اثرات تغيير كاربري اراضي بر شاخص‌هاي كيفيت خاك در شرق استان اردبيل

Impacts of land use change on soil quality indicators in eastern Ardabil province

سابقه و هدف: رشد بي‌رويه جمعيت و نياز به تامين مواد غذايي براي انسان و دام باعث تشديد فرايند تغيير كاربري اراضي جنگلي به مرتعي و زراعي توسط كشاورزان به‌ويژه در سال‌هاي اخير گرديده است. جنگل‌زدايي عواقب اكولوژيكي زيان‌باري مانند كاهش تنوع زيستي و كيفيت خاك دارد. نتايج پژوهش پژوهشگران در سراسر دنيا بيانگر آن است كه جنگل‌زدايي باعث تنزل كيفيت خاك از طريق كاهش ماده آلي، تنفس ميكروبي، پايداري خاكدانه‌ها، هدايت هيدروليكي و افزايش جرم مخصوص ظاهري مي‌گردد. هدف از اين پژوهش ارزيابي تغييرات برخي شاخص‌هاي كيفيت خاك در منطقه جنگلي فندقلو در اثر تغيير كاربري اراضي و نيز ايجاد حداقل مجموعه داده از شاخص‌هاي كيفيت خاك با استفاده از روش تجزيه عامل‌ها بود. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در 25 كيلومتري شمال‌شرقي شهرستان اردبيل واقع در طول جغرافيايي 48 درجه و 33 دقيقه و 30 ثانيه و عرض جغرافيايي 38 درجه و 24 دقيقه و 30 ثانيه قرار دارد. ميانگين بارندگي سالانه آن 430 ميلي‌متر و ميانگين دماي سالانه ?C8 مي‌باشد. سي نمونه خاك دست‌خورده و دست‌نخورده از عمق 0 تا 15 سانتي‌متر سه كاربري مجاور هم جنگل، مرتع و زراعي (جمعاً 90 نمونه) واقع در يك دامنه شيبدار برداشته و برخي شاخص‌هاي فيزيكو شيميايي و بيولوژيكي در آن‌ها اندازه‌گيري شد. مقايسه ميانگين پارامترها با آزمون دانكن و تجزيه عاملي به روش تجزيه به مولفه‌هاي اصلي انجام گرفت. يافته‌ها: در اثر تغيير كاربري اراضي جنگلي به مرتعي و زراعي به‌ترتيب ميانگين كربن آلي از 8/5 به 08/3 و 24/2 درصد، نيتروژن كل از 46/0 به 22/0 و 11/0 درصد، ميانگين وزني قطر خاكدانه‌ها از 28/1 به 97/0 و 35/0 ميلي‌متر، هدايت هيدروليكي اشباع از 49/0 به 35/0 و 20/0 سانتي‌متر بر دقيقه، تنفس ميكروبي از 90/0 به 36/0 و 30/0 ميلي‌گرم دي‌اكسيدكربن بر گرم خاك در روز، پتاسيم از 07/545 به 07/289 و 14/105 ميلي‌گرم در كيلوگرم، فسفر از 18/55 به 67/27 و 98/51 ميلي‌گرم در كيلوگرم، تخلخل كل از 11/54 به 67/46 و 3/37 درصد كاهش و در مقابل ميانگين كربنات كلسيم معادل از 57/5 به 93/9 و 98/11 درصد، شن از 82/54 به 83/57 و 76/60 درصد و اسيديته از 66/5 به 73/6 و 82/6 افزايش يافت. بيش‌ترين همبستگي مثبت و معني‌دار بين كربن آلي با نيتروژن كل (**897/0r=) يافت شد. نتايج تجزيه عاملي نيز نشان داد سه عامل بيش از 95 درصد واريانس را در شن، 83 درصد واريانس را در كربن آلي، نيتروژن كل، پتاسيم، رس و سيلت، 73 درصد واريانس را در اسيديته، تنفس و تخلخل و 60 درصد واريانس را در فسفر توجيه كرد. نتيجه‌گيري: نتايج نشان داد كه تغيير كاربري اراضي جنگلي به مرتعي و زراعي باعث افت كيفيت خاك در منطقه مورد مطالعه گرديده است. با عنايت به شيب بالاي منطقه جنگلي فندقلو كه موجب تشديد حساسيت خاك به فرسايش آبي مي‌شود و نيز اهميت گردشگري آن، ضروري است از تبديل اراضي جنگلي باقي‌مانده به اراضي مرتعي و زراعي جلوگيري شود.

Background and Objectives: Excessive growth of population and the need to provide food for humans and livestock increased the process of land use change from forest to range and cultivated by farmers, especially in recent years. Deforestation leads to adverse ecological conditions including the reduction of biodiversity and soil quality. The results of several researchers around the world indicate that deforestation reduces soil quality by decreasing organic matter, microbial respiration, aggregate stability, hydraulic conductivity and increasing bulk density. The objective of this study was to assess the variations of some soil quality indices due to land use change in Fandoghlou region and also creating minimum data set of soil quality indices using factor analysis method. Materials and Methods: The study area is located 25 Km northeast of the city of Ardabil at 48° 33´ 30" longitude and 38° 24´ 30" latitude. Its mean annual precipitation and temperature are 430 mm and 8 ?C, respectively. Thirty disturbed and undisturbed soil samples were taken from 0 to 15 cm depth of three adjacent forest (F), range (R) and cultivated (C) lands (totally 90 samples) located at a steep slope. Some physicochemical and biological indices were measured in soil samples. Mean comparison of parameters by Duncan’s test and factor analysis using principal component analysis method were performed. Results: Land use change from F to R and C decreased mean organic carbon (OC) from 5.8 to 3.08 and 2.24%, total N from 0.46 to 0.22 and 0.11%, mean weight diameter of aggregates from 1.28 to 0.97 and 0.35 mm, saturated hydraulic conductivity from 0.49 to 0.35 and 0.20 cm min-1, microbial respiration from 0.90 to 0.36 and 0.30 mg CO2 g-1 soil day-1, K from 545.07 to 289.07 and 105.14 mg kg-1, P from 55.18 to 27.67 and 51.98 mg kg-1, total porosity from 54.11 to 46.67 and 37.3% and increased mean CaCO3 from 5.57 to 9.93 and 11.98%, sand from 54.82 to 57.83 and 60.76% and pH from 5.66 to 6.73 and 6.82, respectively. The highest significant positive correlation was found between OC and N (r=0.897**). The results of factor analysis showed that three factors justified higher than 95 percent of variance in sand, 83 percent of variance in OC, N, K, clay and silt and 73 percent of variance in pH, respiration and porosity and 60 percent of variance in P. Conclusion: The results showed that land use change from F to R and C reduced soil quality in the study area. Due to the high slope of Fandoghlou forested region which accelerates the sensitivity of soil to water erosion and also its tourism importance, the conversion of remaining forest land to range and cultivated lands must be prevented.