Anthropogenic Pressures Decrease Structural Complexity in Caucasian Forests of Iran

Abstract

ABSTRACT The Arasbaran Protected Area of northern Iran encompasses 160,000 ha of deciduous, broadleaved forest with 78,560 ha recently designated as a United Nations Educational, Scientific, and Cultural Organization's (UNESCO) Biosphere Reserve. Our study objectives were to (1) quantify whether anthropogenic pressures measurably impacted the structural complexity of Arasbaran forests and (2) determine which structural complexity indices were most sensitive to anthropogenic pressures in Arasbaran forests. We identified and sampled three study sites with high, moderate, and low levels of anthropogenic pressures and used nine forest structural indices to develop structural complexity indices. High anthropogenic pressure resulted in aggregated tree distribution, uniformity in tree sizes, and less heterogeneous forest structure. The structural indices particularly sensitive to anthropogenic pressure were diameter differentiation, height differentiation, Gini coefficient, and structural diversity. Structural complexity appears to be a useful method for quantifying the impacts of anthropogenic pressure on montane deciduous forests. Regular sampling of the diameter differentiation index, height differentiation index, Gini coefficient and structural diversity index should be integrated into conservation management plans for the Arasbaran Protected Area. RÉSUMÉ L'aire protégée d'Arasbaran, dans le nord de l'Iran, comprend 160,000 ha de forêt feuillue décidue, dont 78,560 ha ont récemment été désignés en tant que réserve de biosphère de l'UNESCO (Organisation des Nations Unies pour l'éducation, la science et la culture). Nos objectifs étaient (1) d'évaluer quantitativement si les pressions anthropiques affectaient la complexité structurelle des forêts d'Arasbaran et (2) de déterminer quels indices de complexité structurelle sont les plus sensibles aux pressions anthropiques dans les forêts d'Arasbaran. Nous avons identifié et échantillonné trois sites d'étude avec des niveaux de pression anthropique élevé, modéré et faible et nous avons utilisé neuf indices de structure forestière pour développer des indices de complexité structurelle. Une pression anthropique élevée résultait en une répartition agrégée des arbres, des tailles uniformes et une structure forestière moins hétérogène. Les indices structurels les plus sensibles à la pression anthropique étaient la différenciation du diamètre, la différenciation de la hauteur, le coefficient de Gini et la diversité structurelle. La complexité structurelle semble utile pour mesurer les effets des pressions anthropiques sur les forêts décidues de montagne. Un échantillonnage régulier de l'indice de différenciation du diamètre, de l'indice de différenciation de la hauteur, du coefficient de Gini et de la diversité structurelle devrait être intégré aux plans de gestion de la conservation de l'aire protégée d'Arasbaran.