Ecology of Iranian Forests

fa اثر جنگل‌کاری های خالص و آمیخته نوئل روی برخی مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی خاک The Effect of Pure and Mixed Norway Spruce (Picea abies L.) Afforestationon Some Soil Physical and Chemical Characteristics اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: جنگل‌کاری در دهه‌های اخیر رشد فزاینده‌ای در سراسر جهان داشته است و پیش‌بینی می‌شود به&lrm;دلیل افزایش تقاضای چوب این روند ادامه یابد. ازاین‌رو، از اوایل قرن بیستم میلادی کاشت انبوه درختان کاج و دیگر گونه‌های تند رشد برای تولید چوب صنعتی شدت گرفته است. در ایران نیز با سرانه کم جنگل (0/17 هکتار)، به‌منظور افزایش سرانه فضای سبز، ابتدا طرح‌های ایجاد جنگل دست‌کاشت و احیای جنگل‌های مخروبه، با گونه‌های غیربومی اجرا شده است. از این نظر، گونه‌های سوزنی‌برگ غیربومی متعددی وارد کشور شده که گاه در برخی مناطق با توفیق همراه نبوده است. لذا ضروری است برای موفقیت جنگل‌کاری با گونه‌های غیربومی، به مواردی همچون انتخاب گونه مناسب با شرایط رویشگاه و تطبیق نیاز بوم‌شناختی گونه با محیط و نیز اثر جنگل‌کاری بر خاک و گیاهان زیراشکوب و موجودات زنده توجه کرد. در حقیقت، تضمین مدیریت پایدار، منوط به آگاهی از تأثیرات گونه درختی کاشته شده بر تنوع گونه‌ای، ساختار و عملکرد بوم‌سازگان است. گونه‌های مختلف درختی اثرهای متفاوتی بر مشخصه‌های خاک در بوم‌سازگان می‌گذارند، طوری&lrm;که می‌توانند با سازوکارهای مختلف، خواص خاک را تغییر دهند. به&lrm;عبارتی، در توده‌های مختلف درختی، تفاوت در کیفیت لاشبرگ و وضعیت مواد غذایی، عملکرد ریشه‌ها در جذب عناصر غذایی، ساختار برگ و تاج درخت، خُرداقلیم زیر تاج و درنهایت جوامع زیستی، سبب تغییر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک می‌شود. به&lrm;طور کلی، احیای اراضی جنگلی تخریب‌یافته از طریق جنگل‌کاری آثار معنی‌داری بر تغییرپذیری ویژگی‌های خاک دارد که در این زمینه بین گونه‌های بومی و غیربومی و همچنین گونه‌های پهن‌برگ و سوزنی‌برگ تفاوت اساسی مشاهده شده است. نظر به اینکه گونه&lrm;های درختی پهن برگ می&lrm;توانند در کیفیت خاک توده&lrm;های سوزنی برگ تاثیر مثبت داشته باشند، این تحقیق با هدف اصلی مقایسه برخی مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی خاک تحت تاثیر جنگل‌کاری&lrm;های خالص و آمیخته نوئل انجام شده است. مواد و روش‌ها: منطقه موردمطالعه در جنوب شرقی قطعه ۱۰۱ سری مَکارُود، حوضه آبخیز ۳۶ (کاظم‌رود)، در شهرستان کلاردشت و در ارتفاع تقریبی ۱۲۰۰ متر از سطح دریای آزاد شامل عرصه¬های جنگل‌کاری نوئل خالص (۲ هکتار) و نوئل آمیخته (2/5 هکتار) و زمین بایر (۳ هکتار) بوده است. با توجه به کوچک بودن عرصه‌ها و لزوم اتخاذ روشی که به بهترین شکل، گویای وضعیت خاک در هر عرصه باشد، سه خط‌نمونه در هر عرصه‌ پیاده شد. آنگاه، در روی نقاط ۱۰ و ۵۰ و ۹۰ متری خط نمونه¬ها، در لایه‌های ۱۰-۰ و ۳۰-۱۰ سانتی‌متری، نمونه¬های خاک برداشت شد (در هر عرصه، 9 نمونه خاک برای هر لایه). در آزمایشگاه، بافت، درصد اشباع، رسانندگی الکتریکی، اسیدیته، آهک، کربن آلی، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، چگالی ویژه خاک¬ها اندازه‌گیری شد. یافته‌ها: چگالی ویژه در لایه ۱۰-۰ سانتی‌متر در توده نوئل آمیخته (2/28 گرم بر سانتی‌مترمکعب) کمتر از دو عرصه دیگر بود. مقدار اشباع خاک در لایه رویی در توده نوئل خالص (85/77 درصد) بیشتر از توده نوئل آمیخته (59/83 درصد) و زمین بایر (51/07 درصد) بود، اما در لایه زیرین در زمین بایر (94/40 درصد) بیشتر از دو عرصه جنگلی بوده است. در زمین بایر رسانندگی الکتریکی در هر دو لایه رویی (0/40 دسی‌زیمنس بر متر) و زیرین (0/38 دسی‌زیمنس بر متر) کمتر از توده¬های نوئل خاص و نوئل آمیخته بوده است. اسیدیته خاک در لایه رویی در توده¬های نوئل خالص (4/84) و نوئل آمیخته (4/88) به نحو معناداری کمتر از زمین بایر (5/75) بود. در هر سه عرصه، مقدار آهک در هر دو لایه برابر صفر بود. کربن آلی در لایه رویی در توده‌های نوئل خالص (2/57 درصد) و نوئل آمیخته (2/96 درصد) به طور معناداری بیشتر از عرصه بایر (1/45 درصد) بود و در لایه زیرین مقدار آن در توده نوئل آمیخته (0/94 درصد) بیشترین بود. مقدار نیتروژن در لایه رویی در توده‌های خالص (0/197 درصد) و آمیخته نوئل (0/270 درصد) بیشتر از عرصه بایر (0/143 درصد) و در لایه زیرین در توده نوئل آمیخته (0/90 درصد) بیشتر از توده نوئل خالص (0/02 درصد) و عرصه بایر (0/03 درصد) بود. نسبت کربن به نیتروژن در لایه رویی در توده نوئل خالص بیشترین بود (12/97) ولی در لایه زیرین در بین سه عرصه فرقی نکرد (10/82 تا 11/50). مقدار فسفر در لایه رویی در توده نوئل آمیخته بیشترین بود (8/4 میلی¬گرم بر کیلوگرم) ولی در لایه زیرین در بین سه عرصه متفاوت نبود (3/57 تا 5/06 میلی¬گرم بر کیلوگرم). مقدار پتاسیم در لایه رویی توده نوئل آمیخته (43/203 میلی¬گرم بر کیلوگرم) بیشترین بود اما در لایه زیرین، مقدار آن در زمین بایر (193/50 میلی&lrm;گرم بر کیلوگرم) بیشتر از دو توده جنگلی به¬دست آمد. نتیجه‌گیری کلی: در لایه رویی خاکِ (10-0 سانتی&lrm;متر) مقدار اسیدیته، کربن و ازت در بین دو توده آمیخته نوئل و توده خالص نوئل فرقی نکرد اما در توده آمیخته اندازه چگالی ویژه و نسبت کربن به نیتروژن کمتر، و برعکس، تخلخل خاک و مقدار فسفر و پتاسیم بیشتر از آنها در توده خالص بوده است. به‌طورکلی، از این تحقیق نتیجه گرفته می‌شود که جنگل‌کاری نوئل آمیخته در مقایسه با جنگل‌کاری نوئل خالص، تأثیر بهتری بر بهینه شدن مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی در لایه‌های خاک دارد که می‌تواند زمینه را برای رشد مناسب‌تر درختان و تعادل بهتر جنگل فراهم کند.  </div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Afforestation has been growing worldwide in recent decades and is expected to continue in this trend due to the increased use of wood. Therefore, the mass planting of pine trees and other fast-growing species for industrial wood production has intensified since the beginning of the 20th century. In Iran, with a low forest per capita (0.17 ha), per capita plans to create a forest and rehabilitate degraded forests to increase green space have been implemented with non-native species. For this reason, many non-native conifer species have been introduced to the country, which has not been successful in some areas. Therefore, for the success of afforestation with non-native species, it is necessary to select those that are suitable for the habitat conditions, adapt the ecological needs to the environment, and consider the effect of afforestation on the soil, understory plants, and living organisms. Ensuring sustainable management depends on knowing the effects of planted tree species on species diversity, structure, and ecosystem function. Since different tree species have different effects on soil characteristics in ecosystems, they can change soil properties with different mechanisms. In other words, the differences in litter quality, the state of nutrients, the performance of roots in nutrient uptake, the leaf structure, the crown of the tree, the microclimate under the crown, and finally the biological communities in different tree populations change the soil physicochemical properties. In general, the restoration of degraded forest lands through afforestation has a significant effect on the variability of soil characteristics, in which a major difference is observed between native and non-native species as well as broadleaf and coniferous species. Since broad-leaved tree species can positively affect the soil quality of conifer stands, this research aims to compare some soil physicochemical characteristics under the influence of pure and mixed Norway spruce (Picea abies L.) afforestation. Methods: The studied area is in the southeast of section 101 of the Makarood series, watershed 36 (Kazemroud) in Kalardasht city and at an approximate height of 1200 m. It includes the afforested areas of pure Norway spruce (PS) (2 ha), mixed Norway spruce (MS) (2.5 ha) forestry areas, and barren land (BL) (3 ha). Three transects in each area were planned due to the smallness of the areas and the need to adopt a method that best describes the condition of the soil in each area. Then, on the 10, 50, and 90 m points of the transects, soil samples were taken in layers of 0-10 and 10-30 cm (in each area, nine soil samples for each layer). The texture, saturation percentage (SP), electrical conductivity (EC), pH, neutralizing substances or lime (T.N.V), organic carbon (O.C), nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), and bulk density (BD) was examined in the laboratory. Results: The bulk density was lower in the 0-10 cm layer in the MS stand (2.28 g/cm3) than in the other two areas. The soil saturation was higher in the upper layer in the PS stand (85.77%) than in the MS stand (59.83%) and BL (51.07%). On the contrary, it was greater in the lower layer of the BL (94.40%) than in the two forest stands. EC values were lower in both upper (0.40 ds/m) and lower (0.38 ds/m) layers in the BL than that in PS and MS stands. The pH was significantly lower in the 0-10 cm layer in the PS (4.84) and MS (4.88) stands than in the BL (5.75). In each of the three areas, the amount of lime was zero in the upper and lower layers. O.C. in the upper layer was significantly higher in the PS (2.57%) and the MS (2.96%) stands than in the BL (1.45%), and the highest value was measured in the MS stand (0.94%) in the lower layer. Nitrogen was higher in the upper layer of PS (0.197%) and MS (0.270%) stands than that in the BL (0.143%). It was higher in the lower layer of the MS stand (0.09%) than the PS (0.02%) and BL (0.03%) stands. The C/N was highest in the upper layer in the PS stand (12.97), but this ratio was not significantly different in the lower layer of the three areas (10.82-11.50). The amount of P was highest in the upper layer in the MS stand (8.4 ppm), but no significant difference in P was detected in the lower layer among the three areas (3.57-5.60 ppm). K content was higher in the upper layer of the PS stand (203.43 ppm), but it was higher in the BL (193.50 ppm) in the lower layer than in the two forest stands.  Conclusion: In the upper soil layer (0-10 cm), pH, C, and N values did not differ between MS and PS stands, but BD and C/N were lower in the MS stand; on the contrary, soil porosity and P and K contents were higher than those in the PS stand. From this research, it is generally concluded that afforestation with MS has a better effect on the optimization of physical and chemical characteristics in the soil layers than PS, which can provide the basis for more suitable growth of trees and a better balance of the forest.   </div> توده سوزنی‌برگ, جنگل‌کاری آمیخته, چگالی ویژه, نسبت کربن به نیتروژن Bulk Density, Coniferous Stand, C/N ratio, Mixed plantation 28 36 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-33-4&slc_lang=fa&sid=1 Shahab Rouyanian شهاب رویانیان asemani.shahab@gmail.com 10031947532846009250 10031947532846009250 Yes Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Mazandaran, Noor, Iran گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Masoud Tabari مسعود طبری کوچکسرایی mtabari@modares.ac.ir 10031947532846009251 10031947532846009251 No Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Tarbiat Modares University, Mazandaran, Noor, Iran گروه جنگل‌داری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران