بررسی تاثیر آلاینده های جوی بر کارایی فتوسنتز گیاهان سوزنی برگ با استفاده از داده های سنجش از دور (مطالعه موردی: منطقه چیتگر)
نویسندگان
1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران
3 گروه جنگلداری و اقتصاد، دانشکده منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران، کرج، ایران
doi
10.48308/envs.2024.1398چکیده
سابقه و هدف: آلایندههایی نظیر مونواکسید کربن و ازن میتوانند اثرات مخربی را بر بسیاری از پوششهایگیاهی ایجاد کنند. در این پژوهش سعی شده است تا اثرات آلایندههای مهم زیست محیطی از جمله اکسیدنیتروژن، ازن و مونواکسیدکربن بر روی گونههای سوزنیبرگ مجموعه پارک جنگلی چیتگر با پایش تغییرات مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید (SIF) مورد بررسی قرار گیرد. آلایندهها به طور کلی به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم بندی میشوند که مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن جزء آلایندههای ثانویه هستند. مواد و روشها: آلایندههای مورد بررسی در این مطالعه شامل: ذرات معلق جو با اندازه ۲.۵ میکرون، ۱۰ میکرون، NOX، NO2، NO، CO و O3 هستند. اثرات فصلی نیز در این تحقیق در نظر گرفته شده است که با استفاده از جدول تحلیل واریانس دوطرفه و اثرات متقابل آلایندهها در فصول مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج و بحث: تحلیل همبستگی آلاینده ها و مقادیر SIF نشان میدهد که افزایش بیش از حد منواکسید کربن در فصل پاییز و به دنبال آن فصل زمستان موجب کاهش مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید و به تبع آن کاهش فتوسنتز پوشش گیاهی سوزنی برگان مورد مطالعه میشود (همبستگی منفی، 25/63-=R2). در فصل زمستان بالاترین درصد همبستگی آلایندهها با فلورسانس کلروفیل خورشید، 93/16 درصد همبستگی با مقدار 013/0 P-value= و مقدار RMSE، 7/4 میلیگرم بر مترمربع محاسبه شده است. در فصل پاییز اثر مثبت اکسید نیتروژن مشاهده میشود که نشان دهنده اهمیت این عنصر در فرآیندهای شیمیایی گیاهان (فتوسنتز گیاه) از جمله سوزنیبرگان است. در واقع از دست دادن کلروفیل ناشی از تاثیر مخرب آلایندهها منجر به کاهش جذب نور، کاهش مقدار جذب خالص، کاهش اثر بخشی جریان پتاسیم و حجم سلولهای نگهبان روزنه خواهد شد. اثرات مونوکسید کربن در فصل بهار بر فرآیند فتوسنتز پوشش گیاهی در پارک جنگلی چیتگر منفی برآورد شده است. از آنجایی که باید تعادل در مجموع عناصر فتوسنتز حفظ شود، بنابراین افزایش بیش از حد مونوکسید کربن در پارک جنگلی چیتگر اثرات منفی بر فتوسنتز پوشش گیاهی دارد؛ از سوی دیگر، این اثرات منفی در پاییز و زمستان نیز دیده شده است. در زمستان این مقدار بیشتر از سایر فصول است. از جمله علل آن میتوان به وارونگی دما در منطقه اشاره کرد که به دلیل سکون هوا و تجمع بیشتر این آلاینده در مجموعه پارک جنگلی، اثرات منفی بیشتری بر اکوسیستم منطقه دارد. نتیجه گیری: تغییر اقلیم و یکی از جلوههای آن گرمایش جهانی، گسترش شهرنشینی، افزایش برخی از آلایندههای ثانویه مثل مونو اکسید کربن و سایر گازهای گلخانهای و به تبع آن افزایش دما و رشد جمعیت موضوعاتی است که در آینده نه چندان دور میتواند خسارت به فتوسنتزگیاهان در اثر افزایش آلایندههای مخربی چون ازن و مونواکسید کربن را تشدید کند. حتی برخی از گونههای سوزنی برگان که مقاومت خوبی به شرایط تنش زا دارند نیز از این مسئله در امان نخواهند بود. با توجه به وزش باد غالب در منطقه (غرب به شرق) و حرکت آن به سمت مجموعه پارک جنگلی چیتگر و افزایش غلظت آلایندههایی چون ازن و منواکسید کربن، این آلایندهها از طریق روزنهها وارد برگ شده ضمن تخریب ساختمان برگ، بر روی فرآیند فتوسنتز گیاه نیز اثرات زیان باری را وارد خواهد نمود. عوامل جانبی دیگری نیز تشدید کننده این مسئله هستند خصوصا در فصول پاییز و زمستان این مورد نمود بیشتری خواهد داشت که سبب تجمع بیشتر ازن و مونواکسید کربن در محیط پیرامونی برگ و گیاه خواهد شد. از جمله آنها میتوان به رشد و گسترش شهرنشینی، افزایش فعالیت های کشاورزی با مصرف بی رویه سوختها و آلایندهای زیست محیطی، تنش خشکی خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک، تاخیر در آغاز بارشهای پاییزه، تغییر اقلیم و تجمع بیش از اندازه گازهای گلخانهی و به تبع آن افزایش دما، رشد جمعیت و مواردی از این قبیل اشاره کرد.