال آمیخته پهن برگ استان گلستان در سه طرح جنگل داری شصت کلاته گرگان، لوه در گالیکش و جعفرآباد در علی آباد می باشد.
مواد و روش هادر این تحقیق 71 قطعه نمونه دایره ای شکل به مساحت 10 آر در سه طرح جنگلداری شصت کلاته، جعفرآباد و لوه پیاده و مشخصه های نوع گونه، قطر برابرسینه و ارتفاع درختان اندازه گیری و ثبت شد. ابتدا با استفاده از 20 مدل غیرخطی قطر-ارتفاع، ارتباط بین ارتفاع و قطر برابر سینه بررسی و سپس با درنظر گرفتن مشخصه های میانگین کوادراتیک قطر، سطح مقطع در هکتار، سطح مقطع درختان بزرگ تر از درخت موردنظر، تعداد درختان در هکتار، حجم در هکتار و ارتفاع غالب، با استفاده از مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته ارتفاع درختان برآورد شد.
یافته هانتایج حاصل از برازش مدل های غیرخطی برای برآورد ارتفاع درختان بلندمازو نشان داد که میزان جذر میانگین مربعات خطای حاصل شده در این تحقیق برای هر سه رویشگاه بطور جداگانه و با هم حدود 3 تا 4 متر و ضریب تبیین مدل های حاصل شده بین 4/0 تا 62/0 بود. با اضافه کردن مشخصه های میانگین کوادراتیک قطر، سطح مقطع در هکتار، سطح مقطع درختان بزرگ تر از درخت موردنظر، تعداد درختان در هکتار، حجم در هکتار و ارتفاع غالب تحت عنوان متغیرهای تصادفی در مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته میزان ضریب تبیین در حدود 10 تا 16 درصد و جذر میانگین مربعات خطا حدود 2/0 تا 1 متر بهبود یافت.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که استفاده از مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته در مقایسه با مدل های غیرخطی رگرسیونی با عث بهبود دقت برآورد ارتفاع درختان بویژه در توده های ناهمسال نامنظم آمیخته می شود و این مدل ها تغییرات توده را به خوبی نشان می دهند. بنابراین این رویکرد می تواند روشی مناسب و جایگزین مدل های غیرخطی معمول علی رغم مطالعات بسیار کم در این زمینه می تواند مورد استفاده قرار گیرد. همچنین تحقیقات تکمیلی در مورد استفاده ار مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته برای همه گونه های مهم خزری و سایر مناطق رویشی ایران لازم و ضروری است تا بتوان از اطلاعات دقیق در برنامه ریزی مدیریت پایدار منابع جنگلی و برنامه های حفاظتی استفاده نمود و به صورت عملیاتی بتوان از این مدل ها در برنامه ریزی جنگل استفاده کرد.
کلیدواژگان: مدل های غیرخطی با اثرات آمیخته، ویبول، گومپرتز، کورف، بلندمازو -
صفحات 91-110سابقه و هدف
در جنگل های هیرکانی خاک های ریزدانه رس دار به دلیل تورمپذیر بودن مشکلات زیادی در پروژه های ساختمانی به ویژه جاده سازی ایجاد کرده اند و باعث ناپایداری بستر راه و درنتیجه خرابی روسازی شده اند. خاک های ریزدانه به دلیل خواص فنی نامطلوب، به ویژه خواص پلاستیکی، نفوذپذیری کم، مقاومت کم، تغییر فشار آب منفذی، تغییر در حجم، بافت، خواص شیمیایی و ساختار دانه مشکل ساز هستند و ممکن است مشکلات مهندسی پیچیده ای را برای ساخت جاده های جنگلی ایجاد کنند. یکی از روش های بهبود خصوصیات تورمی خاک، تثبیت خاک می باشد. تثبیت خاک عبارت است از استفاده از مواد افزودنی طبیعی یا مصنوعی به منظور بهبود خصوصیات مکانیکی خاک. آهک و ضایعات گیاهان , به عنوان موادی ارزان قیمت، در دسترس و با کاربرد آسان هستند.
مواد و روش هادر این پژوهش مقدار ثابت سه درصد آهک هیدراته به همراه خاکستر گیاه نی از گونه Phragmites australis با نسبت اختلاط سه، شش، نه و دوازده درصد به خاک بستر جاده منطقه مورد مطالعه واقع در جنگل آموزشی و پژوهشی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری-دارابکلا اضافه گردید و سپس آزمایش های مکانیک خاک شامل: حدود اتربرگ، آزمایش تراکم استاندارد، آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا و آزمایش مقاومت فشاری تک محوره پس از طی دوره عمل آوری در سه تکرار انجام پذیرفت.
یافته هانتایج نشان می دهد حد روانی و شاخص خمیری کاهش و حد خمیری خاک افزایش یافتند. مقدار حداکثر وزن مخصوص خشک نمونه ها با افزایش مقدار خاکستر گیاه نی سیر نزولی یافت و بیشترین مقدار KN/m3 14.52 در خاک مورد مطالعه و کمترین مقدار KN/m3 11.97 در نمونه خاک با سه درصد آهک و 12 درصد خاکستر گیاه نی ثبت شد. در آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا یک روند افزایشی از 9/4 درصد در خاک مورد مطالعه تا 7/9 درصد در نمونه خاک حاوی سه درصد آهک و 12 درصد خاکستر گیاه نی ثبت شد. نتیجه آزمایش مقاومت فشاری تک محوره در سه دوره زمانی 7، 14 و 28 روز بر روی نمونه ها نشان می دهد بیشترین مقدار مقاومت فشاری تک محوره به میزان Kg/cm2 2.6 در نمونه حاوی سه درصد آهک و شش درصد خاکستر گیاه نی پس از طی زمان 28 روز حاصل شد.
نتیجه گیریبر اساس یافته های پژوهش پیشرو نتیجه گرفته شد که از خاکستر گیاه نی به عنوان یک ماده پوزولانی مناسب، جهت تثبیت خاک بستر جاده های جنگلی منطقه مورد مطالعه می توان استفاده نمود و نسبت سه درصد آهک و شش درصد خاکستر بازمان عمل آوری 28 روز را برای تثبیت خاک رس بستر جاده های جنگلی منطقه مورد مطالعه پیشنهاد شد.
کلیدواژگان: آزمایش نسبت باربری کالیفرنیا، آهک، زمان عمل آوری، واکنش پوزولانی -
صفحات 111-129سابقه و هدف
برای کاهش مصرف آب و تولید نهال مناسب حرا در نهالستان، آگاهی کامل از نیازهای رویشگاهی این گونه در دو مرحله رویشی و واکنش رویشی نونهال حرا در نهالستان در طول زمان ضرورت دارد. بنابراین هدف از این تحقیق، بررسی درصد جوانهزنی و عکسالعمل رویشی نونهال حرا در نهالستان به سطوح مختلف نور، آبیاری و اثرات متقابل آنها در دو دوره رویشی سه ماهه میباشد.
مواد و روشها:
پروپاگول ها پس از جمعآوری از 30 درخت مادری کاملا سالم حرا در تابستان 1401، در گلدانهای پلاستیکی در 5 دسته سهتایی در قالب طرح آماری فاکتوریل در نهالستان غیرساحلی کشت شد و تیمار آبیاری در 4 سطح (دو بار در روز، یک بار در روز، یک روز درمیان و دو روز در میان) و نور در پنج سطح 0، 25، 50، 75 و 100 درصد نور، بر روی پروپاگولها اجرا شد. به منظور بررسی تغییر رفتار رویشی نهالها در طول زمان به نور و رژیم آبیاری، قطر یقه، ارتفاع و تعداد برگ نهال پس از دوبرگی شدن، در سه ماهگی و شش ماهگی با استفاده ازکولیس دیجیتال و خطکش اندازهگیری و از تفاضل دورههای مختلف، میزان رویش در هر مرحله محاسبه و با استفاده از آزمون GLM در سطح 95 درصد آنالیز شد.
یافته ها:
نتایج نشان داد درصد جوانهزنی در آبیاری دو بار در روز و روزانه و همچنین نور 50 و 75 درصد بیشترین مقدار را نسبت به سایر تیمارها داشت (05/0≤p). سطح برگ در تیمار آبیاری دوباردر روز با مقدار 83/22 سانتیمترمربع اختلاف معنیداری با سایر تیمارها داشت. کلیه صفات رویشی بهجز تعداد برگ در سه ماهه اول دارای بیشترین مقدار در سطوح مختلف نور و آبیاری بودند و در سهماهه دوم اختلاف رویش در تیمارهای مختلف کمتر شد. بر طبق نتایج رویش قطری در سه ماهه اول در تیمار آبیاری روزانه (36/0 میلیمتر) و دو بار در روز (41/0 میلیمتر) و سطح نوری 50 درصد (32/0 میلیمتر) بیشترین مقدار را داشت در حالیکه در سه ماهه دوم میزان اختلاف رویش قطری در نور 50، 75 و 25 درصد کاهش یافت. همچنین میزان رویش ارتفاعی در سه ماهه اول در تیماری آبیاری دوبار در روز با مقدار 75/4 سانتیمتر بیشترین مقدار را داشت که در سهماهه دوم کاهش یافته (41/2 سانتیمتر) و با تیمار آبیاری روزانه با مقدار 21/2 سانتیمتر در یک گروه قرار گرفتند. رویش ارتفاعی در سه ماهه اول در نور 50 درصد (48/4 سانتیمتر) و 75 درصد (34/4 سانتیمتر) بیشترین مقدار را داشتند که در سه ماهه دوم این روند تغییر کرد. برخلاف سایر خصوصیات رویشی، تعداد برگ در سه ماهه اول کمتر از سه ماهه دوم بود.
نتیجه گیری:
براساس نتایج بهدست آمده، در سه ماهه اول رویش نهال حرا در نهالستان به سطوح مختلف نوری و آبیاری حساستر بوده و واکنش شدیدتری به آنها نشان میدهد. بنابراین آبیاری و ایجاد سایه مناسب در سه ماهه اول رویش بسیار مهم بوده و بایستی نور 50 درصد و آبیاری دوبار در روز در اختیار نهال قرار گیرد تا رویش مطلوبی داشته یاشد ولی در نیمه دوم رویش در نهالستان میتوان فاصله آبیاری را طولانیتر و شدت نور را بیشتر نمود.
کلیدواژگان: واکنش رویشی نهال حرا، پریود، رویش قطری، رویش ارتفاعی، سطح برگ
-
Pages 1-16Background and objectivesIn the last two decades, sustainable biological nanomaterials such as nanocellulose (bacterial nanofibers cellulose and wood cellulose nanofiber) have received much attention from researchers to produce products in various fields. Biocompatibility, biodegradability, renewability, cheap and plentiful raw material availability, appropriate mechanical properties, and safety are among the most important properties of biological nanomaterials. Based on these properties, many applications have been created for it. One of these products is nanofilm, which is formed by creating hydrogen bonds between cellulose nanofibers, and no additives or adhesives are used in its production. When bacterial cellulose nanofibrils (BCNF) and wood cellulose nanofibers (WCNF) are used as a film as reinforcement in the construction of layered nanocomposites, due to the presence of cellulose network structure show excellent reinforcement ability. In recent years, the focus on nanocomposite production, optimizing its properties, and using high-tech products is increasing. Considering the technical and practical importance of nanofibrocellulose, cellulose nanofilm (layer), and nanocomposite prepared them, as well as the need for investigation and evaluation of these products as much as possible for future applied research, this study, is intended to determine the physical and mechanical properties of cellulose layered wood nanocomposite and bacteria be examined and compared.Materials and methodswood cellulose nanofiber gel and bacterial cellulose nanofiber film were used for this study. Tomake wood cellulose nanofiber layered nanocomposites, first, wood cellulose nanolayer was made using wood cellulose nanofiber and vacuum-filtration method .In the next step, the solvent displacement of nanolayers was done with ethanol and acetone several times. Then, epoxy resin, hardener, and acetone were mixed with a ratio of 20:10:70 and placed on a magnetic stirrer to remove bubbles. In the next step, the cellulose nanolayer was coated with epoxy resin, and 4 layers were placed on top of each other, and then layered nanocomposite with a heat press machine. They were dried for 3 hours at 60°C. The manufacturing steps of bacterial cellulose layered nanocomposite are similar to wood cellulose layered nanocomposites, with the difference that to prepare bacterial cellulose nanolayer, the bacterial cellulose nanofiber film was dried in a hot press at 70°C for 3 hours, and in the next step, the related layered nanocomposite was made. To investigate the properties of the resulting nanocomposites, various tests such as scanning electron microscopy (FESEM), X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy (ATR-FTIR), static tension and water absorption were used.ResultsThe results showed that the average diameter of bacterial nanocellulose and wood nanocellulose was 45±15 and 38±16 nm, respectively. The water absorption of layered nanocomposite was lower than the nanolayer prepared both nanostructures. The XRD peaks of bacterial nanocellulose and wood nanocellulose are different , and their crystallinity was calculated as 87% and 69%, respectively. Elastic strength, Young's modulus, and strain of the layered nanocomposite prepared of bacterial nanocellulose were higher than the related values of the layered nanocomposite prepared of wood nanocellulose.Conclusionlayered nanocomposites prepared of cellulose nanofibers have shown suitable physical and mechanical properties such as low water absorption and high resistance. Therefore, based on these properties and the growing trend of related research, it is expected that shortly find wider applications in the fields of aerospace, automobile, medicine, medical engineering, food industry, filmmaking, electronics and magnetism, etc.Keywords: epoxy, bacterial cellulose nanofiber, wood cellulose nanofiber, nanofilm, layered nanocomposite.Keywords: Epoxy, Bacterial Cellulose Nanofiber, Wood Cellulose Nanofiber, Nanofilm, Layered Nanocomposite
-
Pages 17-30Background and objectives
Competition between trees is a key factor affecting the development, structure, and dynamics of forests. Therefore, many ecologists have sought to quantify competition and related factors in the forest. The forests of Lorestan province with area 1,112,475 ha are part of the important ecosystems of the Middle Zagros, the main type of which is the Iranian oak. One of the important wood species of these forests is Hawthorn, which is often present as an accompanying species and in some areas as a pure forest. This research was conducted with the aim of comparing the crown competition and the spatial distribution pattern of Hawthorn in two forest type formation and companion species.
Materials and methodsIn this study, two forest habitats Khoshkeroud (with a dominant type of hawthorn) and Perk (with a dominant type of oak) were studied in Khorramabad. After the Search in the forest and determining the areas where the density of Hawthorn species existed and the necessary conditions for calculating crown competition, areas with an area of about 45 ha were determined. In each of these forests with a relatively uniform distribution, the number of 45 Hawthorn stems that had crown overlap with at least one neighbor were identified as central trees. To identify competing trees, the crown overlap method was used, and to quantify the level of competition, the ratio of the crown size of the central tree to the neighbors was used, and to calculate the spatial patterns, the uniform angle index was used. Then information including the distance and azimuth of the neighbors, the height of the central trees, and the size of the diameters of the crowns of the reference trees and competitors were measured. Due to the non-normal distribution of the data based on the Kolmogorov-Smirnov test, the non-parametric Mann-Whitney test was used to compare the means.
ResultsDue to the different conditions of the two habitats of Khoshkeroud and Perk, there is an obvious difference in the types and diversity of species in these habitats. In addition, the average distance to effective neighbors in the competition shows a big difference, if other characteristics do not have a big difference. The number of influential neighbors in the BDC index for the Khoshkeroud habitat reaches four neighbors, while in the Perk habitat; there are at most three neighbors with overlapping crowns for the central trees. Meanwhile, more than 80% of the neighbors in the Perk habitat are species other than Hawthorn, while in the Khoshkeroud habitat, other species have allocated a small percentage. In addition to the different admixture, the results of the uniform angle index also indicate the different spatial distribution pattern of Hawthorn species in the two investigated habitats. Despite the difference in admixture and spatial distribution, there is no significant difference between the results of the competition index on the reference trees.
ConclusionConsidering that the Hawthorn genus has been suggested for afforestation of degraded areas in Zagros due to its features such as edible fruit and its ability to be used as a precursor and nurse species, the results of this research can be useful in the field of afforestation and forest cultivation.
Keywords: Ecology, Forest Habitat, Zagros, Hawthorn -
Pages 31-47Background and objectives
Structure of forest ecosystems undergoes changes in the temporal and spatial scale that this changes cause development. Development process is very slow and takes place in long term in this unites. For evaluation of this changes are used density, canopy and mixing amount. Structural attributes, show the ecological diversity and sustainability of forest ecosystems well. We conducted this study to compare changes in the structural attributes of density and canopy with diversity of tree species between different stories, as well the relationship these variables with diversity indices, between two periods of inventory in fixed location and natural environment where external factors have the least proportion in stand development.
Materials and methodsPermanent sample plot with an area of 16 ha is located at 770-920 elevation and Northwest and west directions in 32 compartment, district one Shast Kalateh forest. Inventory was carried out using 100 % sampling method with 1 ha sample plot. Differences from 2003 to 2023 quantitative attributes of density, canopy and biodiversity indices were measured with standard method and compared through ANOVA in different stories.
ResultsThe density of trees in the investigated plot reduced from 306.31 to 275.44 trees per hectare in 2003 and 2023. Only, Beech (Fagus orientalis Lipsky) species increased in density during this period. The highest frequency of tree individual belonged to under story in 2003, but in 2023, it was transferred to middle story. The average crown coverage percentage reduced from 86% to 70%. The highest amount of canopy percentage assigned to middle and upper stories. The average of Shannon's heterogeneity in 2003 in three story was (1.32, 1.29, 0.72) and in 2023 (0.49, 0.53, 0.58) respectively. The Shannon Wiener diversity index provided a better judgment of the species diversity in the investigated plot than other indices.
ConclusionThe investigated plot is a Mixed beech stand in which Beech shade tolerance species is dominant. Mixing more tree species while increasing diversity at different levels will bring stability of forest ecosystems. The results of this research showed that the indices of species diversity are only one of the methods of interpretation and evaluation of forest ecosystems and other characteristics should also be paid attention to. The periodic monitoring of this indices correctly shows changes trend of forest ecosystem. The results of used indices can be basis of evaluation and comparison with similar forest. Keywords: Structure dynamics, Diversity, Tree strata, Mixed beech stand
Keywords: Structure Of Ecosystem, Density, Canopy, Diversity, Permanent Sample Plot -
Pages 49-69Background and objectives
The majority of fires in Iran's natural areas are anthropogenic, frequently initiated deliberately prior to the rainy season or during periods of peak heat to diminish above-ground biomass and alter land use. Different ecosystems exhibit varying responses to surface fires based on their plant structures. The present study investigates the ecological resistance and resilience behavior against surface fire in four plant communities of shrubland and forest, which are located along an elevational gradient. Furthermore, this research aims to elucidate how grazing, as a disturbance factor, impacts the response of these communities to surface fire.
Materials and methodsFocusing on four plant communities with the type species of: Calligonum crinitum, Rhamnus pallasii, Prunus lycioides, and Juniperus excelsa, the study was conducted from 2009 to 2022 in the east of Little Ararat Mountains foothills. These communities were situated along an elevation gradient ranging from 800 to 1900 meters. Each community was divided into two zones, designated as grazed and grazing excluded. Two categories of surface fire occurrences were identified: sites experiencing a single fire event and those with at least two fire events during the study period. Ecological resistance was quantified by comparing vegetation cover before and after the fire, while ecological resilience was assessed by evaluating the rate of recovery towards pre-fire vegetation cover in subsequent years. A general linear model was used to assess the effects of community, disturbances (fire and grazing), and fire frequency. Principal component analysis (PCA) was employed to analyze the relationships among vegetation cover, resistance, resilience, and precipitation.
ResultsCalligonum stood out as the community with the lowest resistance but the highest resilience compared to the other study areas. The communities exhibited a distinct gradient in both resistance and resilience that closely aligned with their respective elevations, with the high-altitude Juniperus community at one end of the spectrum and the low-lying Calligonum at the other. The protection status of the lands did not emerge as a significant factor influencing the ecological resistance. However, it did play a key role in determining their resilience levels, with protected areas generally exhibiting greater resilience than their unprotected counterparts, except in the case of the Rhamnus community. The analysis further reveals subtle responses to the frequency of surface fire events: Ecological resistance did not differ significantly between communities that experienced a single fire versus those that were impacted twice, with the notable exceptions of Juniperus and Prunus, which displayed reduced resistance following the second fire. In terms of resilience, a significant decline was observed in the Rhamnus and Prunus communities after the second fire, while the other two communities were able to maintain their resilience levels. Spatial mapping of the fire-affected locations showed a concerning result, with the majority of sampled points situated far from the full recovery isoline, indicating a general lack of ecological sustainability across the study area. Some points within the Prunus and Juniperus communities were found to be closer to this benchmark, suggesting enhanced ecological stability within these communities. In PCA Calligonum emerged as closely associated with resilience, Juniperus with resistance, Rhamnus with vegetation cover, and Prunus with a combination of cover and resistance.
ConclusionResilience-enhancing practices like moderate grazing exclusion can improve stability in most communities, but a comprehensive fire management strategy is needed accounting for the distinct fire response patterns across this elevation/vegetation gradient. The Prunus community exhibited the highest overall sustainability, suggesting its suitability for fire-prone environments. Allowing repeated fires can seriously impair long-term resistance and resilience, emphasizing the need for carefully planned fire management.
Keywords: Ecological Resistance, Ecological Resilience, Grazing, Semi-Arid Ecosystems, Vegetation Dynamics -
Pages 71-90Background and Objectives
An accurate estimate of trees height is essential for evaluation of the forest stands volume and above-ground biomass. Also, nonlinear mixed-effects models using random effects with accounting variation between plots, in addition to maintaining the diameter-height relationship, improve the accuracy of the models, and these mixed effects models account for intergroup variation and intragroup variation. Therefore, this study aimed to develop a Height-Diameter relationship Oak (Quercus Castanefolia C.A.M) using nonlinear models and nonlinear mixed-effect models in uneven-aged broad-leaved stands in Golestan province (Shast-kalateh, Jafar-abad and Loveh forestry plan).
Materials and MethodsWe applied a systematic sampling method to collect field data within a 150×200 m network (71 circular plots), and in each plot, tree species, height and diameter at breast height (DBH) of all trees were measured. In the first stage, we used 20 non-linear diameter-height models to select candidate models, then refitted in the second stage using mixed-effect model using dominant height, mean quadratic DBH, Basal area, BAL, stand volume and tree density.
ResultsThe results of fitting non-linear models for Oak showed that RMSE and R2 are ranged 3-4 meters and 0.4-0.62, respectively. By adding dominant height, mean quadratic DBH, Basal area, BAL, stand volume, and tree density as random effects in the nonlinear mixed-effect method, R2 improved by about 10 to 16%, and the RMSE improved about 0.2- 1 m. By adding
ConclusionThe results showed that using the nonlinear mixed-effect method in comparison with nonlinear regression models improved the accuracy of estimating the height, especially in uneven-aged broadleaved stands. These models can show variability height in stands. Therefore, this approach can be a suitable alternative to estimate tree height, despite few studies conducted in this field. Also, additional research on the use of nonlinear mixed-effect models for all important species of the Hyrcanian forests and other vegetation regions of Iran is necessary. Also, accurate information can be used in forest sustainable management and conservation programs. These models can be used in forest planning.The results showed that using the nonlinear mixed-effect method in comparison with nonlinear regression models improved the accuracy of estimating the height, especially in uneven-aged broadleaved stands. These models can show variability height in stands. Therefore, this approach can be a suitable alternative to estimate tree height, despite few studies conducted in this field. Also, additional research on the use of nonlinear mixed-effect models for all important species of the Hyrcanian forests and other vegetation regions of Iran is necessary. Also, accurate information can be used in forest sustainable management and conservation programs. These models can be used in forest planning.
Keywords: Nonlinear Mixed-Effect Models, Weibull, Gomperz, Korf, Oak -
Pages 91-110Background and objectives
In Hirkan forests, fine-grained clayey soils have created many problems in construction projects, especially road construction, due to their swelling, and have caused the instability of the road surface and as a result, the pavement has been damaged. Fine-grained soils are problematic due to unfavorable technical properties, especially plastic properties, low permeability, low strength, changes in pore water pressure, changes in volume, texture, chemical properties, and grain structure, and may present complex engineering problems for construction. One of the ways to improve the swelling characteristics of the soil is soil stabilization. Soil stabilization is the use of natural or synthetic additives to improve the mechanical properties of soil. Lime and plant waste are cheap, available and easy to use materials.
Materials and methodsIn this research, a fixed amount of three percent hydrated lime along with reed plant ash from Phragmites australis with a mixing ratio of three, six, nine and twelve percent to the road bed soil of the study area located in the educational and research forest of Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources - Darabkala was added and then soil mechanics tests including: Atterberg limit, standard compaction test, California bear ratio(CBR) test and uniaxial compressive strength(UCS) test were performed in three repetitions after the processing period. In this research, a constant amount of three percent hydrated lime along with reed ash with a mixing ratio of three, six, nine, and twelve percent was added to the road bed soil of the study area.
ResultsThe results show that the liquid limit and plasticity index decreased and placticity limit of the soil increased. The maximum dry weight of the samples decreased with the increase of reed ash, and the highest value of 14.52 KN/m3 was recorded and the lowest value of 11.97 KN/m3 was recorded in the soil sample with 3% lime and 12% reed ash. In CBR test, an increasing trend was recorded from 4.9% to 9.7% in the soil sample containing 3% lime and 12% reed ash. The result of the uniaxial compressive strength test in three time periods of 7, 14 and 28 days on the samples shows that the highest value of uniaxial compressive strength is 2.6 Kg/cm2 in the sample containing 3% lime and 6% reed ash after 28 days.
ConclusionBased on the findings of this research, it was concluded that reed ash can be used as a suitable pozzolanic material to stabilize the bed soil of the forest roads in the study area, and the ratio of three percent lime and six percent ash can be used for 28 days to stabilize the bed clay.
Keywords: CBR, Lime, Curing Time, Pozzolanic Reaction -
Pages 111-129Background and Objectives
In order to reduce water consumption and producing suitable seedlings, we need have a perfect knowledge of grey mangrove habitat condition in two vegetative periods and their growth replies in the nursery. So, the aim of this study was to investigate the germination percentage and grey mangrove replies to the different levels of light, irrigation and contracted effects of them in two 3-month growth periods in the nursery.
Material and MethodsPropagules were collected from 30 healthy mother trees in the summer of 2022 and cultivated in five groups (3 pots in every group) of plastic pots in the coastal nursery (Factorial statistical design). We carried out irrigation regimes (2 times a day, once a day, every other day and every second day) and light treatments in five levels of 0%, 25%, 50%, 75% and 100% on propagules. In order to investigate vegetative replies of seedling to light and irrigation in the two 3-month periods (measurements), collar diameter, height and leaf number (after becoming bi-foliate), were measured using digital caliper and ruler. Growth amounts were calculated from the differences of collar diameter and height in two 3-month periods. Germination percentage was recorded at the initial growth and also leaf area of 6-month seedlings were measured in all treatments and were analyzed using GLM at the level of 95%.
ResultsAccording to the results, germination percentage was higher in two times and daily irrigation as well as 50% and 75% light treatments than that of in the others (P≤0.05). In two times irrigation, leaf area with amount of 22.83 cm2 had a significant difference than the other treatments (P≥0.05). leaf area had the highest amounts in 50%, 0 and 75% light treatments (P≤0.05). All vegetative characteristics in the first 3- month and second 3-month measurement had a different reply to the light and irrigation significantly. Also, all the growth properties of seedling, except for leaf number, were higher in the first 3-month measurement that those of in the second 3-month measurement. In the second 3-month measurement, there were lower differences among treatments. According to the results, in the first 3-month measurement, diameter growth had the highest amount in the irrigation regime of two times a day (0.41 mm), once a day (0.36 mm) and light level of 50% (0.32 mm) while in the second 3-month measurement, diameter growth differences decreased in 50, 25 and 75% light treatment and were in the same groups. Also, in the first 3-month measurement, height growth had the highest amount in the twice a day irrigation treatment with the value of 4.75 cm decreased in the second 3-month measurement (2.41 cm) that was at the same group along with once-a-day irrigation regime (2.21 cm). Height growth in the first 3-monthe measurement had the highest amount at 50% light (4.48cm) and 75% (4.34 cm) light treatment changed in the second 3-month measurement. Unlike the other vegetative characteristics, leaf number was lower in the first 3-month than that of in the second 3-month.
ConclusionAccording to the results, grey mangrove seedlings are more sensitive to the light and irrigation at the first 3-month growth and exhibit stronger replies to them. So, providing the suitable irrigation and shade is so important in the initial growth of grey mangrove seedling in the nursery. We must provide 50% light and twice a day irrigation at the first 3-month for grey mangrove seedling in order to grow suitable while we can increase light intensity and also irrigation cycle.
Keywords: Growth Reply Of Grey Mangrove Seedling, Period, Diameter Growth, Height Growth, Leaf Area