اثر شيب و تغيير كاربري اراضي بر پايداري و ميزان كربن آلي خاكدانه‌ها

Aggregate Structure and Soil Organic Carbon Pools in Aggregate Size Fractions as Affected by Slope Gradient and Land Use Change in Hilly Regions, Western Iran

اين تحقيق به منظور بررسي تاثير شيب و تغيير كاربري اراضي بر پايداري خاكدانه‌ها و ميزان كربن آلي آنها در جنگل‌هاي بلوط غرب منطقه لردگان استان چهارمحال و بختياري صورت گرفته است. كاربري‌هاي رايج در منطقه شامل جنگل طبيعي، جنگل تخريب‌شده و كشاورزي ديم در اراضي تپه ماهوري در سه كلاس شيب 0-10، 10-30 و 30-50 درصد، تيمارهاي مورد مطالعه انتخاب شدند. تعداد 99 نمونه خاك از عمق 0-10 سانتي‌متري سطحي خاك برداشت و جهت انجام آزمايش آماده شد. نتايج اين مطالعه نشان داد تخريب جنگل و كشت مداوم ديم در طول نيم قرن باعث كاهش معني‌دار شاخص‌هاي پايداري خاكدانه‌ها شامل MWD، WSA و GMD در همه كلاس‌هاي شيب شده است. بيشترين درصد خاكدانه‌هاي درشت (2-75/4 ميلي‌متر) و خاكدانه‌هاي متوسط (25/0- 2 ميلي‌متر) در شيب 0-10 درصد اراضي جنگلي با بيشترين ذخيره ماده آلي مشاهده شد. بيشترين درصد خاكدانه‌هاي درشت در جنگل و بيشترين درصد خاكدانه‌هاي ريز (053/0- 25/0 ميلي‌متر) در اراضي كشاورزي ديم و جنگل تخريب شده مشاهده شد. اختلاف معني‌داري بين كاربري‌هاي مورد مطالعه در خصوص كربن آلي درون خاكدانه‌ها مشاهده شد. در مورد ميزان كربن آلي موجود در خاكدانه‌هاي متوسط و ريز، بين كاربري جنگل تخريب شده و اراضي كشاورزي تفاوت معني‌داري مشاهده نشد. نتايج اين تحقيق همچنين نشان داد اختلاف معني‌داري بين شيب‌هاي مختلف در ميزان نيتروژن كل، كربن آلي و نسبت C/N وجود دارد، به طوري كه كمترين مقدار آنها در شيب‌هاي تند (30-50 درصد) مشاهده شد. توزيع نسبي نيتروژن كل و نسبت C/N در خاكدانه‌ها روندي مشابه روند كربن آلي از خود نشان داد.

The present study was conducted to investigate the effects of slope gradient and land use changes on aggregate stability and on Soil Organic Carbon (SOC) pools in aggregate size fractions in western Iran. Three land uses in the study area, namely: Natural Forest (NF), Disturbed Forest (DF) and Cultivated Land (CL) as well as three slope gradients (0-10%, S1, 10-30%, S2, and 30-50%, S3) were selected for soil sampling. A total of 99 soil samples were taken from the 0-10 cm depth of the surface layer within the whole studied hilly region. The results revealed that forest disturbances and continuous cultivation following deforestation significantly decreased soil Water Stable Aggregate (WSA) fraction, Mean Weight Diameter (MWD) as well as Geometric Mean Diameter (GMD) values within the three selected slope classes. The highest content in percent of macro-aggregates (2.00-4.75mm) and of meso-aggregates (0.25–2.00mm) were detected in the lower slope (S1) induced by higher C stocks in this site. The highest percentage of macro-aggregates was observed in the natural forest soil and while the highest micro-aggregates (0.053-0.25mm) observed in the cultivated and disturbed forest soils. There were significant SOC differences observed among the three land uses for macro- aggregates, but no significant differences identified for meso- and micro-aggregates as between disturbed forest vs. cultivated soils. The results also revealed significant differences among the gradient slopes concerning SOC and TN in aggregates for the three land uses, with the lowest ones observed in the steep slopes (S3) with the highest soil erosion rate. The relative distributions of total nitrogen along with C/N ratios among the aggregate fractions were in mach with the SOC distribution.