تاثیر شرایط نوری مختلف روی صفات مورفولوژیک برگ گونه شاه بلوط

محورهای موضوعی : مدیریت محیط زیست

مهرداد زرافشار ¹ , مسلم اکبری نیا ² , علی ستاریان ³ , حامد یوسف زاده ⁴ , مهدی طیبی ⁵

1 - دانش‌آموخته مقطع دکتری در رشته مهندسی منابع طبیعی- جنگل‌داری، دانشگاه تربیت مدرس.
2 - دانش‌یار و عضو هیات علمی دانشگاه تربیت مدرس، گروه جنگل‌داری *(مسوول مکاتبات).
3 - دانشیار و عضو هیات علمی مجتمع آموزش عالی گنبد کاووس، گروه جنگل‌داری.
4 - استادیار و عضو هیئت علمی دانشگاه تربیت مدرس، گروه جنگلداری
5 - دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی منابع طبیعی- جنگلداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان.

تاریخ دریافت : 1388/08/28 تاریخ پذیرش : 1389/02/04 تاریخ انتشار : 1395/04/01

کلید واژه: شاه بلوط, پلاستیسیتی, رژیم نوری, صفات مورفولوژیک برگ,

چکیده مقاله :

مقدمه: روند روز افزون تخریب توده های خالص گونه شاه بلوط، به عنوان ذخیرگاه جنگلی در غرب جنگل های هیرکانی، سبب فرسایش ژنتیکی و در معرض خطر قرارگرفتن این گنجینه ارزش مند ژنتیکی گردیده است. با توجه به ضرورت شناخت نیازهای اکولوژیک یک گونه جهت ارائه راهکارهای مدیریتی به منظور حفاظت، احیا و توسعه آن، تحقیق حاضر در نظر دارد به بررسی میزان تاثیرپذیری صفات مورفولوژیک برگ گونه شاه بلوط تحت تاثیر رژیم های مختلف نوری بپردازد. روش کار: بدین منظور60 پایه درختی شاه بلوط از توده های طبیعی در حوالی امام زاده ابراهیم در توابع شهرستان شفت ( استان گیلان) انتخاب و از چهار جهت تاج درختان (شمال، جنوب، شرق و غرب) که تحت تاثیر رژیم های مختلف نوری می باشند، تعداد 10 برگ ( از هر درخت 40 برگ) به طور تصادفی جمع آوری شد. پارامترهایی از قبیل طول پهنک برگ، حداکثر عرض پهنک برگ، فاصله قاعده برگ تا محل حداکثر عرض پهنک، طول دم برگ، تعداد رگ برگ، تعداد دندانه، فاصله دندانه ها، طول و عمق دندانه و نسبت شاخص دندانه اندازه گیری و پس از محاسبه مقدار پلاستیسیتی هر صفت در چهار جهت، مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. یافته ها: ضمن عدم وجود تفاوت معنی دار میزان پلاستیسیتی بین چهار جهت تاج، نتایج حاکی از پایین بودن میزان تغییرات بسیار پایین پلاستیسیتی صفات مورد مطالعه در جهات مختلف تاج بوده است، طوری که بیش ترین ضریب تغییرات مشاهده شده مربوط به صفت حداکثر عرض پهنک (% 29/4) بوده است. نتایج آنالیز واریانس نشان داد که به جز فاصله قاعده برگ تا محل حداکثر عرض پهنک، هیچ کدام از پارامترهای مورد مطالعه از برگ درختان شاه بلوط در چهار جهت تاج تفاوت معنی داری از خود نشان نمی دهد. نتیجه گیری: ضمن تایید میزان انعطاف پذیری پایین در خصوصیات مورفولوژیک برگ گونه شاه بلوط در مقابل شرایط نوری، نتایج کلی حاکی از آن است که برای ارائه راهکارهای مدیریتی صحیح به مدیران جنگل در راستای حفظ و توسعه این توده های با ارزش، مطالعه سایر نیاز های اکولوژیک الزامی است.

چکیده انگلیسی:

Background and Objective: Increasing of degradation process in Chestnut (Castanea Sativa) pure stands as reserved forest in west of Hyrcanian forest led to genetic erosion of the stand. Understanding of ecological demands of plant species is necessary for their management and conservation. So we investigated on leaf morphologic characteristics of chestnut in response to different light regimes.  Method: For this purpose 60 trees of natural stands around of Ebrahim Emamzade (in Shaft city located in Guilan province) were selected. Ten leaves (40 leaves from every tree) randomly were selected from four aspects of trees (north, south, east and west). These leaves were imposed by different light regimes. Some of the parameters such as lamina length, lamina width, distance from leaf base to the leaf maximum width, petiole length, nerves (counted variable), teeth (counted variable), leaf tooth width, leaf tooth length, tooth distance and tooth index were measured and analyzed after calculating the plasticity for each character in four aspects. Findings: The plasticity values showed that there is no significant differences among four aspects of crown. The results indicated that plasticity of all studied characters is so low while the most value of C.V was belonged to leaf limb width (4.04%). Discussion and Conclusion:  The results of ANOVA showed that all studied parameters had no significant differences between surveyed aspects except distance from leaf corner to the most leaf limb width. Our finding confirmed that morphologic characters of Castanea sativa leaf has low flexibility in response to light conditions. We suggest that study of other ecological demands are necessary for presentation of accurate guidelines to forest managers.

منابع و مأخذ:

1. هدایتی. م.ع، مروی مهاجر. م.ر، جزیره­ای. م.ح و زبیری. م، 1382، بررسی امکان تولید نهال شاه بلوط(Castanea sativa) در استان گیلان، مجله منابع طبیعی ایران.3(56): ص 229-244.


2. Lusk, C., Reich, P.B., Montgomery, R.A., Ackerly, D.D., Cavender-Bares, J., 2008. growth, biomass allocation, and crown morphology of understory sugar maple, yellow birch, and beech. Ecoscience 7, 345–356.


3. Matos, ., Wolfgramm, R., Goncalves F. V., Cavatte P. C., Ventrella, M. C., DaMatta . M., 2009. Phenotypic plasticity in response to light in the coffee tree.  Journal of Environmental and Experimental Botany. 241, 278–287.


4. Valladares, F., Gianoli, E., Gomez, J.M., 2007. Ecological limits to plant phenotypic plasticity. Tansley review. New Phytol. 176, 749–763.


5. Valladares, F., Niinemets, U., 2008. Shade tolerance, a key plant feature of complex nature and consequences. Annu. Rev. Ecol. Evol. Syst. 39, 237–257.


6. Walters, R.G., 2005. Towards an understanding of photosynthetic acclimation. J. Exp. Bot. 56, 435–447.


7. Murchie, E.H., Horton, P., 1997. Acclimation of photosynthesis to irradiance and spectral quality in British plant species: chlorophyll content, photosynthetic capacity and habitat preference. Plant Cell Environ. 20, 438–448.


8. Crick, J.C., Grime, J.P., 1987. Morphological plasticity and mineral nutrient capture in two herbaceous species of contrasted ecology. New Phytologist 107, 403–414.


9. Bradshaw, A.D., Chadwick, M.J., Jowett, D., Snaydon, R.W., 1964. Experimental investigations into the mineral nutrition of several grass species. IV nitrogen level. Journal of Ecology, 665–676.


10. Futuyma, D.J., Moreno, G., 1988. The evolution of ecological specialization. Annu. Rev. Ecol. Syst. 19, 207–233.


11. Van Tienderen, P.H., 1997. Generalists, specialists, and the evolution of phenotypic plasticity in symmetric populations of distinct species. Evolution 51, 1372–1380.

1. یوسف زاده. ح، اکبریان. م.ر و اکبری نیا. م، 1388، بررسی تنوع برگ درخت انجیلی (Parrotia  persica) در طول شیب ارتفاعی در شرق مازندران، مجله رستنی­ها، 9(2): ص178-189.


2. زرافشار. م، اکبری نیا. م، یوسف زاده. ح و ستاریان. ع، 1388، بررسی تنوع در خصوصیات مورفولوژیک برگ و میوه گونه داغداغان (L.  Celtis australis) در شرایط جغرافیایی مختلف. دوفصل­نامه تحقیقات ژنتیک گیاهان مرتعی و جنگلی.(در دست چاپ)

14. Sultan, S.E., 1995. Phenotypic plasticity and plant adaptation. Acta Botanica Neerlandica 44, 363–383.


15. Sultan, S.E., 2001. Phenotypic plasticity for fitness components in Polygonum species of contrasting ecological breadth. Ecology 82, 328– 343.


16. Curtis, W., 1983. Photosynthetic potential of sun and shade Viola species. Can. J. Bot. 62, 1273–1278.


17. Walters, M.B., Field, C.B., 1987. Photosynthetic light acclimation in two rainforest Piper species with different ecological amplitudes. Oecologia. 72, 449–456.


18. O´Neill, G. A; Aitken, S.N; Thomas-Adams, W.O.2000. Genetics selection for cold hardiness in coastal Douglas- Fir seedlings and saplings. Can.j.for.Res; 30:1799-1807.


19. Sierra- Lucero, V; Mc keand, S.E; Huber, D. A; Rockwood, D. L; White, L. 2002. Performance differences and genetic parameters for coastal provenance of Loblloly pine in southeastern United States. For.Sci; 48: 732-742


20. Cornelius.J, L. Apedaile & F. Mesen. 1995. Provenance and Family Variation in Height and Diameter Why are evergreen leaves so contrary about shade? Trends Ecol. Evol. 23, 299–303.


21. Aravanopulos, A., 2005. Phenotypic variation and population relationships of chestnut (Castanea sativa) in Greece, revealed by multivariate analysis of leaf morphometrics. Acta Horticulturae 693: 230–240. Sci. For. 50. 25s–34s.


22. Bruschi, P., Grossoni, P and Bussotiim, F., 2003. Within- and among-tree variation in leaf morphology of Querqus petraea(Matt.) Liebl. natural populations. Trees.17: 164-172.


23. Evans, J.R., Poorter, H., 2001. Photosynthetic acclimation of plants to growth irradiance: the relative importance of specific leaf area and nitrogen partitioning in maximizing carbon gain. Plant Cell Environ. 24, 755–767.


24. Sultan, S.E., Bazzaz, F.A., 1993. Phenotypic plasticity in Polygonum persicaria. I. Diversity and uniformity in genotypic norms of reaction to light. Evolution 47, 1009–1031.


25. Sultan, S.E., Wilczek, A.M., Bell, D.L., Hand, G., 1998. Physiological response to complex environments in annual Polygonum species of contrasting ecological breadth. Oecologia 115, 564–578.


26. Messier, C., Nikinmaa, E., 2000. Effects of light availability and sapling size on the Growth of Cupressus iustianica Mill. at 28 Months in Costa Rica. Silvae Genetica 45, 2-3.


27. Paquette, A., Bouchard, A., Cogliastro, A., 2007. Morphological plasticity in seedlings of three deciduous species under shelterwood under-planting management does not correspond to shade tolerance ranks. Forest Ecology and Management.


28. Joesting, H M., McCarthy, B. C., Brown K. J. 2009. Determining the shade tolerance of American chestnut using morphological and physiological leaf parameters. Forest Ecology and Management. 257. 280-286.


29. ثابتی. ح، 1355، درختان و درختچه های ایران، انتشارات دانشگاه تهران، 431 صفحه.


30. Jachson, L.W.R., 1967. Effect of shade on leaf structure of deciduous tree species. Ecology, 48: 488- 499.