ﺗﻌﯿﯿﻦ ارﺗﻔﺎع ﻣﻨﺎﺳﺐ ﮐﺸﺖ ﮔﻮﻧﻪ ﻫﺎي درﺧﺘﯽ ﻏﯿﺮﺑﻮﻣﯽ در ﺟﻨﮕﻞ ﻫﺎي ﺷﻤﺎل اﯾﺮان ﺑﺮ ﻣﺒﻨﺎي ﺷﺎﺧﺺ ﻫﺎي ﮔﺮﻣﺎﯾﯽ

Determining the suitable elevation for exotic tree species in north of Iran forest based on thermal indices

سابقه و هدف پوشش گياهي به‫عنوان يكي از اجزاء مهم اكوسيستم‫هاي طبيعي تاثيرپذيري بسيار زيادي از شاخص‫هاي اقليمي دارد. ‬‬‬‬‬‬در اين راستا شاخص‫ها و مدل‫هاي بسياري با هدف روشن ساختن ارتباط اقليم و پوشش گياهي ارائه شده‫اند.‬‬‬‬‬‬ از ميان عوامل مختلف اقليمي تغييرات دماي هوا در مديريت توزيع پوشش گياهي در مناطق مرطوب نقش مهمي دارد. از آن‫جا كه اغلب مطالعات صورت‫گرفته در ايران در رابطه با پوشش گياهي برمبناي روش‫هاي آماري و سنجش‫‫ازدور بوده است و تنها به پايش تغييرات پوشش گياهي مي‫پردازند لذا معرفي و ارائه شاخص‫هاي اقليمي جهت پيش‫بيني پوشش گياهي طبيعي ضروري است. ‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬هدف از اين بررسي ارزيابي و معرفي مناسبترين شاخص اقليمي دمايي و استفاده از آن به‫منظور پيش‫بيني ارتفاع مناسب جهت كشت گونه‫هاي جنگلي غيربومي به‫خصوص سوزني برگان در جنگل‫هاي شمال ايران است.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ مواد و روش‫ها‬‬‬ اين مطالعه در دو مقياس مكاني انجام شده است. در گام اول سه شاخص WI (شاخص گرمايي)، BWI (شاخص گرمايي زيستي) و EWI (شاخص گرمايي موثر) با استفاده از داده‫هاي اقليمي دماي متوسط ماهانه 34 ايستگاه سينوپتيك نوار شمالي كشور در دوره آماري ده ساله (2014-2005) محاسبه شد. ‬‬تغييرات ارتفاعي شاخص‫ها بصورت روابط گراديان ارتفاعي به‫دست آمد و نقشه‫هاي تغييرات ارتفاعي هر شاخص ترسيم شد. ‬‬‬‬‬‬در گام دوم به‫منظور بررسي دقيق كارائي شاخص‫هاي محاسبه شده در تعيين گسترشگاه پوشش گياهي، منطقه مورد مطالعه كوچكتر و محدود به جنگل آموزشي پژوهشي خيرود شد. ‬‬‬‬در اين مرحله نقشه‌هاي گسترشگاه تيپ‌هاي جنگلي منطقه‌ي خيرود جمع‌آوري‌شده و با نقشه‌هاي پوشش گياهي پيش‌بيني‌شده توسط شاخص‌ها مورد مقايسه قرار گرفت.‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ يافته‫ها‬‬‬ در اين بررسي مطالعه تطبيقي چند شاخص دمايي جديد با توزيع پوشش گياهي و درختي سه استان گلستان، مازندران و گيلان صورت گرفته و پوشش درختي پيش‌بيني شده توسط اين شاخص‌ها با نقشه موجود گسترشگاه تيپ‌هاي جنگلي منطقه پاتم و بهاربن مقايسه شده است. با توجه به گونه‌هاي ثبت شده منطقه تمامي شاخص‌ها پيش‌بيني خوبي از پوشش درختي و جنگلي منطقه ارائه مي‌دهند. تحليل‌هاي آماري نشان دادند كه شاخص گرمايي موثر (EWI) با بيشترين ميزان همبستگي (R2=0.964)و كمترين مقدار خطا (RMSE=3.87 ) مناسبترين شاخص جهت برآورد پتانسيل پوشش گياهي منطقه مورد مطالعه است. اين شاخص با درنظر گرفتن توام دامنه و ميانگين سالانه دما، پيش‌بيني دقيق‌تري (تفكيك بهتر) از پوشش گياهي بويژه در مناطقي با اختلاف ناچيز در مقادير شاخص WI، ارائه مي‌دهد. همچنين با ارائه روابط گراديان ارتفاعي شاخص‌ها، ارتفاع مناسب از لحاظ شرايط دمايي جهت كشت گونه‌هاي درختي غيربومي كه پتانسيل دمايي را براي ورود به جنگل‌هاي شمال ايران دارند، پيشنهاد شده‌است. نتيجه‫گيري‬‬‬ پوشش گياهي پيش‌بيني‌شده توسط شاخص EWI نسبت به ساير شاخص‌ها همپوشاني بيشتري با پوشش گياهي شمال كشور داشته است. علاوه بر اين با خطاي كمتر در تخمين ارتفاع مرزهاي تغييرات هر شاخص، پيش‌بيني دقيق‌تري جهت ورود گونه‌هاي غيربومي به منطقه ارائه مي‌دهد. با توجه گذشت به حدود 5 دهه از ورود گونه‌هاي سوزني‌برگ به جنگل‌هاي شمال و كشت آن‌ها در ارتفاعات مختلف و ناموفق بودن اكثر جنگل‌كاري‌هايي كه در ارتفاعات متوسط كمتر از 900 متر از سطح دريا انجام‌شده‌است پيشنهاد مي‌شود در ادامه‌ي جنگل‌كاري‌هاي آتي ارتفاعات مناسب پيش‌بيني‌شده از سطح دريا توسط شاخص EWI مدنظر قرار گيرد

Background and Objectives: Plant cover as a major element of natural ecosystems has high influence from climatic indices. In this regard many models and indices were produced with the aim of clarifying the relationship between climate and plant cover. The air temperature variations have a major role in management of plant cover distribution especially in humid region. The most studies about Plant cover in Iran were based on statistical methods and remote sensing technology and only monitor vegetation changes. So presentation of climatic indices for prediction of natural plant cover is necessary. The aim of this study is evaluation and introduction of most suitable climatic thermal index and use of this for prediction the appropriate elevation for exotic species cultivation especially conifers in north of Iran forests. Materials and Methods: In the first step, three indices of WI (Warmth Index), BWI (Biological Warmth Index) and EWI (Effective Warmth Index) were calculated based on monthly mean temperature data of 34 north strip synoptic stations of Iran in decade of (2005-2014). Variation of indices with elevation was achieved as altitudinal gradient relations and the variation map of them was drawn. In second step to investigate the efficiency of calculated indices in determination the plant cover distribution, the study region was smaller and limited to educational and research Kheirud forest. In this stage the forest type’s distribution maps of Kheirud was collected and compared with indices predicted plant cover distribution maps. Results: In this research, some new thermal indices with plant and tree cover distribution in Golestan, Mazandaran and Gilan provinces have been comparatively studied and predicted tree cover by these indices was compared with available map of Habitats forest types of Patom and Baharbon. With respect to recorded species of the region, all of the indices present good predictions for the plant cover of the region under study. The results of statistical analysis showed that effective warmth index (EWI) with highest correlation (R2=0.96) and a lowest error value (RMSE=3.9 oC) is the best indicator for estimation the plant cover of the region. This index by considering both range and average of the annual temperature presents the most accurate prediction (better differentiation) for plant cover especially in region that their WI index is similar. As well, the changes of indices with elevation were studied and related regression equation was presented. Furthermore, suitable height in terms of temperature conditions was proposed for exotic species that have thermal potential for importing to the north of Iran forests. Conclusion: Predicted plant cover by EWI index has more overlapping with north of Iran plant cover in compare to other two indices. Furthermore, with lower error in estimation the elevation of boundary variation has more accurate prediction. With respect to the passage of 5 decades from entering coniferous species in northern forests and cultivation of them in various elevation and The failure of most forest cultivation that conducted on the average height of less than 900 meters above sea level, based on this study proposed that in future forestry the best elevation will estimated with respect to more suitable predicted elevation by EWI index.