تاثير تغيير كاربري اراضي بر ذخيره كربن آلي و برخي ويژگي‌هاي بيولوژيكي خاك در بخشي از حوزه‌ي آبخيز ركعت در استان خوزستان

Effects of land use change on C stock and some biological characteristics of soils in parts of Rakaat watershed, east of Khuzestan province

خاك اصلي‌ترين منبع كربن در اكوسيستم‌هاي خشكي است، اما فعاليت‌هاي انسان در سراسر جهان از جمله تغيير كاربري اراضي منجر به كاهش قابل توجه كربن خاك گرديده است. به نظر مي‌رسد كه در طول قرن گذشته تغيير گسترده كاربري اراضي موجب هدر رفت بخش عظيمي از كربن آلي خاك‌ها شده است. از اينرو اين مطالعه به منظور بررسي تاثير تغيير كاربري اراضي از مرتع به زراعت بر ذخيره كربن آلي (C Stock) و برخي شاخص‌هاي بيولوژيكي خاك شامل (كربن آلي كل (SOC)، تنفس پايه خاك (BSR)، كربن زيست توده ميكروبي (MBC)، نسبت ميكروبي (MQ) و ضريب فعاليت متابوليكي (qCO2)) در شرق استان خوزستان (حوزه آبخيز ركعت) مورد بررسي قرار گرفت. براي اين منظور نمونه‌هاي خاك در هشت تكرار از لايه‌هاي 15-0 و 30-15 سانتيمتري در هر دو كاربري تهيه شدنددر اين آزمايش مقادير qCO2 ، ميزان SOC، MBC و MQدر كاربري كشاورزي نسبت به مرتع طبيعي تفاوت معني داري نداشتند ولي مقدار ذخيره كربن آلي خاك نيز در كاربري كشاورزي در لايه‌هاي 15-0 و 30-15 سانتيمتري با مقادير 19/5، 8/3 تن بر هكتار نسبت به مرتع طبيعي (29/7، 15/9 تن بر هكتار) به ترتيب 34 و 47 درصد كاهش يافت. مقدار SOC در كاربري كشاورزي در لايه‌هاي سطحي و زيرسطحي خاك (8/47، 5/28 گرم بركيلوگرم خاك) نسبت به مرتع طبيعي (13/29، 6/55 گرم بركيلوگرم خاك) 36 و 19 درصد كاهش داشت. همچنين MBC در لايه­ هاي 15-0 و 30-15 سانتيمتري خاك در كاربري كشاورزي نسبت به مرتع طبيعي به ميزان 60 و 71 درصد كاهش، MQ به ميزان 37 و 65 درصد كاهش و qCO2 به ميزان 4-3 برابر افزايش نشان دادند.بطور كلي تغيير كاربري اراضي موجب هدر رفت قابل توجه كربن آلي كل و تقريباً نيمي از ذخيره كربن آلي در سطح خاك شده است. كم شدن مقدار كربن آلي در كاربري كشاورزي موجب كاهش قابل توجهي در كربن زيست توده ميكروبي نسبت به ساير صفات گرديده است كه مي‌توان آن را يك شاخص كليدي در ارزيابي تغييرات كربن آلي خاك به حساب آورد.

Soil is a major reservoir of terrestrial carbon, but human activities around the world including land use change lead to a significant emission of carbon from the soil. It seems that soil organic carbon has been significantly decreased due to the land use changes over the last century in Iran. Therefore, the objective of this study was to investigate the effect of land use change (rangeland to agriculture) on organic carbon stock and some biological indices of soil quality (soil organic carbon (SOC), basal soil respiration (BSR), microbial biomass carbon (MBC), microbial quotient (MQ), and metabolic coefficient (qCO2) in east of Khuzestan province. Soil samples were collected in eight replicates and two depths (0-15 and 15-30 cm) in both land uses. Results showed that except qCO2, the amount of TOC, MBC, and MQ in agricultural use decreased significantly as compared to rangeland. According to the results, C stock of agricultural lands in 0-15 and 15-30 cm layers was 19.5 and 8.3 Mgha-1, showing 34 and 47 percent decrease when compared to natural rangeland with 29.7 and15.9 Mgha-1 C stock. The SOC content in 0-10 cm soil layers of agricultural use and natural rangeland was (8.47 and 5.28 gKg-1) and (13.29, 6.55 gKg-1), respectively, demonstrating 60 and 71 percent reduction in agricultural lands. In addition, in 0-15 and 15-30 cm layers of agricultural lands, MBC (60 and 71 percent), MQ (37 and 65 percent) showed reduction and qCO2 increased 3-4 times when compared to natural rangeland. Results show that agricultural activities lead to considerable loss in total organic carbon and half of organic carbon stock in the soil. Limitation of organic carbon in agricultural land use makes noticeable reduction in MBC than other properties. Thus, it can be used as a suitable indicator for monitoring changes of organic carbon in the soil.