كاربرد مدل RothC در شبيه‌سازي اثر تغييرات اقليمي بر انتشار كربن دي‌اكسيد و ذخاير كربن آلي خاك اقليم نيمه‌خشك خراسان رضوي

خاك با از دست دادن كربن به شكل كربن دي‌اكسيد، پتانسيل زيادي براي تشديد گرمايش زيست‌كره دارد. از سوي ديگر امكان ترسيب كربن در خاك، راهكار مناسبي جهت كاهش انتشار كربن دي‌اكسيد شناخته مي‌شود. خاك‌هاي مناطق خشك و نيمه‌خشك جهان اگرچه حاوي مقادير كمي كربن آلي هستند؛ اما به‌واسطه وسعت زياد، امكان ترسيب مقادير قابل‌توجهي كربن آلي را دارند. از اين‌رو جهت بررسي تغييرات ذخاير كربن آلي خاك اراضي زراعي اقليم نيمه‌خشك جلگه‌‌رخ واقع در استان خراسان رضوي، مدل رتامستد با استفاده از داده‌هاي مطالعات پيشين و مقادير اندازه‌گيري شده در سال 2020 اعتبارسنجي شد. مقايسه بين مقادير كربن آلي اندازه‌گيري شده و شبيه‌سازي‌شده توسط مدل، نشانگر قابليت مدل در ارائه پيش‌بيني‌هايي با دقت مناسب بود. به‌طوري‌كه مقادير ضريب تبيين، ريشه ميانگين مربعات خطا، ميانگين مطلق خطا، تفاوت ميانگين و شاخص كارايي مدل به ترتيب معادل 0.97، 2.78، 2.11، 2.33 و 0.70 به‌دست آمدند. سپس تأثير تغييرات اقليمي بر انتشار كربن دي‌اكسيد و ذخاير كربن آلي خاك منطقه مدل‌سازي شد. بررسي تغييرات اقليمي منطقه در (دوره آماري 1981 تا 2020) نشانگر كاهش بارندگي و افزايش معني‌دار دما طي 40 سال گذشته بوده است. مدل‌سازي تغييرات اقليمي تا پايان قرن جاري با اعمال افزايش دما و كاهش بارندگي انجام شد كه نتايج بيانگر كاهش همه ذخاير كربن فعال مدل بود، چنان‌كه مخازن مواد گياهي تجزيه‌پذير، مواد گياهي مقاوم، زيست‌توده ميكروبي، مواد آلي هوموسي‌شده و كل كربن آلي خاك به‌ترتيب معادل 2.41، 2.72، 2.51، 1.04 و 1.32 درصد نسبت به شرايط عدم وقوع تغييرات اقليمي كاهش و ميزان انتشار تجمعي كربن دي‌اكسيد از خاك، 1.26 درصد افزايش نشان داد. افزايش دما باعث افزايش ضريب تصحيح دما (a) به ميزان 2.20 درصد شد كه منجر به افزايش سرعت تجزيه كربن آلي و تلفات كربن به شكل كربن دي‌اكسيد شده است؛ اگرچه باعث افزايش توليد خالص اوليه بوم‌نظام نيز گرديد. كاهش بارندگي و افزايش تبخير و تعرق پتانسيل نيز باعث كاهش ضريب تصحيح رطوبت (b) به ميزان 0.23 درصد شد؛ اين فرايند از يك سو با كاهش فعاليت ريزجانداران موجب كاهش تجزيه زيستي كربن و انتشار كربن دي‌اكسيد از خاك شده است؛ اما از سوي ديگر موجب كاهش درصد پوشش گياهي و پيرو آن به دام انداختن كربن دي‌اكسيد طي فرايند فتوسنتز و انتقال آن به خاك مي‌گردد.