مقایسه تابع‌های K رایپلی، همبستگی جفتی و O-ring در تحلیل الگوی مکانی درختان کنار (Ziziphus spina-christi) در استان فارس

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار دانشگاه شیراز

2 کارشناسی ارشد دانشگاه شیراز

چکیده

درک فرآیندهای نهفته در الگوی مکانی درختان یک هدف مهم در بوم­شناسی جنگل است که نخستین گام در شناسایی این الگوهای مکانی، استفاده از آماره­های اختصاری مناسب است. این پژوهش با هدف مقایسه چهار آماره اختصاری درجه دوم تک­متغییره (تابع­های K رایپلی، L، همبستگی جفتی و O-ring) در تحلیل الگوی مکانی درختان کنار (Ziziphus spina-christi) در استان فارس انجام شد. تمام درختان با ارتفاع بیش از یک متر در یک قطعه نمونه 200 × 200 مترمربعی نقشه­برداری شدند. دو الگوی نقطه­ای دیگر با تراکم مشابه و توزیع مکانی متفاوت از الگوی واقعی نیز ساخته شدند. مقایسه با فرایند پوآسون همگن نشان داد که الگوی مشاهده شده درختان فاقد ناهمگنی مکانی بود. نتایج نشان داد که دو تابع K و L به دلیل ماهیت تجمعی­شان، کپه­ای بودن درختان کنار در مقیاس­های مکانی مختلف را چنانچه دو تابع همبستگی جفتی و O-ring نشان دادند، شناسایی نکردند. همچنین دامنه پراکندگی درختان به دست آمده از دو تابع K و L (20 متر) با نتایج دو تابع همبستگی جفتی و O-ring (11 متر) مطابقت نداشت. مقایسه میانگین مربعات خطا نیز نشان داد که آماره O-ring دارای حداقل مقدار خطا در مقایسه با تابع­های همبستگی جفتی، L و K در هر سه قطعه­نمونه بود. به­طور کلی، دو تابع همبستگی جفتی و O-ring از دقت و کارایی بیشتری نسبت به تابع­های K و L در تحلیل الگوی درختان کنار در این پژوهش برخوردار بوده­اند. 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of Ripley's K-, pair correlation, and O-ring functions in spatial pattern analysis of Christ's thorn jujube trees (Ziziphus spina-christi) in Fars province

نویسندگان [English]

  • Yousef Erfanifard 1
  • Farnoush Naziry 2
چکیده [English]

Understanding the underlying processes in spatial pattern of trees is an important goal in forest ecology. The first step in characterizing these spatial patterns is to use appropriate summary statistics. This study was aimed to compare four univariate second-order summary statistics (Ripley's K-, L-, pair correlation and O-ring functions) in spatial pattern analysis of Christ's thorn jujube trees (Ziziphus spina-christi) in Fars province. All individual trees with height more than 1 m were mapped in a 200 × 200 m2 plot. Two other point patterns were also generated with similar density and different spatial distributions from the true pattern. The observed pattern of trees showed no spatial heterogeneity as compared to homogeneous Poisson process. The results showed that K- and L-functions did not reveal the clustering of Christ's thorn jujube trees in different spatial scales as shown by pair correlation function and O-ring statistic because of their cumulative structure. The range of dispersion resulted from K- and L-functions (20 m) did not conform the results of pair correlation function and O-ring statistic (11 m). Comparison of mean squared error also showed that O-ring function had the least amount compared to pair correlation, L- and K-functions in all three plots. In general, pair correlation function and O-ring statistic were more precise and efficient than K- and L-functions in analyzing the pattern of Christ's thorn jujube trees in this study.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ripley's K-function
  • O-ring statistic
  • Pair correlation function
  • Christ's thorn jujube
  • mean squared error
[1]. Law, R., Illian, J., Burslem, D.F.R.P., Gratzer, G., Gunatilleke, C.V.S., and Gunatilleke, I.A.U.N. (2009). Ecological information from spatial patterns of plants: insights from point process theory. Journal of Ecology, 97: 616-628.

[2]. Illian, J., Penttinen, A., Stoyan, H., and Stoyan, D. (2008). Statistical analysis and modelling of spatial point patterns, John Wiley & Sons Inc., West Sussex.

[3]. Akhavan, R., and Sagheb-Talebi, Kh. (2012). Application of bivariate Ripley's K-function for studying competition and spatial association of trees (Case study: intact Oriental beech stands in Kelardasht). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 19(4): 632-644.

[4]. Batoubeh, P., Akhavan, R., Pourhashemi, M., and Kia-Daliri, H. (2013). Determining the minimum plot size to study the spatial patterns of Manna Oak trees (Quercus brantii Lindl.) using Ripley's K-function at less-disturbed stands in Marivan forests. Iranian Journal of Forest and Wood Products, 66(1): 27-38.

[5]. Khanhasani, M., Akhavan, R., Sagheb-Talebi, Kh., and Vardanyan, Z.H. (2013). Spatial patterns of oak species in the Zagrosian forests of Iran. International Journal of Biosciences, 3(8): 66-75.

[6]. Dagley, C.M. (2008). Spatial pattern of coast redwood in three alluvial flat old-growth forests in northern California. Journal of Forest Science, 54(3): 294-302.

[7]. Piao, T., Comita, L.S., Jin, G., and Kim, J.H. (2013). Density dependence across multiple life stages in a temperate old-growth forest of northeast China. Oecologia, 172: 207-217.

[8]. Stoyan, D., and Stoyan, H. (1994). Fractals, random shapes and point fields: methods of geometrical statistics, John Wiley & Sons Inc., West Sussex.

[9]. Karimi, M., Pormajidian, M.R., Jalilvand, H., and Safari, A. (2012). Preliminary study for application of O-ring function in determination of small-scale spatial pattern and interaction species (Case study: Bayangan forests, Kermanshah). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 20(4): 608-621.

[10]. Amanzadeh, B., Sagheb-Talebi, Kh., Foumani, B.S., Fadaie, F., Camarero, J.J., and Linares, J.C. (2013). Spatial distribution and volume of dead wood in unmanaged Caspian Beech (Fagus orientalis) forests from Northern Iran. Forests, 4(4): 751-765.

 [11]. Omidvar Hosseini, F., Akhavan, R., Kia-Daliri, H., and Mataji, A. (2015). Spatial Patterns and Intra-Specific Competition of Chestnut Leaf Oak (Quercus castaneifolia) using Ripley’s K-function (Case study: Neka-Zalemrood forest- Sari). Iranian Journal of Forest and Wood Products, 68(1): 107-120.

[12]. Chen, J., Liu, J., Yang, X., Wang, Y., and Yu, X. (2011). The structure and spatial patterns of three desert communities in the western Ordos Plateau: Implication for biodiversity conservation. Journal of Food, Agriculture & Environment, 9(3): 714-722.

[13]. Churchill, D., Larson, A.J., Dahlgreen, M.C., Franklin, J.F., Hessburg, P.F., and Lutz, J.A. (2013). Restoring forest resilience: from reference spatial patterns to silvicultural prescriptions and monitoring. Forest Ecology and Management, 291: 442-457.

[14]. Wiegand, T., and Moloney, K.A. (2004). Rings, circles, and null-models for point pattern analysis in ecology. OIKOS, 104: 209-229.

[15]. Guo, Y., Lu, J., Franklin, S.B., Wang, Q., Xu, Y., Zhang, K., Bao, D., Qiao, X., Huang, H., Lu, Z., and Jiang, M. (2013). Spatial distribution of tree species in a species-rich subtropical mountain forest in central China. Canadian Journal of Forest Research, 43(9): 826-835.