ارزيابي شاخص‌هاي كيفيت خاك در مناطق تغيير كاربري يافته جنگل‌هاي زاگرس شمالي (مطالعه موردي: اشنويه- استان آذربايجان‌غربي)

سابقه و هدف: رشد جمعيت جهان، نياز غذايي انسان، دخالت انسان در اكوسيستم‌هاي طبيعي و تغيير ويژگي‌هاي ذاتي خاك از طريق تخريب آن، نياز به بررسي اثرات تغيير كاربري اراضي بر كيفيت خاك را افزايش مي‌‌دهد. اين مطالعه به‌منظور بررسي اثرات تغيير كاربري اراضي بر برخي شاخص‌هاي كيفيت خاك در مناطق تغيير كاربري‌يافته جنگل‌هاي زاگرس شمالي انجام گرديد. مواد و روش‌ها: در اين پژوهش تعداد 96 نمونه خاك از خاك‌هاي جنگلي زاگرس شمالي و مناطق تغيير كاربري‌يافته هم‌جوار تهيه شدند. برخي خصوصيات خاك شامل تنفس پايه (BR)، تنفس برانگيخته (SIR)، كربن بيومس ميكروبي (MBC)، واكنش خاك، هدايت الكتريكي، نيتروژن كل، فسفر قابل‌استفاده، پتاسيم محلول و تبادلي، ظرفيت تبادل كاتيوني (CEC)، ماده آلي، نسبت جذب سديم (SAR) و درصد سديم تبادلي (ESP) اندازه‌گيري گرديدند. شاخص كيفيت خاك (SQI) با استفاده از روش تجزيه به مولفه‌هاي اصلي (PCA) تعيين گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد در اثر تغيير كاربري جنگل به ساير كاربري‌ها، 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 به‌طور معني‌داري كاهش يافتند. به‌طوري‌كه در اثر تغيير كاربري، مقدار ماده آلي در مرتع، باغ و زراعت در مقايسه با جنگل به‌ترتيب 16، 47 و 5/57 درصد كاهش يافت. شاخص كربن بيومس ميكروبي نيز، در اثر تغيير كاربري جنگل به مرتع، باغ و زراعت به‌ترتيب 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 به‌ترتيب 5/2، 39/1 و 4/1 برابر بيش‌تر بود. هم‌چنين، در كاربري‌هاي مختلف اثر عمق بر تمام پارامترهاي اندازه‌گيري شده معني‌دار بود. به‌طوري‌كه نتايج نشان‌دهنده وجود بيش‌ترين مقدار پتاسيم، نيتروژن، ظرفيت تبادل كاتيوني، تنفس پايه، كربن بيومس ميكروبي و تنفس برانگيخته در خاك سطحي (15-0 سانتي‌متري) كاربري جنگل بود. تجزيه به مولفه‌هاي اصلي (PCA) نشان داد از ميان 16 ويژگي مورد بررسي كيفيت خاك (TDS)، ويژگي‌هاي ماده آلي، شاخص قابليت دسترسي كربن (CAI)، نسبت كربن ميكروبي به كربن آلي، فسفر قابل‌استفاده، اسيديته خاك و نسبت جذب سديم به‌عنوان حداقل ويژگي‌هاي موثر بر كيفيت خاك (MDS)، بيش‌ترين تاثير را بر كيفيت خاك‌هاي مورد مطالعه داشتند. هم‌چنين بر اساس مدل شاخص تجمعي كيفيت خاك (SQI)، كيفيت خاك براي جنگل (756/0) و مرتع (73/0) درجه II (محدوديت كم) و براي كاربري‌هاي زراعت (646/0) و باغ (626/0) درجه III (داراي محدوديت براي رشد گياه) تعيين گرديد. نتيجه‌گيري: چنين استنباط مي‌گردد كه هر گونه مديريت و تغيير كاربري (جنگل به باغ و زراعت) كه باعث افزايش دست‌خوردگي خاك مي‌شود، كاهش كيفيت خاك و افزايش حساسيت اراضي به فرسايش خاك را در پي دارد. بنابراين لازم است به‌منظور 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.