پديد آورندگان :
علوي، جليل دانشگاه تربيت مدرس - دانشكده منابع طبيعي و علوم دريايي , نوري، زهرا دانشگاه تهران - دانشكده منابع طبيعي كرج , زاهدي اميري، قوام الدين دانشگاه تهران - دانشكده منابع طبيعي كرج
كليدواژه :
گونه راش , منحني پاسخ , متغيرهاي محيطي , مدل جمعي تعميم يافته , جنگل خيرود , نوشهر
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: يكي از زمينه‌هاي مطرح در بوم شناسي پوشش گياهي، تحليل و درك روابط گونه‌هاي گياهي و عوامل رويشگاهي، مخصوصاً عكس‌العمل گونه‌ها به گراديان‌هاي اكولوژيكي است. از چند دهه گذشته تلاش‌هاي زيادي براي پيوند عملكرد گونه‌هاي گياهي به عوامل محيطي صورت گرفته است. هدف از انجام اين تحقيق بررسي منحني عكس‌العمل گونه راش نسبت به متغيرهاي محيطي با استفاده از مدل جمعي تعميم‌يافته مي‌باشد.
مواد و روش‌ها: بدين منظور در جنگل آموزشي و پژوهشي خيرود نوشهر، پس از تهيه نقشه شكل زمين بر اساس ارتفاع از سطح دريا، شيب و جهت جغرافيايي، 114 قطعه‌نمونه دايره‌اي شكل به مساحت 10 آر در تيپ‌هاي راش انتخاب و در مرحله بعد محل اين نقاط در طبيعت با مختصات مربوطه با استفاده از سامانه مكان‌ياب جهاني مشخص گرديد. بعد از پياده نمودن قطعات نمونه، ارتفاع 5 اصله از قطورترين درختان در هر قطعه نمونه اندازه‌گيري و ميانگين آن‌ها به‌عنوان ارتفاع غالب در نظر گرفته شد. ارتفاع از سطح دريا، آزيموت و درصد شيب قطعات نمونه، اندازه‌گيري و ثبت شد. همچنين در مركز هر قطعه‌نمونه، از عمق 0-10 سانتي‌متري نمونه‌برداري خاك صورت گرفت. پارامترهاي بافت خاك، وزن مخصوص ظاهري، pH خاك، درصد رطوبت اشباع، درصد آهك، درصد نيتروژن، درصد كربن و ماده آلي، پتاسيم، كلسيم، منيزيم و فسفر قابل‌جذب آناليز شد. در مطالعه حاضر با استفاده از مدل جمعي تعميم‌يافته در نرم‌افزار آماري R و بسته mgcv، منحني پاسخ گونه راش نسبت به متغيرهاي محيطي به‌صورت انفرادي و تركيبي تحليل شد. با توجه به ماهيت متغير پاسخ، توزيع گوسي و تابع پيوند هماني براي مدل جمعي تعميم‌يافته در نظر گرفته شد.
يافته‌ها: مقايسه منحني‌هاي پاسخ حاصل از مدل جمعي تعميم يافته براي متغيرهاي تبييني به‌صورت انفرادي و تركيبي نشان مي‌دهد كه اختلافات قابل‌توجهي در شكل منحني پاسخ وجود دارد. همچنين در خصوص معني‌داري متغيرهاي تبييني نيز تفاوت‌هايي وجود دارد. به‌كارگيري مدل‌هاي جمعي تعميم‌يافته براي هر يك از متغيرهاي محيطي به صورت انفرادي نشان مي‌دهد كه متغيرهاي ارتفاع از سطح دريا، درصد شيب، تابش خورشيدي، درصد رس، درصد سيلت، درصد شن، درصد نيتروژن، درصد رطوبت اشباع، درصد كربن، درصد ماده آلي، اسيديته، فسفر و پتاسيم در سطح ۰/۰۵ درصد معني‌دار مي‌باشند. در صورت در نظر گرفتن هم‌زمان تمامي متغيرهاي غير هم خط، ارتفاع از سطح دريا، تابش خورشيدي، درصد شن، وزن مخصوص ظاهري، درصد نيتروژن، نسبت كربن به نيتروژن، اسيديته و فسفر متغيرهاي مؤثر بر ارتفاع غالب گونه راش در مدل جمعي تعميم‌يافته مي‌باشند.
نتيجه‌گيري: نتايج مطالعه حاضر بيان مي‌دارد كه چنانچه هدف از مطالعه، تنها بررسي شكل منحني پاسخ گونه باشد، در نظر گرفتن توأمان متغيرهاي تبييني، توصيف دقيق‌تري از رفتار گونه نسبت به متغيرهاي محيطي ارائه مي‌دهد، اما اگر محقق در نظر داشته باشد علاوه بر شكل منحني پاسخ، پارامترهايي نظير مقدار اپتيمم و دامنه اكولوژيك متغير محيطي را براي يك گونه استخراج نمايد، رفتار گونه‌ها نسبت به متغيرها به‌صورت انفرادي مي‌تواند گزينه بهتري باشد.
چكيده لاتين :
The Response Curve of Beech Tree (Fagus Orientalis Lipsky.) in Relation to Environmental Variables Using Generalized Additive Model in Khayroud Forest, Nowshahr Abstract Background and objectives: One of the main fields of interest in vegetation ecology is the analysis and understanding of vegetation-site relationships, particularly the response of species to underlying ecological gradients. Many attempts have been done in linking the performance of plant species to environmental variables since last decades. This study aims at investigating the response curve of beech tree to environmental variables using generalized additive model. Materials and methods: For this purpose, a stratified sampling method based on landform was used to locate 114 0.1 ha circular sample plots in beech dominated forests in experimental and educational forest of Kheyrud, Nowshar. The mean height of five largest diameter trees within each plot was considered as dominant height. Elevation above sea level, geographical aspect and slope of the ground were also recorded or measured. At the center of plot, soil samples from 0-10 cm depth were taken for analyzing soil texture, bulk density and saturation moisture, pH, lime (%), nitrogen (%), carbon and organic matter (%), potassium, calcium, magnesium and phosphorous. By using generalized additive model and mgcv package in R statistical software, the response curve of beech tree were individually and simultaneously analyzed. Due to the nature of response variable, Gaussian distribution and identity link function were selected for generalized additive model. Results: The comparison of response curves resulted from GAM for explanatory variables individually and simultaneously showed that there are considerable differences in the shape of response curve. There are also differences in significance of predictors among these two approaches. By using GAM for each explanatory variable individually indicated that altitude, slope, radiation index, clay, silts, sand, nitrogen, saturation moisture, carbon and organic matter, pH, phosphorous and potassium are significant (P < 0.05). Considering all non-collinear predictors showed that altitude, ration index, sand, bulk density, nitrogen, CN, pH and phosphorous are significant variables on beech dominant height in generalized additive model. Conclusion: The results of this research imply that if the study aims at investigating only the shape of response curve, considering simultaneously all predictors will present the precise description of species behavior to environmental variables. But if the researcher wants to extract ecological optimum and tolerance for the species besides the shape of response curve, the behavior of species to predictors individually would be better choice.
