Published June 1, 2023 | Version v1
Publication Metadata-only

Measuring forest health at stand level: A multi-indicator evaluation for use in adaptive management and policy

Creators

  • 1. Ilia State University
  • 2. University of Okara
  • 3. Glocal University
  • 4. University of Azad Jammu and Kashmir
  • 5. University of Birmingham
  • 6. Forest Research
  • 7. State Museum of Natural History Karlsruhe
  • 8. Qatar Science and Technology Park

Description

Assessments of forest ecosystem health for use in adaptive management need an integrative multi-indicator examination at the stand scale. To assess forest health, we exained multiple forest indicators including diversity, age structure, regeneration, and edaphic factors of the dominant and associated tree species in their natural forest habitats. A stratified random cluster sampling strategy was used to gather vegetation samples from the five main forest types in the Zabarwan Mountain Range—Acacia forest (ACFT), Broad leaved forest (BLFT), Oak forest (OKFT), Pinus wallichiana forest (PWFT), and Scrub forest (SRFT). The Pearson method and canonical correspondence analysis (CCA) were used to investigate the relationship between tree species and edaphic factors. A total of 22 tree species were found, of which 13 were exotic and 9 were native. The proportion of exotic species was highest in OKFT (85%), followed by BLFT (75%), and the least (50%) SRFT. The BLFT forest type had the highest Shannon diversity while the lowest was the SRFT. ACFT and BLFT forest types have significantly higher Shannon diversity indexes than other forest types. Based on the density-girth class distribution, ACFT & SRFT forest types showed an Inverse-J distribution pattern, indicating a stable population structure. The dominant tree species, such as Populus alba in BLFT, demonstrated comparatively no regeneration, whereas Parrotiopsis jacquemontiana in SRFT, Pinus wallichiana in PWFT, Quercus robur in OKFT, and Robinia pseudoacacia demonstrated adequate regeneration performance. Overall exotic tree species such as Robinia pseudoacacia, Prunus cerasifera, Celtis australis, and Ailanthus altissima showed high/sufficient regeneration performance. The average seedling/tree value for all forest types in the area was 2.14, with the highest value at BLFT (3.61) and the lowest value at SRFT (0.71). In the CCA it showed that SRFT forests were greatly influenced by salinity and organic carbon, whereas ACFT and OKFT forests had comparable habitat preferences and were mutually influenced by electrical conductance and phosphorus availability. Prunus cerasifera was the only species positively associated with available calcium. By combining the data of numerous field-based indicators into a single integrated study, our research will give decision-makers an update on a forest's current and anticipated health.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

تحتاج تقييمات صحة النظام الإيكولوجي للغابات لاستخدامها في الإدارة التكيفية إلى فحص تكاملي متعدد المؤشرات على مستوى المنصة. لتقييم صحة الغابات، توصلنا إلى مؤشرات متعددة للغابات بما في ذلك التنوع والهيكل العمري والتجديد والعوامل الوعائية لأنواع الأشجار السائدة والمرتبطة في موائل الغابات الطبيعية. تم استخدام استراتيجية أخذ العينات العشوائية الطبقية لجمع عينات نباتية من أنواع الغابات الرئيسية الخمسة في غابة جبال زبروان - أكاسيا (ACFT)، والغابة ذات الأوراق العريضة (BLFT)، وغابة البلوط (OKFT)، وغابة الصنوبر واليشيانا (PWFT)، وغابة الفرك (SRFT). تم استخدام طريقة بيرسون وتحليل المراسلات الكنسية (CCA) للتحقيق في العلاقة بين أنواع الأشجار والعوامل الإيدافية. تم العثور على ما مجموعه 22 نوعًا من الأشجار، منها 13 نوعًا غريبًا و 9 أنواع أصلية. كانت نسبة الأنواع الغريبة أعلى في OKFT (85 ٪)، تليها BLFT (75 ٪)، والأقل (50 ٪) SRFT. كان لنوع غابة BLFT أعلى تنوع في شانون بينما كان الأدنى هو SRFT. تحتوي أنواع غابات ACFT و BLFT على مؤشرات تنوع شانون أعلى بكثير من أنواع الغابات الأخرى. استنادًا إلى توزيع فئة الكثافة- الطوق، أظهرت أنواع غابات ACFT و SRFT نمط توزيع معكوس J، مما يشير إلى بنية سكانية مستقرة. لم تظهر أنواع الأشجار السائدة، مثل Populus alba في BLFT، أي تجديد نسبيًا، في حين أظهر Parrotiopsis jacquemontiana في SRFT، و Pinus wallichiana في PWFT، و Quercus robur في OKFT، و Robinia pseudoacacia أداءً مناسبًا للتجديد. أظهرت أنواع الأشجار الغريبة بشكل عام مثل Robinia pseudoacacia و Prunus cerasifera و Celtis australis و Ailanthus altissima أداءً عاليًا/كافيًا للتجديد. بلغ متوسط قيمة الشتلات/الأشجار لجميع أنواع الغابات في المنطقة 2.14، مع أعلى قيمة عند BLFT (3.61) وأدنى قيمة عند SRFT (0.71). في التقييم القطري المشترك، أظهر أن غابات SRFT تأثرت بشكل كبير بالملوحة والكربون العضوي، في حين أن غابات ACFT و OKFT كانت لها تفضيلات موائل مماثلة وتأثرت بشكل متبادل بالتوصيل الكهربائي وتوافر الفوسفور. كان برقوق سيراسيفيرا هو النوع الوحيد المرتبط بشكل إيجابي بالكالسيوم المتاح. من خلال الجمع بين بيانات العديد من المؤشرات الميدانية في دراسة واحدة متكاملة، سيقدم بحثنا لصانعي القرار تحديثًا حول الصحة الحالية والمتوقعة للغابة.

Translated Description (French)

Les évaluations de la santé des écosystèmes forestiers pour une utilisation dans la gestion adaptative nécessitent un examen multi-indicateurs intégratif à l'échelle du peuplement. Pour évaluer la santé des forêts, nous avons utilisé plusieurs indicateurs forestiers, notamment la diversité, la structure par âge, la régénération et les facteurs édaphiques des espèces d'arbres dominantes et associées dans leurs habitats forestiers naturels. Une stratégie d'échantillonnage aléatoire stratifié en grappes a été utilisée pour recueillir des échantillons de végétation des cinq principaux types de forêts de la chaîne de montagnes de Zabarwan - forêt d'Acacia (ACFT), forêt de feuillus (BLFT), forêt de chênes (OKFT), forêt de Pinus wallichiana (PWFT) et forêt de broussailles (SRFT). La méthode Pearson et l'analyse de correspondance canonique (ACC) ont été utilisées pour étudier la relation entre les espèces d'arbres et les facteurs édaphiques. Au total, 22 espèces d'arbres ont été trouvées, dont 13 exotiques et 9 indigènes. La proportion d'espèces exotiques était la plus élevée dans l'OKFT (85 %), suivie de la BLFT (75 %) et de la SRFT la moins élevée (50 %). Le type de forêt BLFT avait la diversité de Shannon la plus élevée tandis que le plus bas était le SRFT. Les types de forêts ACFT et BLFT ont des indices de diversité Shannon significativement plus élevés que les autres types de forêts. Sur la base de la distribution des classes de densité et de naissance, les types de forêts ACFT et SRFT ont montré un modèle de distribution Inverse-J, indiquant une structure de population stable. Les espèces d'arbres dominantes, telles que Populus alba dans BLFT, n'ont démontré comparativement aucune régénération, tandis que Parrotiopsis jacquemontiana dans SRFT, Pinus wallichiana dans PWFT, Quercus robur dans OKFT et Robinia pseudoacacia ont démontré des performances de régénération adéquates. Dans l'ensemble, les espèces d'arbres exotiques telles que Robinia pseudoacacia, Prunus cerasifera, Celtis australis et Ailanthus altissima ont montré des performances de régénération élevées/suffisantes. La valeur moyenne des semis/arbres pour tous les types de forêts de la région était de 2,14, avec la valeur la plus élevée à BLFT (3,61) et la valeur la plus faible à SRFT (0,71). Dans le CCA, il a été montré que les forêts SRFT étaient fortement influencées par la salinité et le carbone organique, tandis que les forêts ACFT et OKFT avaient des préférences d'habitat comparables et étaient mutuellement influencées par la conductance électrique et la disponibilité du phosphore. Prunus cerasifera était la seule espèce positivement associée au calcium disponible. En combinant les données de nombreux indicateurs de terrain en une seule étude intégrée, notre recherche donnera aux décideurs une mise à jour sur la santé actuelle et prévue d'une forêt.

Translated Description (Spanish)

Las evaluaciones de la salud del ecosistema forestal para su uso en la gestión adaptativa necesitan un examen integrador de múltiples indicadores a escala de rodales. Para evaluar la salud de los bosques, analizamos múltiples indicadores forestales, incluida la diversidad, la estructura de edad, la regeneración y los factores edáficos de las especies arbóreas dominantes y asociadas en sus hábitats forestales naturales. Se utilizó una estrategia de muestreo de grupos aleatorios estratificados para recopilar muestras de vegetación de los cinco tipos principales de bosques en la Cordillera de Zabarwan: bosque de Acacia (ACFT), bosque de hoja ancha (BLFT), bosque de roble (OKFT), bosque de Pinus wallichiana (PWFT) y bosque de matorrales (SRFT). El método Pearson y el análisis de correspondencia canónica (CCA) se utilizaron para investigar la relación entre las especies de árboles y los factores edáficos. Se encontraron un total de 22 especies arbóreas, de las cuales 13 eran exóticas y 9 nativas. La proporción de especies exóticas fue mayor en OKFT (85%), seguida de BLFT (75%) y la menor (50%) SRFT. El tipo de bosque BLFT tuvo la mayor diversidad de Shannon, mientras que el más bajo fue el SRFT. Los tipos de bosques ACFT y BLFT tienen índices de diversidad de Shannon significativamente más altos que otros tipos de bosques. Con base en la distribución de la clase de densidad-circunferencia, los tipos de bosque ACFT y SRFT mostraron un patrón de distribución Inversa-J, lo que indica una estructura de población estable. Las especies de árboles dominantes, como Populus alba en BLFT, demostraron comparativamente ninguna regeneración, mientras que Parrotiopsis jacquemontiana en SRFT, Pinus wallichiana en PWFT, Quercus robur en OKFT y Robinia pseudoacacia demostraron un rendimiento de regeneración adecuado. En general, las especies de árboles exóticos como Robinia pseudoacacia, Prunus cerasifera, Celtis australis y Ailanthus altissima mostraron un rendimiento de regeneración alto/suficiente. El valor promedio de plántulas/árboles para todos los tipos de bosques en el área fue de 2.14, con el valor más alto en BLFT (3.61) y el valor más bajo en SRFT (0.71). En el CCA mostró que los bosques SRFT estaban muy influenciados por la salinidad y el carbono orgánico, mientras que los bosques ACFT y OKFT tenían preferencias de hábitat comparables y estaban mutuamente influenciados por la conductancia eléctrica y la disponibilidad de fósforo. Prunus cerasifera fue la única especie asociada positivamente con el calcio disponible. Al combinar los datos de numerosos indicadores de campo en un solo estudio integrado, nuestra investigación proporcionará a los responsables de la toma de decisiones una actualización sobre la salud actual y prevista de un bosque.

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
قياس صحة الغابات على مستوى المنصة: تقييم متعدد المؤشرات لاستخدامه في الإدارة والسياسة التكيفية
Translated title (French)
Mesurer la santé des forêts au niveau du peuplement : une évaluation multi-indicateurs à utiliser dans la gestion et la politique adaptatives
Translated title (Spanish)
Medición de la salud de los bosques a nivel de rodales: una evaluación de múltiples indicadores para su uso en políticas y gestión adaptativa

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4366545009
DOI
10.1016/j.ecolind.2023.110225

Is supplement to
https://openalex.org/W4390052961 (Other)
https://openalex.org/W2898318145 (Other)
https://openalex.org/W2381160631 (Other)
https://openalex.org/W2377903445 (Other)
https://openalex.org/W2372507962 (Other)
https://openalex.org/W2369423196 (Other)
https://openalex.org/W2359576455 (Other)
https://openalex.org/W2350933038 (Other)
https://openalex.org/W1984573810 (Other)
https://openalex.org/W1158829939 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1866670500
  • https://openalex.org/W1902238321
  • https://openalex.org/W1986477409
  • https://openalex.org/W2001279293
  • https://openalex.org/W2002258037
  • https://openalex.org/W2008731799
  • https://openalex.org/W2020473561
  • https://openalex.org/W2034681904
  • https://openalex.org/W2087113672
  • https://openalex.org/W2090275297
  • https://openalex.org/W2091233506
  • https://openalex.org/W2094996737
  • https://openalex.org/W2113515157
  • https://openalex.org/W2140642003
  • https://openalex.org/W2148050642
  • https://openalex.org/W2166797635
  • https://openalex.org/W2167250466
  • https://openalex.org/W2462466491
  • https://openalex.org/W2505383972
  • https://openalex.org/W2556789220
  • https://openalex.org/W2556854909
  • https://openalex.org/W2792751617
  • https://openalex.org/W2794657360
  • https://openalex.org/W2894957868
  • https://openalex.org/W2902929087
  • https://openalex.org/W2919297567
  • https://openalex.org/W2919816343
  • https://openalex.org/W2936272356
  • https://openalex.org/W2971386777
  • https://openalex.org/W2971748972
  • https://openalex.org/W2989970761
  • https://openalex.org/W3002874033
  • https://openalex.org/W3003985325
  • https://openalex.org/W3015294470
  • https://openalex.org/W3038931876
  • https://openalex.org/W3042158619
  • https://openalex.org/W3045528259
  • https://openalex.org/W3081503144
  • https://openalex.org/W3082138507
  • https://openalex.org/W3084305718
  • https://openalex.org/W3084515007
  • https://openalex.org/W3095757334
  • https://openalex.org/W3095824117
  • https://openalex.org/W3105445449
  • https://openalex.org/W3117433886
  • https://openalex.org/W3125360391
  • https://openalex.org/W3135588666
  • https://openalex.org/W3149832388
  • https://openalex.org/W3175540402
  • https://openalex.org/W3195552827
  • https://openalex.org/W3197177769
  • https://openalex.org/W3198800506
  • https://openalex.org/W3204310802
  • https://openalex.org/W3209579781
  • https://openalex.org/W3213061642
  • https://openalex.org/W3214660263
  • https://openalex.org/W407783069
  • https://openalex.org/W4200454811
  • https://openalex.org/W4213451843
  • https://openalex.org/W4280608568
  • https://openalex.org/W4283268630
  • https://openalex.org/W4288036652
  • https://openalex.org/W4289315302
  • https://openalex.org/W4292996399
  • https://openalex.org/W4308036860
  • https://openalex.org/W4308346296
  • https://openalex.org/W4309008666
  • https://openalex.org/W4310054365
  • https://openalex.org/W4313598097