Comparison of the influence of some stand structural parameters on black pine seedling density and growth

Abstract

Due to the difficulties in natural regeneration of black pine (Pinus nigra Arnold) forests, the influences of different stand structural parameters on regeneration success should be well understood. Canopy closure is one of the most commonly used parameters in natural regeneration activities in Turkey. However, studies regarding the effects of stand basal area (GYA) (m2/ha), stand stocking (%) and light transmittance (GIM) (%) on black pine regeneration has been limited. In this study, we aimed to determine the influences of GYA, stand stocking and GIM on seedling density, as well as root-collar diameter (KBÇ) and height of 5-year old black pine seedlings. We also aimed to find which parameter has more influence on black pine seedlings. GYA for each study plot installed within Kastamonu Araç Forest Planning Unit was calculated, and GIM of each plot was also determined using a Plant Canopy Imager. Stand stocking of each plot was calculated using a published equation. There were significant relationships between stand parameters and seedling density, KBÇ and seedling height (p<0.05). Moreover, GIM has more influence than GYA and stand stocking on seedling density, KBÇ and seedling height. Findings suggest that stand stocking and direct light measurements should be complementary to the commonly used canopy closure in black pine regeneration.

Keywords

• Regeneration,Basal area,Stand stocking,PAR

Bazı meşcere değişkenlerinin karaçam gençlik sayısı ve büyümesi üzerine etkilerinin karşılaştırılması

Abstract

Karaçam (Pinus nigra Arnold) ormanlarının doğal olarak gençleştirilmesinde yaşanan zorluklar nedeniyle, farklı meşcere değişkenlerinin gençleştirme başarısını üzerine olan etkilerinin iyi anlaşılması oldukça önemlidir. Ülkemizde doğal gençleştirme çalışmalarında meşcere kapalılığı yaygın olarak kullanılan meşcere değişkenlerinden biridir. Fakat, göğüs yüzeyi alanı (GYA) (m2/ha), meşcere stoğu (%) ve meşcere içerisine geçirilen ışık miktarı (GIM) (%) gibi meşcere değişkenlerinin karaçam gençleştirilmesi üzerine etkileri konusunda çalışmalar oldukça sınırlıdır. Bu çalışmada GYA, meşcere stoğu ve GIM’nin karaçam gençlik sayısı ile beşinci yıl sonundaki kök boğaz çapı (KBÇ) ve boy değerleri üzerine etkilerinin belirlenmesi ve karaçam gençlikleri üzerinde hangi parametrenin daha etkili olduğunun saptanması amaçlanmıştır. Kastamonu Araç Orman İşletme Şefliği sınırları içerisinde alınan deneme alanlarına ait GYA değerleri hesaplanmış ve her bir deneme alanı için GIM değeri Plant Canopy Imager yardımıyla belirlenmiştir. Deneme alanlarına ait meşcere stoğu karaçam için daha önce geliştirilen formül yardımıyla hesaplanmıştır. Meşcere değişkenleri ile karaçam gençlik sayısı, KBÇ ve boy değerleri arasında anlamlı ilişkiler tespit edilmiştir (p<0.05). Ayrıca, seçilen değişkenler içerisinde GIM’in hem gençlik sayısı hem de KBÇ ve boy değerleri üzerinde diğer değişkenlere kıyasla daha etkili olduğu belirlenmiştir. Çalışmada elde edilen bulgular, ülkemizde karaçam gençleştirmelerinde yaygın olarak kullanılan meşcere kapalılığı yanında, meşcere stoğu ve özellikle de direk ışık ölçümlerinin de kullanılmasının faydalı olabileceğini ortaya koymaktadır.

Keywords

• Gençleştirme,Göğüs yüzeyi,Meşcere stoğu,PAR

Thanks

Çalışmanın saha ölçümlerinin yapılması için her türlü desteği veren Araç Orman İşletme Müdürlüğü personeline teşekkür ederiz.

References

1. Agestam, E., Ekö, P.M., Nilsson, U., Welander, N.T., 2003. The effects of shelterwood density and site preparation on natural regeneration of Fagus sylvatica in southern Sweden. Forest Ecology and Management, 176: 61-73.
2. Altun, L., Yılmaz, E., Günlü, A., Ercanlı, İ., Usta, A., Yılmaz, M., Bakkaloğlu, M., 2007. Investigations on some ecological factors affecting productivity of some pine species (Pinus sylvestris L., Pinus nigra L. and Pinus brutia Ten.) in Usak Murat mountain. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 7(1): 71-92.
3. Assenac, G., 2000. Interactions between forest stands and microclimate: Ecophysiological aspects and consequences for silviculture. Annals of Forest Science, 57: 287–301.
4. Bréda, N., Granier, A., 1996. Intra-and interannual variations of transpiration, leaf area index and radial growth of a sessile oak stand (Quercus petraea). Annales des Sciences Forestières, 53: 521-536.
5. Bogunic, F., Muratovic, E., Ballian, D., Siljakovlev, S. Brown, S., 2007. Genome size stability among five subspecies of Pinus nigra Arnold s1. Environmental and Experimental Botany, 59(3): 354-360.
6. Camarero, J.J., Manzanedo, R.D., Sanchez-Salguero, R., Navarro-Cerrillo, R.M., 2013. Growth response to climate and drought change along an aridity gradient in the southernmost Pinus nigra relict forests. Annals of Forest Science, 70(8): 769-780.
7. Castro, J., Zamora, R., Hódar, J. A., Gómez, J. M., 2004. Seedling establishment of a boreal tree species (Pinus sylvestris) at its southernmost distribution limit: consequences of being in a marginal Mediterranean habitat. Journal of Ecology, 92(2): 266-277.
8. Çalıșkan, A., Güney, H.S., Çalıșkan, S., 2014. Effects of different soil preparation techniques on the Anatolian Black Pine (Pinus nigra Arnold subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) regeneration. Journal of the Faculty of Forestry Istanbul University, 64(2): 56-68.

9. Coates, T.H., 1995. Comparison of canopy closure measurements used in stand inventories. Master Thesis, University of Montana, MT, USA.
10. Collet, C., Lanter, O., Pardos, M., 2001. Effects of canopy opening on height and diameter growth in naturally regenerated beech seedlings. Annals of Forest Science, 58: 127–134.
11. del Cerro Barja, A., Borja, M.L., Garcia, E.M., Serrano, F.L., Abellán, M.A., Morote, F.G., López, R.N., 2009. Influence of stand density and soil treatment on the Spanish Black Pine (Pinus nigra Arn. ssp. salzmannii) regeneration in Spain. Forest Systems, 18(2): 167-180.
12. Ertekin, M., Özel, H.B., 2010. Çorum yöresi erozyonla mücadele kapsamında yapılan karaçam (Pinus nigra Arnold.) ve sedir (Cedrus libani A. Rich.) ağaçlandırmaları. Journal of Bartın Forestry Faculty, 12: 77-85.
13. Genç, M., 2004. Silvikültürün Temel Esasları. Süleyman Demirel Üniversitesi Orman Fakültesi yayınları. Isparta, Türkiye.
14. Gingrich, S.F., 1967. Measuring and evaluating stocking and stand density in upland hardwood forests in the central states. Forest Science, 13: 38-53.
15. Kara, F., 2015. Uneven-aged management of longleaf pine forests using selection silviculture. PhD Dissertation, Auburn University, AL, USA.
16. Kara, F., Loewenstein, E.F., Brockway, D.G., 2017. Effects of basal area on survival and growth of longleaf pine when practicing selection silviculture. Forest Systems, 26(1): 1-12.
17. Kara, F., 2018. The Growing space utilization of main tree species in northern Turkey. Cerne, 24(2): 133-139.
18. Kerr, G., 2000. Natural regeneration of Corsican pine (Pinus nigra subsp. laricio) in Great Britain. Forestry, 73(5): 479-488.
19. Lhotka, J.M., Loewenstein, E.F., 2008. Influence of canopy structure on the survival and growth of underplanted seedlings. New Forests, 35: 89–104.
20. Lombardo, J.A., McCarthy, B.C., 2008. Silvicultural treatment effects on oak seed production and predation by acorn weevils in southeastern Ohio. Forest Ecology and Management, 255 (7): 2566-2576.
21. Mason, W.L., Edwards, C., Hale, S.E., 2004. Survival and early seedling growth of conifers with different shade tolerance in a Sitka spruce spacing trial and relationship to understory light climate. Silva Fennica, 38(4): 357–370.
22. Mercurio, R., Mallamaci, C., Muscolo, A., Sidari, M., 2009. Effetti della dimensione delle buche sulla rinnovazione naturale in rimboschimenti di pino nero. Forest@-Journal of Silviculture and Forest Ecology, 6(5): 312.
23. Noemie, G., Philippe, B., Sandrine, P., Christian, G., 2011. Growth of understorey Scots pine (Pinus sylvestris L.) saplings in response to light in mixed temperate forest. Forestry, 84(2): 187-195.
24. Odabaşı, T., Calışkan, A., Bozkuş, H.F., 2004. Silvikültür Tekniği. Istanbul Üniversitesi Yayınları. Yayın no: 4459. İstanbul.
25. OGM, 2014. Orman Atlası. Tarım ve Orman Bakanlığı, Orman Genel Müdürlüğü, Ankara, https://www.ogm.gov.tr/ekutuphane/Yayinlar/Orman%20Atlasi.pdf, Erişim: 06.10.2016.
26. Page, L.M., Cameron, A.D., Clarke, G.C., 2001. Influence of overstorey basal area on density and growth of advance regeneration of Sitka spruce in variably thinned stands. Forest Ecology and Management, 151: 25-35.
27. R Development Core Team., 2010. R: A Language and Environment for Statistical Computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria.
28. Rodríguez, G., 2007. Lecture notes on generalized linear models, http://data.princeton.edu/wws509/notes/, Accessed: 05.06.2017.
29. Tíscar, P., Linares, J., 2014. Large-scale regeneration patterns of Pinus nigra subsp. salzmannii: poor evidence of increasing facilitation across a drought gradient. Forests, 5(1): 1-20.