fa اثرات تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و تنفس خاک در بوم‌سازگان‌های کوهستانی نیمه‌خشک کجور استان مازندران اکولوژی جنگل اکولوژی جنگل كاربردي Applicable <div style="text-align: justify;"><span style="font-size:10pt"><span style="line-height:80%"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><span new="" roman="" style="font-family:" times=""><b><span lang="AR-SA" style="line-height:80%"><span 2="" mitra="" style="font-family:">چکیده</span></span></b><b><span lang="FA" style="line-height:80%"><span 2="" mitra="" style="font-family:"> مبسوط</span></span></b></span></span></span></span></span><br> <span style="font-size:12px;"><span style="font-family:IRANsharp;"><span style="line-height:2;"><span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA">مقدمه و هدف:</span></b><span lang="FA"> در بوم‌سازگان‌های خشکی به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک که بوم‌سازگان‌های شکننده و آسیب‌پذیر هستند، تخریب جنگل‌ها و تغییر کاربری اراضی از مهم‌ترین عوامل مؤثر بر تغییرپذیری ویژگی‌های خاک محسوب می‌شوند. 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 دارد و شاخص خوبی به‌منظور برآورد بهره‌وری بوم‌سازگان‌ محسوب می‌شود. نظر به این که پیامدهای بلندمدت تخریب زمین و ویژگی‌های خاک و تنفس میکروبی، که تأثیر قابل‌توجهی بر انتشار دی‌اکسید کربن جهانی دارند، به‌طور 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.</span><span dir="LTR" style="line-height:80%"></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA">مواد و روش &lrm;ها:</span></b><span lang="FA"> 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 </span><i><span dir="LTR">Carpinus orientalis</span></i><span dir="LTR">. Mill</span> و <i><span dir="LTR">Quercus macranthera</span></i><span dir="LTR">.</span> <span dir="LTR">F&M</span><span lang="FA">) و هم‌چنین مرتع (از جمله </span><i><span dir="LTR">Artemisia aucheri</span></i><span dir="LTR">. Boiss</span><span lang="FA"> و </span><i><span dir="LTR">Astragalus podolobus</span></i><span dir="LTR"> Boiss. & Hohen</span><span lang="FA">) است. منطقه مورد مطالعه عمدتاً پوشیده از جنگل بود، اما به &lrm;دلیل فعالیت‌های انسانی در طول 30 سال گذشته، به سه کاربری متمایز جنگل، مرتع مشجر و مرتع تبدیل شده است. در هریک از کاربری‌های مورد مطالعه (جنگل، مرتع مشجر و مرتع)، چهار قطعه نمونه به مساحت چهار هکتار (200&times;200 متر)، در فاصله 6-4 کیلومتری از یکدیگر در نظر گرفته شدند. مناطق انتخاب‌شده 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 مساحت 30&times;30 سانتی‌متر از دو عمق 0-15 و 15-30 سانتی‌متر) از چهار گوشه و مرکز هریک از قطعات نمونه در فصل تابستان انجام 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 </span><span dir="LTR">ANOVA</span> برای مشخصه‌های زیستی با نرم<span lang="FA">‌</span><span lang="FA">افزار </span><span dir="LTR">SPSS</span> نسخه 20 استفاده شد. همچنین، به‌منظور تعیین ارتباط پوشش‌های گیاهی با تنفس خاک، ترسیم نمودارها با استفاده از نرم‌افزار <span dir="LTR">Excel</span><span lang="FA"> انجام شد.</span><span dir="LTR" style="line-height:80%"></span></span></span><br> <span style="direction:rtl"><span style="unicode-bidi:embed"><b><span lang="FA">یافته &lrm;ها:</span></b><span lang="FA"> بررسی تغییرات ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک نشان داد که ویژگی‌های 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 اختلافات معنی‌داری داشتند. علاوه‌براین 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 اختلافات 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 اختلافات معنی‌داری را نشان ندادند. نتایج بررسی ویژگی‌های میکروبی خاک نشان داد که تنفس ناشی از بستر در تمامی تیمارهای مورد استفاده (یک آمین (ال‌گلوتامین)، پنج اسیدآمینه (ال‌آرژنین، ال‌گلوتامیک اسید، ال‌هیستیدین، ال‌لیزین و ال‌سرین)، پنج کربوهیدرات (</span><span dir="LTR">D</span><span lang="FA"> گلوکز، </span><span dir="LTR">D</span><span lang="FA">‌مانوز، آرابینوز، </span><span dir="LTR">D</span><span lang="FA">‌سوربیتول و </span><span dir="LTR">D</span><span lang="FA">فروکتوز) و شش اسید کربوکسیلیک (اسید سیتریک، اسید </span><span dir="LTR">L</span><span lang="FA">آسکوربیک، اسید فوماریک، </span><span dir="LTR">D1</span><span lang="FA">مالیک اسید، اسید اوریک، اسید تارتاریک) در کاربری جنگلی به&lrm; طور معنی‌داری</span><span lang="FA">(&nbsp;0/05</span><span dir="LTR"><</span><i><span dir="LTR">P</span></i><span lang="FA">) بیشتر از دو پوشش دیگر بود.</span><span dir="LTR" style="line-height:80%"></span></span></span><br> <b><span dir="RTL" lang="FA">نتیجه‌گیری:</span></b><span dir="RTL" lang="FA"> 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&lrm; 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 شده‌است. 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 هر گونه 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 .</span><i>Carpinus orientalis </i>Millو .<i>Quercus macranthera</i> F&M<span dir="RTL" lang="FA">) 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. به‌طور 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.</span></span></span></span></div> <div style="text-align: justify;"><span style="line-height:2;"><span style="font-size:14px;"><span style="font-family:Times New Roman;"><span style="background:white"><span style="vertical-align:baseline"><b>Extended Abstract<span dir="RTL" lang="AR-SA"><span style="font-family:"2 Mitra""></span></span></b></span></span><br> <b>Background:</b> In dry ecosystems, especially in arid and semi-arid regions, which are fragile and vulnerable ecosystems, forest destruction and land use change are considered one of the most important factors affecting the variability of soil characteristics. In this regard, soil respiration, as the main carbon control process in underground processes, is correlated with soil microbial activity, availability of different substrates, soil nutrient content, root dynamics, soil temperature, and moisture, and is considered a good indicator to estimate the productivity of ecosystems. The long-term consequences of land degradation, soil properties, and microbial respiration, which significantly affect global carbon dioxide emissions, are not fully understood. Thus, this study aimed to investigate the effects of forest destruction and land use change on the physical, chemical, and respiration properties of soils in semi-arid mountain ecosystems.<br> <b>Methods:</b> The current investigation was conducted in the mountainous area of Mikhsaz, Kajur village, which is a part of the Nowshahr City region situated in Mazandaran Province, Northern Iran. The altitude ranges from 1600 to 1700 meters above sea level, with a slope gradient of 10-20%. The area experiences an annual precipitation of 365 mm and a mean annual temperature of 11˚C. Soils are clay loam and are classified under the Alfisoils order according to the Soil Taxonomy (United States Department of Agriculture, 2014). The examined region has the potential for forests (including <i>Carpinus orientalis</i> Mill. and <i>Quercus macranthera </i>F&M.) and rangelands (including <i>Artemisia aucheri</i> Boiss. and <i>Astragalus podolobus</i> Boiss. & Hohen). The study area was predominantly covered with forests, but it has been transformed into three distinct uses, forest, forest-woodland, and rangeland due to human activities during the last 30 years. In each of the studied uses (forest, woodland, and rangeland), four sample plots with an area of four hectares (200 &times; 200 meters) were considered at a distance of 4-6 km from each other. The selected areas were similar in terms of bedrock (dolomite limestone), physiography (average height of 1650 meters above sea level, the slope of the area between 10 and 15%, and the dominant geographical direction northward), climatic conditions (cold mountains), and management conditions (without human intervention, fertilization, and livestock grazing). The soil was sampled&nbsp; (in an area of 30 &times; 30 cm from two depths of 0-15 and 15-30 cm) from four corners and the center of each of the sample pieces in summer. In total, five samples were collected in each sample plot, and a total of 20 soil samples were collected from each depth of 0-15 and 15-30 cm in each land cover. To investigate the difference or non-difference of the values of the studied characteristics in the studied habitats, a split-plot design was used for physical and chemical characteristics, and the one-way analysis of variance (ANOVA) was used for biological characteristics with SPSS version 20 software. To determine the relationship between vegetation and soil respiration, graphs were drawn using Excel software.<br> <b>Results:</b> Examining the changes in the physical and chemical characteristics of the soil showed significant differences in the characteristics of micro-aggregate, macro-aggregate, soil stability, weighted mean diameter of soil aggregates, carbon in micro-aggregate, carbon in macro-aggregate, the ratio of carbon in micro to macro-aggregate, nitrogen in micro-aggregate, nitrogen in macro-aggregate, carbon to nitrogen ratio in micro-aggregate, carbon to nitrogen ratio in macro-aggregate, dissolved organic carbon, dissolved organic nitrogen, and dissolved organic matter among three land uses. Moreover, micro-aggregate, macro-aggregate, weighted mean diameter of soil aggregates, carbon in micro-aggregate, carbon in macro-aggregate, nitrogen in micro-aggregate, nitrogen in macro-aggregate, the ratio of nitrogen in micro to macro soil, and dissolved organic matter, carbon and nitrogen showed significant differences in the two soil depths. The results of the changes in soil elements in relation to soil carbon and nitrogen characteristics in three uses of forest, woodland, and rangelands showed that nitrogen in micro-aggregate (0.13, 0.09, 0.05 %), nitrogen in macro-aggregate (0.32, 0.16, 0.08 %), dissolved organic carbon (52.16, 38.05, and 18.41 g kg^-1), and dissolved organic nitrogen (27.23, 17.85, and 12.9 g kg^-1) showed significant differences (<i>p</i> < 0.05) between the three uses in the first soil depth. The results of soil microbial characteristics showed that the substrate-induced respiration in all the treatments used in forest land use was significantly (<i>p</i> < 0.05) higher than the other two land covers.<br> <b>Conclusion</b>: The findings of this study indicate that the physical, chemical, and biological soil properties are influenced by above-ground vegetation, particularly in the topsoil layer. Therefore, the removal of vegetation can lead to significant deterioration of soil properties in semi-arid regions. Considering that the soil in semi-arid areas is highly susceptible to destruction, the reduction and destruction of vegetation play an important role in intensifying these effects and influencing the provision of ecosystem services in such areas. Furthermore, the relationship between soil respiration and carbon dioxide emissions is intrinsically linked to climate change. The results of this research also emphasize that the conversion of forest areas to other ecosystems has led to changes in the carbon and nitrogen cycle and soil microbial respiration. The results of this research can contribute to the development of sustainable management and restoration programs for degraded areas in similar climates because the high quality of the soil of these forests indicates the high potential of woody vegetation (especially <i>Carpinus orientalis</i> Mill. and <i>Quercus macranthera</i> F&M.) for soil protection and biodiversity. These findings can be the basis for designing educational programs for local communities to preserve natural ecosystems by preventing land use changes and rehabilitating degraded areas. In general, these studies can help improve environmental, economic, and social conditions in different regions. Finally, this study emphasizes the urgent need to use sustainable management practices to prevent further degradation and promote the implementation of restoration techniques in degraded forests.</span></span></span></div> پایداری خاک‌دانه, تغییر کاربری اراضی, تنفس برانگیخته, جنگل, ویژگی‌های خاک Aggregate stability, Forest, Land use change, Soil properties, Substrate induced respiration 26 42 http://ifej.sanru.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-82-4&slc_lang=fa&sid=1 Yahya Kooch یحیی کوچ yahya.kooch@modares.ac.ir 100319475328460010286 100319475328460010286 Yes Faculty of Natural Resources & Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran گروه مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Zahra Mohmedi Kartalaei زهرا مهمدی کرتلایی zahramohmedi@gmail.com 100319475328460010287 100319475328460010287 No Faculty of Natural Resources & Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Iran گروه مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس، نور، ایران Mojtaba Amiri مجتبی امیری amiri.mojtaba@yahoo.com 100319475328460010288 100319475328460010288 No Faculty of Natural Resources, Semnan University, Semnan, Iran گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران Mehrdad Zarafshar مهرداد زرافشار mehrdadzarafshar@gmail.com 100319475328460010289 100319475328460010289 No Department of Forestry and Wood Technology, Faculty of Technology, Linnaeus University, Växjö, Sweden گروه جنگلداری و تکنولوژی چوب، دانشکده تکنولوژی، دانشگاه لینه، وکخو، سوئد Saeid Shabani سعید شعبانی saeidshabani07@gmail.com 100319475328460010290 100319475328460010290 No Research Department of Natural Resources, Golestan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Gorgan, Iran. مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران Majid Mohammady مجید محمدی mohammady.wme@gmail.com 100319475328460010291 100319475328460010291 No Faculty of Natural Resources, Semnan University, Semnan, Iran گروه مهندسی محیط زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران