بهار و تابستان
برگشت به فهرست مقالات |
برگشت به فهرست نسخه ها
یحیی کوچ*۱، زهرا مهمدی۱، مجتبی امیری۲، مهرداد زرافشار۳، سعید شعبانی۴، مجید محمدی۲
۱- دانشگاه تربیت مدرس
۲- دانشگاه سمنان
۳- مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس
۴- مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان
۲- دانشگاه سمنان
۳- مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس
۴- مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان
چکیده: (۳۰۳ مشاهده)
مقدمه: در بوم‌سازگان‌های خشکی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک که بوم‌سازگان‌های شکننده و آسیب‌پذیر هستند، تخریب جنگل‌ها و تغییر کاربری اراضی یکی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر تغییرپذیری ویژگی‌های خاک محسوب می‌شود. در این راستا، تنفس خاک به‌عنوان اصلی‌ترین فرآیند کنترل کربن در فرایندهای زیرزمینی، با فعالیت میکروبی خاک، در دسترس بودن بسترهای مختلف، محتوای مواد مغذی خاک، دینامیک ریشه، دمای خاک و رطوبت همبستگی داشته و شاخص خوبی به‌منظور برآورد بهره‌وری بوم‌سازگان محسوب می‌شود.
هدف: نظر به اینکه پیامدهای بلندمدت تخریب زمین و ویژگی‌های خاک و تنفس میکروبی، که تأثیر قابل‌توجهی بر انتشار دی‌اکسید کربن جهانی دارند، به طور کامل شناخته نشده‌اند. این مطالعه با هدف بررسی اثرات تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و تنفس خاک در بوم‌سازگان‌های کوهستانی نیمه‌خشک انجام شد.
روش تحقیق: پژوهش حاضر در منطقه کوهستانی میخساز روستای کجور از توابع شهرستان نوشهر واقع در استان مازندران در شمال ایران انجام شد. ارتفاع از سطح دریا از 1600 تا 1700 متر با شیب 10 تا 20 درصد متغیر است. این منطقه دارای بارندگی سالانه 365 میلی‌متر و میانگین دمای سالانه 11 درجه سانتی‌گراد است. خاک‌ها لوم رسی هستند و طبق طبقه‌بندی خاک (وزارت کشاورزی ایالات‌متحده، 2014) در آلفی‌سول طبقه‌بندی می‌شوند. منطقه مورد بررسی دارای پتانسیل جنگل (شامل Carpinus orientalis. Mill و Quercus macranthera. F&M) و همچنین مرتع (از جمله Artemisia aucheri. Boiss و Astragalus podolobus Boiss. & Hohen) است. منطقه مورد مطالعه عمدتاً پوشیده از جنگل بود، اما به دلیل فعالیت‌های انسانی در طول 30 سال گذشته، به سه کاربری متمایز جنگل، مرتع مشجر و مرتع تبدیل شده است. در هر یک از کاربری‌های مورد مطالعه (جنگل، مرتع مشجر و مرتع)، چهار قطعه نمونه به مساحت چهار هکتار (200×200 متر)، در فاصله 6-4 کیلومتری از یکدیگر در نظر گرفته شد. مناطق انتخاب شده از نظر سنگ‌بستر (آهکی دولومیت)، فیزیوگرافی (متوسط ارتفاع 1650 متر از سطح دریا و شیب منطقه بین 10 تا 15 درصد و جهت جغرافیایی غالب شمالی)، شرایط اقلیمی (کوهستانی سرد) و شرایط مدیریت (بدون دخالت انسان، لقاح و چرای دام) مشابه بودند. نمونه‌برداری از خاک در فصل تابستان انجام شد. نمونه خاک (در مساحت 30×30 سانتی‌متر از دو عمق 0-15 و 15-30 سانتی‌متر) از چهار گوشه و مرکز هر یک از قطعات نمونه نمونه‌برداری شد. در مجموع در هر قطعه نمونه پنج نمونه و در کل 20 نمونه خاک از عمق 0 تا 15 سانتی‌متر و 20 نمونه خاک از عمق 30-15 سانتی‌متری از هر پوشش زمین جمع‌آوری شد. به‌منظور بررسی تفاوت یا عدم تفاوت مقادیر مشخصه‌های مورد بررسی در رویشگاه‌های مورد مطالعه، از طرح کرت‌های خرد شده برای مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی و از تحلیل واریانس یک‌طرفه ANOVA برای مشخصه‌های زیستی با نرم‌افزار SPSS نسخه 20 استفاده شد. همچنین، به‌منظور تعیین ارتباط پوشش‌های گیاهی با تنفس خاک ترسیم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار Excel انجام شد
نتایج: بررسی تغییرات ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک نشان داد که ویژگی میکروخاکدانه، ماکروخاکدانه، پایداری خاک، میانگین وزنی قطر خاک، کربن در میکروخاکدانه، کربن در ماکروخاکدانه، نسبت کربن در میکرو به ماکرو خاکدانه، نیتروژن در میکروخاکدانه، نیتروژن در ماکروخاکدانه، نسبت کربن به نیتروژن در میکروخاکدانه، نسبت کربن به نیتروژن در ماکروخاکدانه، کربن آلی محلول، نیتروژن آلی محلول و ماده آلی محلول در بین سه کاربری اختلاف معنی‌داری داشت. علاوه براین میکروخاکدانه، ماکروخاکدانه، میانگین وزنی قطر خاک، کربن در میکروخاکدانه، کربن در ماکروخاکدانه، نیتروژن در میکروخاکدانه، نیتروژن در ماکروخاکدانه، نسبت نیتروژن در میکرو به ماکرو خاکدانه و کربن، نیتروژن و ماده آلی محلول نیز در دو عمق خاک اختلاف معنی‌داری را نشان دادند. همچنین در بررسی اثرات متقابل پوشش گیاهی و عمق بر مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی خاک به‌جز نیتروژن آلی محلول، سایر مشخصه‌ها اختلاف معنی‌داری را نشان ندادند. نتایج بررسی ویژگی‌های میکروبی خاک نشان داد که تنفس ناشی از بستر در تمامی تیمارهای مورد استفاده (یک آمین (ال-گلوتامین)، پنج اسیدآمینه (ال-آرژنین، ال-گلوتامیک اسید، ال-هیستیدین، ال-لیزین و ال. -سرین)، پنج کربوهیدرات (D گلوکز، D-مانوز، آرابینوز، D-سوربیتول و D-فروکتوز) و شش اسید کربوکسیلیک (اسید سیتریک، اسید L-آسکوربیک، اسید فوماریک، D1-مالیک اسید، اسید اوریک، اسید تارتاریک) در کاربری جنگلی به طور معنی‌داری (05/0P<) بیشتر از دو پوشش دیگر بود.
نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک تحت تأثیر پوشش گیاهی سطح زمین، به‌ویژه در لایه سطحی خاک است. بنابراین حذف پوشش گیاهی می‌تواند منجر به تغییرات منفی قابل توجه خصوصیات خاک در مناطق نیمه‌خشک شود. با توجه به اینکه خاک در مناطق نیمه‌خشک به‌شدت مستعد تخریب است، درنتیجه کاهش و تخریب پوشش گیاهی نقش مهمی در تشدید این اثرات و تأثیرگذاری بر ارائه خدمات اکوسیستمی در این گونه مناطق دارد. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش تأکید می‌کند که تبدیل مناطق جنگلی به بوم‌سازگان‌های دیگر منجر به تغییر چرخه کربن و نیتروژن و تنفس میکروبی خاک شده است. این تحقیق نشان می‌دهد که بوم‌سازگان‌های جنگلی در تمامی تیمارهای تنفس برانگیخته از شرایط میکروبی بهتری در مقایسه با مراتع برخوردار هستند. علاوه بر این، میزان تنفس خاک و انتشار دی‌اکسید کربن به‌طور ذاتی با یکدیگر مرتبط هستند و هرگونه تغییر کاربری اراضی از مناطق جنگلی به مراتع منجر به تغییر میزان تنفس خاک و متعاقب آن انتشار دی‌اکسید کربن و خواهد شد. نتایج این تحقیق می‌تواند به توسعه مدیریت پایدار و برنامه‌های احیای مناطق تخریب‌شده در اقلیم‌های مشابه کمک کند، زیرا کیفیت بالای خاک این جنگل‌ها نشان‌دهنده پتانسیل بالای پوشش گیاهی چوبی ( به‌ویژه .Carpinus orientalis Mill و Quercus macranthera F&M.) برای حفاظت خاک و تنوع زیستی است. همچنین این یافته‌ها می‌توانند مبنای طراحی برنامه‌های آموزشی برای جوامع محلی در حفظ اکوسیستم‌های طبیعی با جلوگیری از تغییرات کاربری و احیای مناطق تخریب‌شده شوند. به طور کلی، این مطالعات می‌توانند به بهبود شرایط محیطی، اقتصادی و اجتماعی در مناطق مختلف کمک کنند. در نهایت، این مطالعه بر نیاز فوری به استفاده از شیوه‌های مدیریت پایدار برای جلوگیری از تخریب بیشتر و ترویج اجرای تکنیک‌های احیا در جنگل‌های تخریب‌شده تأکید می‌کند.
هدف: نظر به اینکه پیامدهای بلندمدت تخریب زمین و ویژگی‌های خاک و تنفس میکروبی، که تأثیر قابل‌توجهی بر انتشار دی‌اکسید کربن جهانی دارند، به طور کامل شناخته نشده‌اند. این مطالعه با هدف بررسی اثرات تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و تنفس خاک در بوم‌سازگان‌های کوهستانی نیمه‌خشک انجام شد.
روش تحقیق: پژوهش حاضر در منطقه کوهستانی میخساز روستای کجور از توابع شهرستان نوشهر واقع در استان مازندران در شمال ایران انجام شد. ارتفاع از سطح دریا از 1600 تا 1700 متر با شیب 10 تا 20 درصد متغیر است. این منطقه دارای بارندگی سالانه 365 میلی‌متر و میانگین دمای سالانه 11 درجه سانتی‌گراد است. خاک‌ها لوم رسی هستند و طبق طبقه‌بندی خاک (وزارت کشاورزی ایالات‌متحده، 2014) در آلفی‌سول طبقه‌بندی می‌شوند. منطقه مورد بررسی دارای پتانسیل جنگل (شامل Carpinus orientalis. Mill و Quercus macranthera. F&M) و همچنین مرتع (از جمله Artemisia aucheri. Boiss و Astragalus podolobus Boiss. & Hohen) است. منطقه مورد مطالعه عمدتاً پوشیده از جنگل بود، اما به دلیل فعالیت‌های انسانی در طول 30 سال گذشته، به سه کاربری متمایز جنگل، مرتع مشجر و مرتع تبدیل شده است. در هر یک از کاربری‌های مورد مطالعه (جنگل، مرتع مشجر و مرتع)، چهار قطعه نمونه به مساحت چهار هکتار (200×200 متر)، در فاصله 6-4 کیلومتری از یکدیگر در نظر گرفته شد. مناطق انتخاب شده از نظر سنگ‌بستر (آهکی دولومیت)، فیزیوگرافی (متوسط ارتفاع 1650 متر از سطح دریا و شیب منطقه بین 10 تا 15 درصد و جهت جغرافیایی غالب شمالی)، شرایط اقلیمی (کوهستانی سرد) و شرایط مدیریت (بدون دخالت انسان، لقاح و چرای دام) مشابه بودند. نمونه‌برداری از خاک در فصل تابستان انجام شد. نمونه خاک (در مساحت 30×30 سانتی‌متر از دو عمق 0-15 و 15-30 سانتی‌متر) از چهار گوشه و مرکز هر یک از قطعات نمونه نمونه‌برداری شد. در مجموع در هر قطعه نمونه پنج نمونه و در کل 20 نمونه خاک از عمق 0 تا 15 سانتی‌متر و 20 نمونه خاک از عمق 30-15 سانتی‌متری از هر پوشش زمین جمع‌آوری شد. به‌منظور بررسی تفاوت یا عدم تفاوت مقادیر مشخصه‌های مورد بررسی در رویشگاه‌های مورد مطالعه، از طرح کرت‌های خرد شده برای مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی و از تحلیل واریانس یک‌طرفه ANOVA برای مشخصه‌های زیستی با نرم‌افزار SPSS نسخه 20 استفاده شد. همچنین، به‌منظور تعیین ارتباط پوشش‌های گیاهی با تنفس خاک ترسیم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار Excel انجام شد
نتایج: بررسی تغییرات ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک نشان داد که ویژگی میکروخاکدانه، ماکروخاکدانه، پایداری خاک، میانگین وزنی قطر خاک، کربن در میکروخاکدانه، کربن در ماکروخاکدانه، نسبت کربن در میکرو به ماکرو خاکدانه، نیتروژن در میکروخاکدانه، نیتروژن در ماکروخاکدانه، نسبت کربن به نیتروژن در میکروخاکدانه، نسبت کربن به نیتروژن در ماکروخاکدانه، کربن آلی محلول، نیتروژن آلی محلول و ماده آلی محلول در بین سه کاربری اختلاف معنی‌داری داشت. علاوه براین میکروخاکدانه، ماکروخاکدانه، میانگین وزنی قطر خاک، کربن در میکروخاکدانه، کربن در ماکروخاکدانه، نیتروژن در میکروخاکدانه، نیتروژن در ماکروخاکدانه، نسبت نیتروژن در میکرو به ماکرو خاکدانه و کربن، نیتروژن و ماده آلی محلول نیز در دو عمق خاک اختلاف معنی‌داری را نشان دادند. همچنین در بررسی اثرات متقابل پوشش گیاهی و عمق بر مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی خاک به‌جز نیتروژن آلی محلول، سایر مشخصه‌ها اختلاف معنی‌داری را نشان ندادند. نتایج بررسی ویژگی‌های میکروبی خاک نشان داد که تنفس ناشی از بستر در تمامی تیمارهای مورد استفاده (یک آمین (ال-گلوتامین)، پنج اسیدآمینه (ال-آرژنین، ال-گلوتامیک اسید، ال-هیستیدین، ال-لیزین و ال. -سرین)، پنج کربوهیدرات (D گلوکز، D-مانوز، آرابینوز، D-سوربیتول و D-فروکتوز) و شش اسید کربوکسیلیک (اسید سیتریک، اسید L-آسکوربیک، اسید فوماریک، D1-مالیک اسید، اسید اوریک، اسید تارتاریک) در کاربری جنگلی به طور معنی‌داری (05/0P<) بیشتر از دو پوشش دیگر بود.
نتیجه‌گیری: یافته‌های این مطالعه نشان می‌دهد که ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک تحت تأثیر پوشش گیاهی سطح زمین، به‌ویژه در لایه سطحی خاک است. بنابراین حذف پوشش گیاهی می‌تواند منجر به تغییرات منفی قابل توجه خصوصیات خاک در مناطق نیمه‌خشک شود. با توجه به اینکه خاک در مناطق نیمه‌خشک به‌شدت مستعد تخریب است، درنتیجه کاهش و تخریب پوشش گیاهی نقش مهمی در تشدید این اثرات و تأثیرگذاری بر ارائه خدمات اکوسیستمی در این گونه مناطق دارد. همچنین نتایج حاصل از این پژوهش تأکید می‌کند که تبدیل مناطق جنگلی به بوم‌سازگان‌های دیگر منجر به تغییر چرخه کربن و نیتروژن و تنفس میکروبی خاک شده است. این تحقیق نشان می‌دهد که بوم‌سازگان‌های جنگلی در تمامی تیمارهای تنفس برانگیخته از شرایط میکروبی بهتری در مقایسه با مراتع برخوردار هستند. علاوه بر این، میزان تنفس خاک و انتشار دی‌اکسید کربن به‌طور ذاتی با یکدیگر مرتبط هستند و هرگونه تغییر کاربری اراضی از مناطق جنگلی به مراتع منجر به تغییر میزان تنفس خاک و متعاقب آن انتشار دی‌اکسید کربن و خواهد شد. نتایج این تحقیق می‌تواند به توسعه مدیریت پایدار و برنامه‌های احیای مناطق تخریب‌شده در اقلیم‌های مشابه کمک کند، زیرا کیفیت بالای خاک این جنگل‌ها نشان‌دهنده پتانسیل بالای پوشش گیاهی چوبی ( به‌ویژه .Carpinus orientalis Mill و Quercus macranthera F&M.) برای حفاظت خاک و تنوع زیستی است. همچنین این یافته‌ها می‌توانند مبنای طراحی برنامه‌های آموزشی برای جوامع محلی در حفظ اکوسیستم‌های طبیعی با جلوگیری از تغییرات کاربری و احیای مناطق تخریب‌شده شوند. به طور کلی، این مطالعات می‌توانند به بهبود شرایط محیطی، اقتصادی و اجتماعی در مناطق مختلف کمک کنند. در نهایت، این مطالعه بر نیاز فوری به استفاده از شیوه‌های مدیریت پایدار برای جلوگیری از تخریب بیشتر و ترویج اجرای تکنیک‌های احیا در جنگل‌های تخریب‌شده تأکید می‌کند.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
