DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1766247
تاريخ النشر: 2026-02-12
المؤلف: Prabhat Tiwari وآخرون
الموضوع الرئيسي: إيكولوجيا الغابات وإدارتها
نظرة عامة
تسلط الأبحاث حول *Butea monosperma* (لام.) تاوب. في منطقة بونديلخاند الضوء على أهميتها البيئية والاقتصادية، لا سيما في أنظمة الزراعة الحراجية والمناطق المتجددة طبيعياً. استخدمت الدراسة طريقة أخذ عينات عشوائية طبقية متعددة المراحل عبر عشرة مواقع، مع التركيز على ثلاث فئات قطرية (D₁: 10-30 سم، D₂: 30-50 سم، D₃: >50 سم) لتقييم معايير النمو المختلفة، والكتلة الحيوية، وديناميات الكربون، والخصائص الكيميائية الحيوية. أظهرت النتائج أن الفئات القطرية الأكبر (D₃) أظهرت مقاييس نمو متفوقة، بما في ذلك أعلى قطر عند ارتفاع الصدر (DBH) يبلغ 55.56 سم، وحجم الساق 10.90 م³، وكتلة حيوية فوق الأرض (AGB) تبلغ 0.72 طن شجرة⁻¹، وكتلة حيوية تحت الأرض (BGB) تبلغ 0.18 طن شجرة⁻¹، واحتياطي الكربون 0.45 طن شجرة⁻¹، إلى جانب إمكانات كبيرة لتخفيف CO₂ تبلغ 1.67 طن شجرة⁻¹.
كما كشفت الدراسة عن تباينات محددة محلياً في إنتاج الصمغ والتركيب الكيميائي الحيوي، حيث كانت الأشجار متوسطة الحجم (D₂) تنتج أعلى كمية من الصمغ (207.76 غرام شجرة⁻¹ في جانسي و224.6 غرام شجرة⁻¹ في لاليتبور). أظهرت التحليلات الكيميائية الحيوية أن الأشجار الأكبر كانت تحتوي على محتوى أعلى من الفينولات (13.61 ملغ غرام⁻¹) ومستويات حمض الأسكوربيك (42.08 ملغ 100 غرام⁻¹)، بينما اختلفت خصائص الأزهار بشكل كبير عبر المواقع. بشكل عام، تؤكد النتائج على إمكانات *Butea monosperma* لإنتاج الكتلة الحيوية وتخزين الكربون، داعية إلى دمجها في ممارسات الزراعة الحراجية لتعزيز سبل العيش والمرونة البيئية في المناطق شبه الجافة. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على المراقبة طويلة الأجل لفهم أفضل لديناميات النمو وتأثيرات تقلب المناخ على هذا النوع.
مقدمة
تسلط المقدمة الضوء على الأهمية البيئية والاقتصادية للغابات، لا سيما في الهند، حيث تغطي حوالي 25.17% من المساحة الجغرافية. تُعرف منطقة بونديلخاند، التي تمتد عبر أجزاء من ولاية أوتار براديش وماديا براديش، بتنوع أنواع الأشجار فيها وتواجه تحديات مثل إزالة الغابات وانخفاض الإنتاجية الزراعية. تعتمد سبل عيش المجتمعات المحلية بشكل أساسي على الزراعة، حيث يعتمد المزارعون الصغار والهامشيون على حيازات الأراضي المجزأة والموارد المحدودة.
من بين أنواع الأشجار في بونديلخاند، يتم التأكيد على *Butea monosperma* (المعروفة عادة باسم بالاس) لقيمتها البيئية والاقتصادية والطبية. هذه الشجرة المقاومة للجفاف تزدهر في أنواع مختلفة من التربة والظروف المناخية، مما يجعلها مكونًا حيويًا في أنظمة الزراعة الحراجية. تُعرف B. monosperma بخصائصها الصيدلانية ومساهماتها في سبل العيش المحلية من خلال منتجات مثل الصمغ، والصبغة، واللك. تهدف الدراسة إلى التحقيق في أداء النمو، والخصائص الحراجية، وأنماط التوزيع لـ B. monosperma في منطقتي جانسي ولاليتبور، بالإضافة إلى التركيب الكيميائي الحيوي والتغذوي لزهورها وصمغها.
طرق البحث
استخدمت الدراسة طريقة أخذ عينات عشوائية طبقية متعددة المراحل للتحقيق في معايير النمو والكتلة الحيوية والكربون لـ *Butea monosperma* في منطقة بونديلخاند بولاية أوتار براديش، وتحديداً في منطقتي جانسي ولاليتبور. تضمنت عملية أخذ العينات اختيار منطقتين، تلاها خمسة مواقع من كل منطقة، لضمان التمثيل عبر فئات قطرية مختلفة: 10-30 سم (D1)، 30-50 سم (D2)، وما فوق 50 سم (D3). تم استخدام تصميم كتلي عشوائي عاملي، مع خمسة مكررات لكل موقع، مما سمح بتحليل توزيعي منهجي لـ *B. monosperma*.
ركزت الأبحاث على كل من أنظمة الزراعة الحراجية، حيث تم دمج أشجار *B. monosperma* مع المحاصيل الموسمية، والمناطق المتجددة طبيعياً، بما في ذلك بقع الغابات، والأراضي المهجورة، والمراعي، والأراضي البور. كانت أنظمة الزراعة الحراجية تتميز بوجود الأشجار على طول حدود الحقول أو متداخلة داخل الأراضي الزراعية، مما يعكس الممارسات النموذجية المدارة من قبل المزارعين في المنطقة. كانت هذه المقاربة الشاملة تهدف إلى توضيح الخصائص الشكلية للأوراق والأزهار، مما يساهم في فهم أفضل لـ *B. monosperma* في سياقات بيئية مختلفة.
النتائج
تكشف نتائج الدراسة حول *Butea monosperma* في أنظمة الزراعة الحراجية عبر منطقتي جانسي ولاليتبور أن فئة القطر تؤثر بشكل كبير على النمو والكتلة الحيوية وخصائص الكربون. أظهرت الأشجار في أكبر فئة قطرية (D₃، >50 سم) أعلى المقاييس، بما في ذلك قطر عند ارتفاع الصدر (DBH) يبلغ 55.56 سم، وارتفاع الشجرة 10.90 م، واحتياطي الكربون 0.45 طن شجرة⁻¹، مما يدل على وجود ارتباط إيجابي قوي بين حجم الشجرة وتراكم الكتلة الحيوية، وتخزين الكربون، وإمكانات تخفيف CO₂. بالمقابل، أظهرت خصائص الأوراق والأزهار اختلافات غير ذات دلالة في الغالب عبر الفئات القطرية، على الرغم من أن بعض الخصائص المحددة، مثل عرض الورقة، كانت ذات دلالة، مما يشير إلى أن الأشجار الأكبر قد تخصص المزيد من الموارد للتكاثر مع الحفاظ على خصائص الأوراق الوظيفية لامتصاص الكربون.
كما لعبت الفروق المحددة بالموقع دورًا، حيث أظهرت الأشجار في L₃ أفضل معايير النمو، مما يشير إلى أن الظروف التربوية والميكروكليماتية تؤثر بشكل كبير على أداء الأشجار. تتماشى النتائج مع الأدبيات الموجودة التي تؤكد على أهمية الحفاظ على الأشجار الأكبر من أجل ديناميات الكربون في النظام البيئي وتبرز إمكانات *Butea monosperma* كمساهم رئيسي في تراكم الكتلة الحيوية وتخزين الكربون في أنظمة الزراعة الحراجية. بشكل عام، تؤكد الدراسة على ضرورة وجود ممارسات إدارة مستدامة تعزز نمو الأفراد ذوي القطر الأكبر لتعزيز احتياطيات الكربون ومرونة النظام البيئي في المناظر الطبيعية شبه الجافة.
المناقشة
تسلط الدراسة التي أجريت في منطقتي جانسي ولاليتبور بولاية أوتار براديش الضوء على الخصائص البيئية والحراجية لـ *Butea monosperma* في بيئة شبه جافة. تشير النتائج إلى أن الأشجار ذات القطر الأكبر (D₃) تظهر مقاييس نمو متفوقة، بما في ذلك قطر عند ارتفاع الصدر (DBH)، وحجم الساق، والكتلة الحيوية، وإمكانات تخزين الكربون، مما يبرز دورها الحاسم في تخزين الكربون. تأثرت الفروق المحلية في إنتاج الصمغ بشكل كبير بقطر الشجرة والظروف البيئية، حيث كانت الأشجار متوسطة الحجم (D₂) تنتج باستمرار المزيد من الصمغ مقارنة بالأشجار الأصغر (D₁) أو الأكبر (D₃). يُعزى ذلك إلى الظروف الفسيولوجية المثلى ووظيفة قنوات الراتنج، التي تعززت في الأشجار متوسطة القطر.
أظهرت التحليلات الكيميائية الحيوية أن المحتوى الكلي من الفينولات، وحمض الأسكوربيك، والنشاط المضاد للأكسدة كان عمومًا أعلى في الأشجار متوسطة العمر، مما يشير إلى أن النشاط الأيضي يصل إلى ذروته في هذه المرحلة من النمو. كما لاحظت الدراسة أن العوامل البيئية، مثل تركيب التربة وتوافر الرطوبة، تؤثر بشكل كبير على الجودة الكيميائية الحيوية لكل من الأزهار والصمغ. تؤكد النتائج على إمكانات *B. monosperma* لإنتاج الكتلة الحيوية وتخزين الكربون، مما يجعلها نوعًا ذا قيمة للزراعة الحراجية والترميم البيئي في منطقة بونديلخاند. يجب أن تركز الأبحاث المستقبلية على المراقبة طويلة الأجل لتقييم ديناميات النمو والإنتاجية تحت ظروف مناخية متغيرة، مع دمج الممارسات الحراجية مع الدراسات الموجهة نحو سبل العيش لتعزيز دور هذا النوع في تخطيط استخدام الأراضي المقاومة للمناخ.
DOI: https://doi.org/10.3389/fsufs.2026.1766247
Publication Date: 2026-02-12
Author(s): Prabhat Tiwari et al.
Primary Topic: Forest ecology and management
Overview
The research on *Butea monosperma* (Lam.) Taub. in the Bundelkhand region highlights its ecological and economic significance, particularly in agroforestry systems and naturally regenerated areas. The study employed a multistage stratified random sampling method across ten localities, focusing on three diameter classes (D₁: 10-30 cm, D₂: 30-50 cm, D₃: >50 cm) to assess various growth parameters, biomass, carbon dynamics, and biochemical traits. Results indicated that larger diameter classes (D₃) exhibited superior growth metrics, including the highest diameter at breast height (DBH) of 55.56 cm, stem volume of 10.90 m³, aboveground biomass (AGB) of 0.72 t tree⁻¹, belowground biomass (BGB) of 0.18 t tree⁻¹, and carbon stock of 0.45 t tree⁻¹, alongside significant CO₂ mitigation potential of 1.67 t tree⁻¹.
The study also revealed locality-specific variations in gum yield and biochemical composition, with medium-sized trees (D₂) yielding the highest gum production (207.76 g tree⁻¹ in Jhansi and 224.6 g tree⁻¹ in Lalitpur). Biochemical analyses showed that larger trees had higher phenolic content (13.61 mg g⁻¹) and ascorbic acid levels (42.08 mg 100 g⁻¹), while flower traits varied significantly across sites. Overall, the findings underscore the potential of *Butea monosperma* for biomass production and carbon sequestration, advocating for its integration into agroforestry practices to enhance livelihoods and ecological resilience in semi-arid regions. Future research should focus on long-term monitoring to better understand growth dynamics and the impacts of climate variability on this species.
Introduction
The introduction highlights the ecological and economic significance of forests, particularly in India, where they cover approximately 25.17% of the geographical area. The Bundelkhand region, spanning parts of Uttar Pradesh and Madhya Pradesh, is noted for its diverse tree species and faces challenges such as deforestation and low agricultural productivity. The livelihood of local communities is primarily agriculture-based, with small and marginal farmers relying on fragmented landholdings and limited resources.
Among the tree species in Bundelkhand, Butea monosperma (commonly known as Palas) is emphasized for its ecological, economic, and medicinal value. This drought-tolerant tree thrives in various soil types and climatic conditions, making it a crucial component of agroforestry systems. B. monosperma is recognized for its pharmacological properties and contributions to local livelihoods through products such as gum, dye, and lac. The study aims to investigate the growth performance, silvicultural characteristics, and distribution patterns of B. monosperma in Jhansi and Lalitpur districts, as well as the biochemical and nutritional composition of its flowers and gum.
Methods
The study employed a multistage stratified random sampling method to investigate the growth, biomass, and carbon parameters of *Butea monosperma* in the Bundelkhand region of Uttar Pradesh, specifically in the districts of Jhansi and Lalitpur. The sampling process involved selecting two districts, followed by five localities from each district, ensuring representation across various diameter classes: 10-30 cm (D1), 30-50 cm (D2), and above 50 cm (D3). A factorial randomized block design was utilized, with five replicates for each locality, allowing for a systematic distributional analysis of *B. monosperma*.
The research focused on both agroforestry systems, where *B. monosperma* trees were integrated with seasonal crops, and naturally regenerated areas, including forest patches, wastelands, grasslands, and fallows. The agroforestry systems were characterized by the presence of trees along field boundaries or interspersed within farmland, reflecting typical farmer-managed practices in the region. This comprehensive approach aimed to elucidate the morphological traits of leaves and flowers, contributing to a better understanding of *B. monosperma* in various ecological contexts.
Results
The results of the study on *Butea monosperma* in agroforestry systems across Jhansi and Lalitpur districts reveal that diameter class significantly influences growth, biomass, and carbon attributes. Trees in the largest diameter class (D₃, >50 cm) exhibited the highest metrics, including diameter at breast height (DBH) of 55.56 cm, tree height of 10.90 m, and carbon stock of 0.45 t tree⁻¹, demonstrating a strong positive correlation between tree size and biomass accumulation, carbon storage, and CO₂ mitigation potential. In contrast, leaf and flower traits showed mostly non-significant variations across diameter classes, although some specific traits, such as leaf width, were significant, indicating that larger trees may allocate more resources to reproduction while maintaining functional leaf traits for carbon assimilation.
Location-specific differences also played a role, with trees in L₃ showing the best growth parameters, suggesting that edaphic and microclimatic conditions significantly affect tree performance. The findings align with existing literature that emphasizes the importance of conserving larger trees for ecosystem carbon dynamics and highlight the potential of *Butea monosperma* as a significant contributor to biomass accumulation and carbon sequestration in agroforestry systems. Overall, the study underscores the necessity for sustainable management practices that promote the growth of larger-diameter individuals to enhance carbon stocks and ecosystem resilience in semi-arid landscapes.
Discussion
The study conducted in the Jhansi and Lalitpur districts of Uttar Pradesh highlights the ecological and silvicultural characteristics of *Butea monosperma* in a semi-arid environment. The findings indicate that larger diameter trees (D₃) exhibit superior growth metrics, including diameter at breast height (DBH), stem volume, biomass, and carbon storage potential, underscoring their critical role in carbon sequestration. Local variations in gum yield were significantly influenced by tree diameter and environmental conditions, with medium-sized trees (D₂) consistently yielding more gum than smaller (D₁) or larger (D₃) trees. This is attributed to optimal physiological conditions and the functionality of resin canals, which are enhanced in medium-diameter trees.
Biochemical analyses revealed that total phenolic content, ascorbic acid, and antioxidant activity were generally higher in intermediate-aged trees, suggesting that metabolic activity peaks at this growth stage. The study also noted that environmental factors, such as soil composition and moisture availability, significantly affect the biochemical quality of both flowers and gum. The results emphasize the potential of *B. monosperma* for biomass production and carbon sequestration, positioning it as a valuable species for agroforestry and ecological restoration in the Bundelkhand region. Future research should focus on long-term monitoring to assess growth dynamics and productivity under changing climatic conditions, integrating silvicultural practices with livelihood-oriented studies to enhance the species’ role in climate-resilient land-use planning.