بررسي واكنش گونه راش به برخي متغيرهاي محيطي با استفاده از تابع بتا و مقايسه آن با تابع گوسي (مطالعه موردي: جنگل آموزشي و پژوهشي خيرود)

Investigation on the response of Fagus orientalis Lipsky to some environmental variables using beta function and its comparison with Gaussian function (Case study: Kheyrud forest research station(

اين پژوهش در بخش‌‌هاي پاتم، نم‌‌خانه، گرازبن، چلير و بهاربن جنگل خيرود نوشهر متعلق به دانشكده منابع طبيعي دانشگاه تهران صورت گرفت. به اين منظور در تيپ‌هايي كه در آنها گونه راش غالب بود، به روش تصادفي- طبقه بندي 190 قطعه نمونه دايره‌اي به مساحت 1000 متر مربع پياده و در هر يك از آنها تعداد پايه‌هاي راش با قطر بيشتر از 5/7 سانتي‌‌متر، ارتفاع از سطح دريا و درصد شيب اندازه‌گيري و ثبت شد. همچنين در مركز هر قطعه نمونه، از عمق 10-0 سانتي‌متري، نمونه‌برداري خاك صورت گرفت و متغير بافت خاك، وزن مخصوص ظاهري و درصد رطوبت اشباع اندازه‌گيري شد. س‍‍‍‍‍‍‍پس تابع بتا و گوسي در چارچوب مدل خطي تعميم‌يافته به هر يك از متغيرهاي محيطي مورد بررسي برازش داده شد. با استفاده از درصد انحراف توجيه‌شده و مقايسه شكل منحني حاصل از توابع گوسي و بتا، دو تابع ارزيابي شدند. تابع بتا نشان داد كه براي ارتفاع از سطح دريا گونه راش داراي رفتاري چوله به چپ است. مقدار اپتيمم و دامنه اكولوژيك براي متغير ارتفاع به‌ترتيب 1420 و 2150-300 متر تعيين شد. از نظر شيب، اين گونه داراي اپتيمم 40 درصد و دامنه اكولوژيك 80-0 درصد است و رفتاري تك‌نمايي و متقارن نشان مي‌دهد. مقدار بهينه درصد شن، رس و سيلت به‌ترتيب 25، 43 و 35 درصد محاسبه شد. دامنه بوم‌شناختي گونه راش براي شن (48-1 درصد)، رس (58-20 درصد) و سيلت (55-17 درصد) برآورد شد. به‌كارگيري تابع بتا نشان داد كه گونه راش نسبت به وزن مخصوص ظاهري، رفتاري تك‌نمايي اما چوله به راست دارد و براي متغير درصد رطوبت اشباع منحني واكنش، تك‌نمايي و متقارن است. مقدار بهينه وزن مخصوص ظاهري خاك و درصد رطوبت اشباع با استفاده از تابع بتا به‌ترتيب 6/1 گرم بر سانتي‌متر مكعب و 50 درصد محاسبه شد. براساس نتايج، هرچند اختلاف تابع گوسي و تابع بتا بر اساس درصد انحراف توجيه‌شده خيلي چشمگير نيست، تابع بتا توانسته است منحني‌هاي چوله‌دار را به‌خوبي نمايان كند. در اين تحقيق، گونه راش نسبت به متغيرهاي مورد بررسي هميشه رفتار گوسي نشان نداد و مي‌توان اين فرض را كه گونه راش نسبت به متغيرهاي محيطي رفتاري تك‌نمايي و گوسي دارد رد كرد.

The current study was done in Patom, Namkhaneh, Gorazbon, Chelir and Baharbon districts in Kheyrud forest. A stratified sampling method based on landform was used to locate 190 0.1 ha circular sample plots in beech dominated forests. The number of Fagus orientalis Lipsky trees with DBH ? 7.5 cm within each plot was recorded along with elevation and slope of the ground. Also, at the center of plot, soil samples from first layer were taken for analyzing soil texture, bulk density and saturation moisture. In order to study the shape of response curve and extract the ecological optimum and amplitude in relation to the mentioned variables, beta function was used in the context of generalized linear model (GLM) with poison distribution and logarithmic link function. Gaussian Function were also applied to the data and its performance was compared to Beta Function using Deviance Test and the shape of response whether it is unimodal and symmetric or skewed. Beta function showed the response of beech to altitude is left-skewed, meaning it avoids lower elevations. This species has 1420 and 300-2150 m a.s.l for its optimum and ecological amplitude, respectively. Beech tree can distribute from gentle to steep slopes in the study area. The behavior of beech to slope is symmetric and unimodal attaining its optimum at 40% slope. Using beta function indicated that Fagus have amplitude of 0 to 80% regarding to slope percentage. In light of sand, clay and silt, Beech tree has 25, 43 and 35 % for optimum and 1-48 % for sand, 20-58% for clay and 17-55 % for silt for ecological amplitude, respectively. Using beta function showed the response of Fagus to sand and silt is unimodal and symmetric, but for clay it shows left-skewed shape. It implies that Fagus avoids soils containing low clay contents. The optimum and tolerance of saturation moisture for Fagus have been determined 50 and 17-55%, respectively. Fagus showed right-skewed response to bulk density. It gets its optimum at 1.6 g/cm3 and it can distribute from 1.3 to 2.7 g/cm3. Gaussian function always gives symmetric and bell-shaped species responses whereas the beta function has the advantage of describing either very skewed unimodal responses, or symmetric responses. It can also detect some types of bimodal. The results of this study showed although there is not much difference between Gaussian and beta functions based on deviance explained, but beta function could detect skewed response curve well, compared to Gaussian function. Beech tree has not always showed symmetric responses to the selected variables and the hypothesis implying Beech tree has unimodal and symmetric response to environmental variables can be rejected.