ارزیابی نفوذپذیری خاک در عرصه بهره‌برداری‌شده جنگل کوهستانی طبیعی (بررسی موردی: جنگل شاندرمن- استان گیلان)

نویسندگان

1 دانش‌آموخته دکتری، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، صومعه سرا، ایران

2 دانشجوی کارشناسی، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، صومعه سرا، ایران

3 کارشناسی ارشد، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، ایران

4 استاد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه گیلان، صومعه سرا، ایران

doi
10.30466/jfrd.2025.55575.1738
چکیده

مقدمه و هدف: بهره‌برداری از جنگل، به‌ویژه استفاده از ماشین‌آلات سنگین، می‌تواند تعادل خاک را بر هم زده و موجب تغییرات فیزیکی و شیمیایی در آن شود. تردد ماشین‌آلات چوبکشی و عملیات بهره‌برداری، با افزایش جرم‌ مخصوص‌ ظاهری، کاهش تخلخل و کاهش نفوذ‌پذیری خاک همراه است که در نهایت منجر به افزایش رواناب سطحی، کاهش رطوبت خاک و تشدید فرسایش می‌شود. این تغییرات می‌توانند بر حاصلخیزی خاک و رشد گیاهان نیز تأثیر منفی داشته باشند. با توجه به اهمیت نفوذپذیری خاک در حفظ پایداری بوم­سازگان‌های جنگلی، این پژوهش با هدف بررسی تأثیر فعالیت‌های بهره‌برداری بر نفودپذیری خاک و برخی ویژگی‌های فیزیکی آن در مسیرهای چوبکشی، دپو، محوطۀ قطع و مقایسۀ آن با ناحیه شاهد انجام شد.مواد و روش‌ها: این پژوهش در سال 1398 در پارسل هفت جنگل‌های سری 11 سیاهکش، حوزه آبخیز شاندرمن، که در اجرای طرح تبدیل طی سال‌های 1372-1364 تحت برداشت گسترده و قطع یکسره در مقیاس وسیع قرار گرفته بود، انجام شد. در این پژوهش، چهار تیمار، شامل دپو، مسیر چوبکشی، محوطۀ قطع و شاهد (جنگل طبیعی) بررسی شد. در هر تیمار، سه نقطه به‌صورت تصادفی انتخاب شد و آزمایش نفوذ آب با استفاده از نفوذسنج رینگ دوبل انجام شد. ارتفاع ستون آب در فواصل زمانی مختلف ثبت شد. آزمایش‌ها تا زمانی ادامه یافت که نرخ کاهش نفوذ طی یک ساعت به کمتر از 10 درصد برسد. برخی ویژگی‌های فیزیکی خاک مانند جرم ‌مخصوص‌ ظاهری و درصد کربن آلی، از عمق صفر تا 10 سانتی‌متری نمونه‌برداری شده و با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شدند. جرم‌ مخصوص ‌ظاهری (BD) به روش کلوخه، مقدار کربن آلی به روش والکی و بلک، و بافت خاک به روش هیدرومتری بایکاس تعیین شد. داده‌ها در Excel 2016 پردازش و در SPSS تحلیل آماری شدند. همچنین، متغیرهای مؤثر بر نرخ نفوذپذیری با استفاده از روش رگرسیون گام ‌به گام شناسایی شدند. میانگین مقدار نفوذ تجمعی در زمان‌های مختلف برای چهار تیمار محاسبه و منحنی‌های نفوذ آنها ترسیم شد. علاوه بر این، در نرم‌افزار PC-ORD 5 ارتباط بین ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (درصد کربن آلی، جرم ‌مخصوص‌ ظاهری، درصد تخلخل و درصد شن، رس و سیلت) با تیمارهای پژوهش، بررسی شد و الگوی پراکنش مکانی نمونه‌ها برای تعیین اندازه تشابه در واکنش به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته‌ها: بین تیمارهای مختلف از نظر بافت خاک اختلاف معنی‌داری در سطح یک درصد وجود داشت؛ به‌طوری ‌که بیشترین و کمترین درصد رس به­‌ترتیب در تیمار شاهد (66/26 درصد) و تیمار مسیر چوبکشی (57/8 درصد) مشاهده شد. بیشترین میانگین درصد کربن آلی (06/4) متعلق به منطقۀ شاهد و کمترین میانگین درصد کربن آلی 18/1 متعلق به مسیر چوبکشی بود. همچنین نتایج تجزیه واریانس و مقایسۀ میانگین داده‌های مربوط به جرم ‌مخصوص ‌ظاهری و تخلخل خاک نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین تیمارهای مورد بررسی وجود دارد و میانگین جرم‌ مخصوص ‌ظاهری خاک در تیمار دپو به‌طور معنی‌داری (در حد 95 درصد) بیش از منطقه شاهد بود. در تعیین مهم‌ترین عوامل فیزیکی- شیمیایی خاک مؤثر بر نرخ نفوذپذیری با استفاده از تحلیل رگرسیون گام‌ به‌ گام مشخص شد که تنها متغیر جرم‌ مخصوص ‌ظاهری وارد معادله رگرسیونی شد ( 00.0 =sig). کمترین میانگین نفوذ‌پذیری تجمعی (7/38 میلی‌متر) در دپو بود. در بررسی روند نفوذپذیری تجمعی خاک تفاوت معنی‌داری بین مقدار نرخ نفوذ‌پذیری خاک در تیمارهای مورد بررسی با شاهد (جنگل طبیعی) مشاهده شد و نمودار روند نفوذپذیری تجمعی خاک نشان داد که کمترین مقدار میانگین نفوذپذیری تجمعی در دپو (4/2 میلی‌متر) و بیشترین میانگین نفوذپذیری تجمعی در تیمار شاهد (57 میلی‌متر) اتفاق افتاده است.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که، بهره‌برداری از جنگل و تردد ماشین‌آلات منجر به تغییرات قابل توجهی در ویژگی‌های فیزیکی خاک، به‌ویژه کاهش نفوذ‌پذیری آن می‌شود. بیشترین کاهش نفوذ‌پذیری خاک در مناطق دپو و مسیر چوبکشی مشاهده شد که ناشی از فشردگی خاک بر اثر تردد ماشین‌آلات و فشار چوب‌آلات بود. در مقابل، جنگل طبیعی بیشترین نفوذ‌پذیری را نشان داد که به دلیل تخلخل بالاتر خاک در این منطقه است. بر این اساس برای کاهش اثرهای منفی بهره‌برداری جنگل بر ویژگی‌های خاک، اتخاذ روش‌های مدیریتی مناسب، مانند  محدودسازی تردد ماشین‌آلات و استفاده از روش‌های احیای خاک، توصیه می‌شود.