كليدواژه :
آتش‌سوزي , تغيير كاربري , خاكدانه , نرخ تجزيه كربن آلي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: آتش‌سوزي و تغيير كاربري جنگل‌ها به‌دليل نقش قابل توجه در تخريب محيط زيست و تغييرات اقليمي به يكي از نگراني‌هاي قابل توجه جهاني تبديل شده است. در اين ميان، خاك جنگل‌ها به‌دليل دارا بودن ماده آلي نسبتاً بالا و ساختمان مناسب همواره مورد توجه بوده است. اما آتش‌سوزي و تغيير در مديريت كاربري اين زيست‌بوم‌ها و اعمال خاك‌ورزي اثرات زيان‌بار زيادي بر ساختمان خاك و از دست رفتن ماده آلي آن‌ها داشته است. لذا اين پژوهش اثر آتش‌سوزي و تغيير كاربري زمين به تاكستان بر ميزان كربن آلي خاك و نرخ تجزيه آن در بخش اندازه خاكدانه در يك جنگل بلوط در زاگرس شمالي را مورد بررسي قرار مي‌دهد.
مواد و روش‌ها: براي انجام اين پژوهش خاك (عمق 5-0 سانتي‌متري) از يك جنگل دست‌نخورده از زير تاج و بيرون تاج درختان برداشته شد، تيمار دوم بخش ديگري از اين جنگل بود كه سه سال پيش آتش‌سوزي در آن رخ داده بود، نمونه‌هاي خاك از محل‌هاي با شدت سوختگي ضعيف، متوسط و شديد برداشته شد. تيمار سوم بخش ديگري از اين جنگل بود كه 30 سال قبل به تاكستان تبديل شده بود كه در اين كاربري نيز نمونه‌هاي خاك از زير تاج و بيرون تاج درختان برداشته شد. نمونه‌هاي خاك هوا خشك شدند و به روش الك خشك به خاكدانه‌هاي 8-2، 2-1، 1-0/25 و 0/25 > ميلي‌متر تفكيك شدند و مقدار كربن آلي هر بخش از خاكدانه‌ها تعيين شد. سپس هر اندازه خاكدانه در رطوبت 70 درصد ظرفيت زراعي در چرخه‌هاي دمايي از 5 تا °C 35 با فاصله دمايي °C 5 انكوباسيون شد و ميزان تنفس پايه خاك پس از گذشت 2 روز از انكوياسيون در هر نقطه دمايي اندازه‌گيري شد. سپس ميزان نرخ تجزيه كربن آلي در هر اندازه خاكدانه از شيب معادله ميزان دي‌اكسيدكربن متصاعد شده در مقابل دماي متناظر با آن در هر چرخه دمايي به دست آمد.
يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان داد كه تغيير كاربري و آتش‌سوزي به ويژه نوع شديد آن سبب تخريب چشم‌گير خاكدانه‌هاي درشت و افزايش خاكدانه‌هاي ريز مي‌شود. به گونه‌اي كه بيشترين و كمترين ميزان خاكدانه‌هاي درشت (mm 8-2) به ترتيب در كاربري‌هاي زير تاج جنگل (61/6%) و زير تاج تاكستان (11/1%) به دست آمد، در حالي‌كه بيشترين و كمترين ميزان خاكدانه‌هاي ريز (0/25 > ميلي‌متر) به ترتيب در تيمارهاي زير تاج تاكستان (12/4%) و زير تاج جنگل (5/7%) به دست آمد. همچنين نتايج نشان داد كه در همه‌ي تيمارهاي مورد بررسي با كاهش اندازه خاكدانه‌ها ميزان كربن آلي خاك افزايش يافت. در مقايسه با جنگل دست‌نخورده، تغيير كاربري سبب كاهش چشم‌گير كربن آلي خاك شده بود، در حالي‌كه تغييراتي در ميزان اين شاخص در تيمارهاي آتش‌سوزي مشاهده نشد. همچنين نتايج نشان داد كه در همه‌ي تيمارهاي مورد بررسي با كاهش اندازه خاكدانه ميزان نرخ تجزيه كربن آلي افزايش يافت و اين شاخص در كاربري‌هاي مورد بررسي از روند مقابل پيروي كرد: زير تاج جنگل (7/2) > آتش‌سوزي شديد (5/4) ≥ بيرون تاج جنگل (5/2) > آتش‌سوزي متوسط (4/7) > آتش‌سوزي ضعيف (2/9) > زير تاج تاكستان (1/4) > بيرون تاج تاكستان (0/4).
نتيجه‌گيري: در مجموع نتايج اين پژوهش نشان داد كه اثر30 سال تغيير كاربري در تخريب خاكدانه‌هاي خاك بيشتر از يك بار آتش-سوزي حتي از نوع شديد آن است، اما اثر يك بار آتش‌سوزي در تخريب خاكدانه‌هاي خاك بسيار بيشتر از يك سال تغيير كاربري است. همچنين نتايج اين پژوهش نشان داد كه كاربري‌هاي با مقدار ماده آلي فراهم و قابل تجزيه بيشتر (زير تاج جنگل و آتش‌سوزي شديد) نسبت به تغيير كاربري (زير تاج و بيرون تاج تاكستان) در مقابل تغييرات اقليم آسيب‌پذيرتر بوده و گرمايش زمين را بيشتر تشديد مي كنند.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Forest fires and land use change have become a major global concern due to their significant role in environmental degradation and climate change. Meanwhile, the soil of forests and pastures has always been considered due to its relatively high organic matter and suitable structure. But fires and changes in the management of these ecosystems and the application of tillage have had detrimental effects on soil structure and loss of organic matter of the natural ecosystems. Therefore, this study investigates the effect of wildfires and land use change to vineyard on soil organic carbon (SOC) content and its soil organic carbon decomposition rate (SDR) in aggregate size fraction in an Oak Forest in Northern Zagros.
Materials and Methods: For this purpose, topsoil (0-5 cm depth) was sampled in a natural oak forest from both inside (FI) and outside (FO) sprout clumps, a portion of the forest burned three years earlier from areas undergone high (BHI), moderate (BMI), or low (BLO) severity, and a vineyard planted thirty years earlier in place of the forest from both under the foliage of vines (VI) and outside it (VO). All soil samples were air-dried and sieved to obtain four aggregate size fractions (8–2, 2–1, 1–0.25, and Results: The results of this study showed that cultivation and fire, especially its severe type, cause significant damage to large aggregates and increase the fine aggregates. So that, the highest and lowest amounts of coarse aggregates (2–8 mm) were obtained in FI (61.6%) and VI (11.1%) treatments, respectively. Whereas, the highest and lowest amounts of fine aggregates (< 0.25 mm) were obtained in VI (12.4%) and FI (5.7%) treatments, respectively. The results also showed that in all the studied treatments, the amount of SOC increased with decreasing of the soil aggregates size. Furthermore, in compared to the virgin forest, cultivation in the vineyard resulted in a significant reduction in SOC, while no changes in this parameter were observed in the fire treatments. The results also showed that in all the studied treatments, the amount of SDR index increased with decreasing of the soil aggregates size and this index followed the trend: FI (7.2) > BHI (5.4) > FO (5.2) > BMI (4.7) > BLO (2.9) > VI (1.4) > VO (0.4).
Conclusion: Overall, thirty years of farming were more impacting on soil aggregates degradation than a single fire, although severe; nevertheless, severe fire appears to have been much more impacting on soil aggregates degradation than every single yearly plowing. The results also showed that the SDR in soils that are rich in organic matter (FI and BHI) could be more sensitive to warming and intensify global warming more strongly than arable lands (VI and VO).
