Ecology of Iranian Forests

fa تأثیر کوتاه مدت آتش‌سوزی بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک و پوشش گیاهی گززارهای تالاب قره قشلاق، استان آذربایجان شرقی Short-Term Effects of Fire on Soil Physicochemical Properties and the Vegetation Cover of Tamarix sp. Stands in Qara Gheshlagh Bonab Lagoon, East Azarbaijan Province اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل پژوهشي Research <div style="text-align: justify;">چکیده مبسوط مقدمه و هدف: آتش‌سوزی از مهم ترین عوامل بوم‌شناختی است که می‌تواند عملکرد بوم‌سازگان های طبیعی را تغییر دهد. آتش یکی از مهمترین وقایع طبیعی است که بوم‌سازگان های جنگلی را تهدید می کند. شدت و فراوانی آتش‌سوزی‌های جنگلی به دلیل افزایش جمعیت در مناطق آسیب‌پذیر و اثرات تغییرات آب و هوایی جهانی، روزانه در حال افزایش است. این عامل علاوه بر اینکه باعث تلفات جانی و مالی می‌شود، تهدید بزرگی برای شرایط متعادل اکولوژیکی پوشش های گیاهی و حفاظت از محیط زیست است. هر ساله هزاران آتش سوزی در اراضی طبیعی در سراسر جهان فاجعه&lrm;هایی را به&lrm;وجود می&lrm;آورد که قابل اندازه&lrm;گیری و توصیف نیستند. این موضوع برای سال‌ها مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته است. در این پژوهش، با توجه به اهمیت حفاظت و توجه بیش‌ازپیش به تالاب&lrm;ها و خدمات این بوم‌سازگان در زمینۀ تداوم حیات بشر و تنوع بالایی از گونه&lrm;های گیاهی، بررسی حریق رخ داده در سال 1400، شرایط ایجاد آن و تأثیر آن بر ویژگی&lrm;های خاک&lrm;شناسی و پوشش گیاهی تالاب قره قشلاق بناب در آذربایجان شرقی مهم&lrm;ترین هدف این پژوهش را شامل می&lrm;شود. مواد و روش‌ها: به&lrm;منظور بررسی تأثیر آتش&lrm;سوزی بر ویژگی&lrm;های خاک&lrm;شناسی و پوشش گیاهی تالاب قره قشلاق، محدوده ای در حدود چهار هکتار از تالاب که در تاریخ 16 فروردین 1400 و به تعداد دو مرتبه و در دو بازۀ زمانی مختلف (ساعت 15:30 و 19:30) مورد حریق قرار گرفته بود به&lrm;عنوان منطقۀ سوخته انتخاب شد. به&lrm;علاوه، منطقه&lrm;ای در مجاورت این منطقه با وسعت مشابه و با رعایت فاصله مناسب از منطقۀ سوخته به&lrm;عنوان منطقۀ شاهد (نسوخته) انتخاب شد. برای نمونه&lrm;برداری پوشش گیاهی از یک خط نمونه در طول این مناطق استفاده شد. با در نظر گرفتن اینکه پوشش گیاهی به&lrm;صورت انبوه گز (sp. Tamarix) است در هر منطقه (آتش&lrm;سوزی شده و شاهد) برای ثبت مشخصات ارتفاع درختچه&lrm;ها، قطر یقه و قطر برابرسینه پایه اصلی جست گروه، قطر کوچک و بزرگ تاج، تعداد جست&lrm;های &rlm;جست گروه، سالم بودن یا نبودن و وجود آفت از 40 قطعه&lrm;نمونه مستطیلی شکل (در مجموع 80 قطعه‌نمونه) به مساحت تقریبی 10 مترمربع (5×2 متری) با فاصلۀ 20 متری از هم استفاده شد. برای اندازه&lrm;گیری درصد پوشش علفی نیز از یک قطعه‌نمونه یک مترمربعی در مرکز قطعات نمونه استفاده شد. همچنین به&lrm;منظور اندازه&lrm;گیری ویژگی&lrm;های فیزیکوشیمیایی خاک مانند اسیدیته، هدایت الکتریکی، کربن آلی، درصد آهک، درصد رس، سیلت و شن، پتاسیم قابل جذب و فسفر قابل جذب در هر منطقه پنج قطعه‌نمونه به‌صورت تصادفی انتخاب و از مرکز آن یک نمونه خاک از عمق صفر تا 10 سانتی&lrm;متری برداشت شد. به&lrm;منظور تجزیه&lrm;وتحلیل&lrm;های آماری پس از بررسی نرمال بودن پراکنش داده&lrm;ها با استفاده از آزمون کولموگروف-اسمیرنوف، مقایسه بین میانگین مشخصات کمی پوشش گیاهی و ویژگی&lrm;های خاکشناسی در دو منطقۀ سوخته و شاهد از آزمون های من ویتنی و t مستقل استفاده شد. همچنین برای بررسی مهم&lrm;ترین ویژگی&lrm;های پوشش گیاهی و خاک در اثر وقوع حریق، از تجزیه مؤلفه های اصلی استفاده شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد میانگین قطر یقه پایه ها در منطقه سوخته (4/41 سانتی&lrm;متر) در سطح اطمینان 99 درصد به&lrm;طور معنی&lrm;داری بیشتر از منطقه شاهد (3/17 سانتی&lrm;متر) است. در منطقۀ شاهد و سوخته بین مقادیر میانگین ویژگی های قطر برابرسینه (1/64 در برابر 1/24 سانتی&lrm;متر) و تعداد جست (20/05 در برابر 14/76) در سطح اطمینان 95 درصد تفاوت معنی&lrm;داری وجود دارد. همچنین در منطقۀ شاهد و سوخته بین مقادیر میانگین ارتفاع درخت (1/96 در برابر 1/36 متر)، سلامت جست (سالم بودن تمامی پایه&lrm;ها در برابر سوخته بودن تمامی جست&lrm;ها) و درصد پوشش علفی (70/19 در برابر 50/28 درصد) در سطح اطمینان 99 درصد تفاوت معنی&lrm;داری مشاهده شد. همچنین بررسی ویژگی&lrm;های خاک&lrm;شناسی نشان داد پس از حدود یک سال از وقوع حریق در دو منطقۀ سوخته و شاهد بین ویژگی&lrm;های اسیدیته (7/12 در برابر 6/73) و شن (27/10 در برابر 22/90 درصد) تفاوت معنی&lrm;دار در سطح اطمینان 95 درصد وجود دارد. همچنین تفاوت معنی&lrm;داری در سطح اطمینان 99 درصد بین ویژگی&lrm;های کربن آلی (2/86 در برابر 1/71 درصد)، فسفر (71/63 در برابر 34/28 میلی&lrm;گرم در کیلوگرم) و پتاسیم (921/40 در برابر 606/60 میلی&lrm;گرم در کیلوگرم) در این دو منطقه مشاهده شد. نتایج تجزیه مؤلفه&lrm;های اصلی نیز نشان داد آتش&lrm;سوزی بر روی شاخص&lrm;های کربن آلی، فسفر و پتاسیم در دسترس و از بین ویژگی&lrm;های پوشش گیاهی بر قطر برابرسینه، قطر یقه، ارتفاع درخت، قطر بزرگ و کوچک تاج با بار عاملی بیشتر از 0/8 بیشترین تأثیر را داشته است. نتیجه‌گیری کلی: پژوهش حاضر نشان داد که خصوصیات کمی پایه&lrm;های موجود در تالاب در بخش سوخته تحت تأثیر قرار گرفته و تغییراتی در ویژگی&lrm;های پوشش گیاهی و خاک&lrm;شناسی وقوع یافته است، به&lrm;طوری&lrm;که همۀ ویژگی&lrm;های خاک&lrm;شناسی در منطقۀ سوخته در مقایسه با منطقۀ شاهد افزایش معنی&lrm;داری داشتند. در مقابل به غیر از عامل قطر یقه، دیگر ویژگی&lrm;های پوشش گیاهی در منطقۀ سوخته به&lrm;طور معنی&lrm;داری کاهش پیدا کرده&lrm;اند. بنابراین، مدیریت مناسب و حفاظت از چنین اراضی پس از آتش&lrm;سوزی به&lrm;منظور احیای توان و پتانسیل بوم‌سازگان برای تضمین ادامه حیات و پایداری کاملاً ضروری است. از این&lrm;رو، پیشنهاد می&lrm;شود اثرهای بلندمدت آتش&lrm;سوزی بر تغییرات پوشش گیاهی مورد بررسی قرار گرفته و با قرق چنین بوم&lrm;سازگانی و اجرای عملیات احیایی، به فرآیند بازسازی منطقه سرعت داده شود.</div> <div style="text-align: justify;"><div style="text-align: justify;"></div></div> <div style="text-align: justify;">Extended Abstract Background: Fire is one of the most significant ecological elements that can alter the functioning of natural ecosystems, as well as one of the most significant natural disasters that endangers the ecosystem of forests. The intensity and frequency of forest fires are increasing daily due to the consequences of global climate change and population growth in sensitive areas. This factor not only damages individuals and property but also poses a serious risk to environmental preservation and the well-balanced ecological conditions of vegetation. Worldwide, thousands of fires in natural areas result in unquantifiable and unfathomable calamities each year. For many years, this problem has been the subject of investigation. The investigation of the fire that occurred in 2021, the conditions of its creation, and its effect on the soil and vegetation characteristics of the Qara Qeshlaq Lagoon are the most important goals of this research. Methods: An area of approximately four hectares of the Qara Gheshlagh Lagoon was burned twice on April 16, 2021, in two different time frames (hours) at 15:30 and 19:30. This area was chosen to investigate the effect of fire on the geological characteristics and vegetation of the wetland. Furthermore, a control area (unburned) was chosen to be close by, of the same size and at the appropriate distance from the burned region. The vegetation was sampled along a transect that ran along these regions. Given that the vegetation in both the burned and control areas is densely covered by Tamarix, 40 rectangular sample plots (a total of 80) with an approximate area of 10 m2 (5 ×2 m) and a distance of 20 m from each other were used to record the height, collar diameter, dbh, small and large diameters of the crown, the number of sprouts, and stem health traits. The percentage of grass cover was determined using a 1-m2 sample plot in the center of the sample plots. Additionally, five randomly selected sample plots were used from the center to measure the soil physicochemical characteristics, including its acidity, electrical conductivity, organic carbon, percentage of lime, percentages of clay, silt, and sand, and absorbable potassium and phosphorus. A soil sample was taken from a depth of 0-10 cm. After determining the normality of the data distribution with the Kolmogorov-Smirnov test, the Mann-Whitney and independent t-tests were used to compare the average quantitative characteristics of the vegetation cover and soil characteristics in the two burned and control areas. In addition, the principal component analysis (PCA) was utilized to explore the most essential fire-related elements in vegetation cover and soil. Results: At the 99% confidence level, the average collar diameter in the burned region was significantly higher at 4.41 cm than in the control area (3.17 cm). The average dbh (1.64 vs. 1.24 cm) and the number of sprouts (20.05 vs. 14.76) varied significantly in the burned and control areas, with a 95% confidence level. Additionally, a significant difference was observed between the average tree height (1.96 vs. 1.36 m), the percentage of grass cover (70.19 vs. 50.28%), and the stem health (all healthy stems versus all burnt stems) in the control and burned areas at the 99% confidence level. After about a year of the fire, there was a difference in pH characteristics (7.12 vs. 6.73) and sand (27.10 vs. 22.90%) in the two burned and control areas, with a significant difference at the 95% confidence level. A significant difference in the properties of organic carbon (2.86 vs. 1.71%), phosphorus (71.63 vs. 34.28 mg/kg), and potassium (921.40 vs 606.60 mg/kg) was seen in these two areas at the 99% confidence level.  The PCA results revealed an effect of fire on the organic carbon, phosphorus, and available potassium parameters. Among the vegetation cover characteristics, the most effects belonged to the dbh, the collar diameter, tree height, and the large and small diameters of the crown with a factor load greater than 0.8. Conclusion: According to the current study, the quantitative features of the trees in the wetland were impacted in the burnt area, and changes occurred in vegetation and soil characteristics. As a result, all of the soil properties were significantly higher in the burned region than in the control area. Other than the collar diameter factor, other plant features in the burned region dropped dramatically. Thus, careful management and conservation of such areas following the fire is critical to restore the strength and potential of ecosystems to ensure the continuance of survival and sustainability. Therefore, it is advised to investigate the long-term impacts of fire on vegetation alterations and to accelerate the reconstruction process of the region by protecting such ecosystems and carrying out restoration operations. </div> آتش‌سوزی, تالاب, تجزیه مؤلفه‎ های اصلی, گز Fire, Lagoon, Principal component analysis, Tamarix 138 152 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-168-2&slc_lang=fa&sid=1 Javad Aslani جواد اصلانی javadaslani37@gmail.com 10031947532846009267 10031947532846009267 No Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Abbas Banj Shafiei عباس بانج شفیعی a.banjshafiei@urmia.ac.ir 10031947532846009268 10031947532846009268 Yes Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران Hadi Beygi Heidarlou هادی بیگی حیدرلو hadibeygi@gmail.com 10031947532846009269 10031947532846009269 No Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران