ارزيابي شاخص هاي كيفيت خاك در مناطق تغيير كاربري يافته جنگل هاي زاگرس شمالي (مطالعه موردي: اشنويه- استان آذربايجان غربي)

Evaluation of soil quality indicators in a deforested region of Northern Zagros (Case study: Oshnavieh-West Azerbaijan)

سابقه و هدف: رشد جمعيت جهان، نياز غذايي انسان، دخالت انسان در اكوسيستم هاي طبيعي و تغيير ويژگي هاي ذاتي خاك از طريق تخريب آن، نياز به بررسي اثرات تغيير كاربري اراضي بر كيفيت خاك را افزايش مي دهد. اين مطالعه به منظور بررسي اثرات تغيير كاربري اراضي بر برخي شاخص هاي كيفيت خاك در مناطق تغيير كاربري يافته جنگل هاي زاگرس شمالي انجام گرديد. مواد و روش ها: در اين تحقيق تعداد 96 نمونه خاك از خاك هاي جنگلي زاگرس شمالي و مناطق تغيير كاربري يافته هم جوار تهيه شدند. برخي خصوصيات خاك شامل تنفس پايه (BR)، تنفس برانگيخته (SIR)، كربن بيومس ميكروبي (MBC)، واكنش خاك، هدايت الكتريكي، نيتروژن كل، فسفر قابل استفاده، پتاسيم محلول و تبادلي، ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC)، ماده آلي، نسبت جذب سديم (SAR) و درصد سديم تبادلي (ESP) اندازه گيري گرديدند. شاخص كيفيت خاك (SQI) با استفاده از روش تجزيه به مولفه هاي اصلي (PCA) تعيين گرديد. يافته ها: نتايج نشان داد در اثر تغيير كاربري جنگل به ساير كاربري ها، كربن بيومس ميكروبي، تنفس پايه، تنفس برانگيخته، مقدار كلسيم و پتاسيم محلول، كلسيم، منيزيم و سديم تبادلي، ماده آلي ، ظرفيت تبادل كاتيوني، نسبت جذب سديم و پتاسيم به طور معني داري كاهش يافتند. به طوريكه در اثر تغيير كاربري، مقدار ماده آلي در مرتع، باغ و زراعت در مقايسه با جنگل به ترتيب 16، 47 و 5/57 درصد كاهش يافت. شاخص كربن بيومس ميكروبي نيز، در اثر تغيير كاربري جنگل به مرتع، باغ و زراعت به ترتيب 34/28، 66/48 و 28/58 درصد كاهش نشان داد. ميزان نيتروژن كل، پتاسيم و ظرفيت تبادل كاتيوني در كاربري جنگل نسبت به زراعت به ترتيب 5/2، 39/1 و 4/1 برابر بيشتر بود. هم چنين، در كاربري هاي مختلف اثر عمق بر تمام پارامترهاي اندازه گيري شده معني دار بود. بطوريكه نتايج نشان-دهنده وجود بيشترين مقدار پتاسيم، نيتروژن، ظرفيت تبادل كاتيوني، تنفس پايه، كربن بيومس ميكروبي و تنفس برانگيخته در خاك سطحي (15-0 سانتي متري) كاريري جنگل بود. تجزيه به مولفه هاي اصلي (PCA) نشان داد از ميان 16 ويژگي مورد بررسي كيفيت خاك (TDS)، ويژگي هاي ماده آلي، شاخص قابليت دسترسي كربن (CAI)، نسبت كربن ميكروبي به كربن آلي، فسفر قابل استفاده، اسيديته خاك و نسبت جذب سديم به عنوان حداقل ويژگي هاي موثر بر كيفيت خاك (MDS)، بيشترين تاثير را بر كيفيت خاك هاي مورد مطالعه داشتند. هم چنين بر اساس مدل شاخص تجمعي كيفيت خاك (SQI)، كيفيت خاك براي جنگل (756/0) و مرتع (73/0) درجه II (محدوديت كم) و براي كاربري هاي زراعت (646/0) و باغ (626/0) درجه III (داراي محدوديت براي رشد گياه) تعيين گرديد. نتيجه گيري: چنين استنباط مي گردد كه هر گونه مديريت و تغيير كاربري (جنگل به باغ و زراعت) كه باعث افزايش دست خوردگي خاك مي شود، كاهش كيفيت خاك و افزايش حساسيت اراضي به فرسايش خاك را در پي دارد. لذا لازم است به منظور حفظ كيفيت خاك عمليات مديريتي مناسبي انجام گردد.

Background and Objectives: World population growth, human need of food, his interference in natural ecosystems and changing soil intrinsic properties by degradation, increases the need of evaluating land use changes impacts on soil quality. This study was carried out to evaluate the effects of land use change on some of soil quality indicators in a deforested area of Northern Zagros. Materials and Methods: In this study, about 96 soil samples were taken from North Zagros forests as well as adjacent areas with land use change. Some soil properties including basal respiration (BR), substrate induced respiration (SIR), microbial biomass carbon (MBC), pH, electrical conductivity, total nitrogen, available phosphorus, dissolved and exchangeable potassium, cation exchange capacity (CEC), soil organic matter (SOM), sodium adsorbtion ratio (SAR) and exchangeble sodium percent (ESP) were measured. Soil quality index (SQI) was determined using principal component analysis (PCA). Results: The results showed that changing forest to other land uses significantly reduced microbial biomass carbon, basal respiration, substrate induced respiration, the amount of dissolved calcium and potassium, exchangeable calcium, magnesium and sodium, organic matter, CEC, SAR and potassium. Soil organic matter amount in pasture, garden and agriculture decreased 16, 47 and 57.5 percent compared to forest, respectively. As a result of changing forest to pasture, gardens and agriculture MBC amount decreased 28.34, 48.66 and 58.28, respectively. The amount of total nitrogen, potassium and CEC in forest were 2.5, 1.39 and 1.4 times more than agricultural land, respectively. Also, in different land uses, depth effect on all measured parameters was significant. As the results showed, the highest amount of potassium, nitrogen, cation exchange capacity, basal respiration, microbial biomass carbon and substrate induced respiration was seen in forest surface soils. Principal component analysis showed that among 16 properties assessed, soil quality as total data set (TDS), organic matter, carbon availability, microbial carbon proportion to organic carbon, available phosphorus, pH and SAR, as the minimum data set or MDS had the greatest impact on the quality of studied soils. According to the cumulative soil quality index (SQI), soil quality for forest (0.756) and pasture (0.73) were II (low restriction) and for agriculture (0.646) and garden (0.626) were III (with limitation for plant growth). Conclusion: Therefore, any management and land use change that increases soil disturbance, will reduce soil quality and increase land susceptibility to soil erosion. So, in order to maintain soil quality, appropriate management practices should be done.