اثر تخریب جنگل بر شاخص‌های بافت خاک، رسوب و حاصلخیزی زیستی خاک در بوم‌سازگان‌های کوهستانی نیمه‌خشک

نویسندگان

1 دانشیار گروه مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

2 استادیار پژوهشی،تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

3 دکتری علوم و مهندسی مرتع، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی نور، دانشگاه تربیت مدرس، ایران

4 دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

5 دانشیار گروه جنگلداری و تکنولوژی چوب، دانشکده تکنولوژی، دانشگاه لینه، وکخو، سوئد

6 دانشیار گروه محیط‌زیست، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران

doi
10.30466/jfrd.2024.55525.1736
چکیده

مقدمه و هدف: جنگل‌ها خدمات اکوسیستمی گسترده‌ای ارائه می‌دهند، اما گسترش جمعیت انسانی موجب تخریب و تغییر کاربری این بوم‌سازگان‌ها شده است. تغییر پوشش زمین، خواص فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. بافت خاک از جمله ویژگی‌های مهم در ارزیابی شکنندگی و فرسایش‌پذیری خاک است و شاخص‌هایی مانند نسبت رس (CR)، نسبت رس اصلاح‌شده (MCR) و سطح بحرانی ماده آلی خاک (CLOM) می‌توانند در درک بهتر فرسایش‌پذیری خاک مؤثر باشند. تغییرات کاربری و کاهش پوشش گیاهی حاصلخیزی خاک را کاهش داده و چرخه‌های بیوژئوشیمیایی را مختل می‌کنند. در این میان، پایش جامع شاخص‌های زیستی برای ارزیابی دقیق وضعیت حاصلخیزی خاک ضروری است. هدف این پژوهش، بررسی اثر تخریب جنگل بر ویژگی‌های بافت خاک، میزان رسوب و حاصلخیزی زیستی در سه کاربری جنگل، اکوتون جنگل-مرتع و مرتع در شرایط کوهستانی نیمه‌خشک است.مواد و روش‌ها: منطقه مورد بررسی در بخش ییلاقی روستای میخساز کجور از توابع شهرستان نوشهر در استان مازندران قرار دارد. برای انجام این پژوهش در هر یک از این کاربری‌ها، در فصل تابستان (1402) در مجموع 20 نمونه خاک (از دو عمق صفر-15 و 15-30 سانتی‌متری) نمونه‌برداری شد. شاخص‌های بافت خاک شامل نسبت رس، شاخص نسبت رس اصلاح‌شده و سطح بحرانی ماده آلی خاک مورد ارزیابی قرار گرفت. مقدار رسوب خاک در سه کاربری جنگل، اکوتون جنگل- مرتع و مرتع اندازه‌گیری شد. درنهایت برای اندازه‌گیری مقدار حاصلخیزی خاک از شاخص حاصلخیزی زیستی خاک (Biological Fertility Index; BFI) که یکی از شاخص‌های کارآمد در جهان است استفاده شد. همچنین برای بررسی روند تغییرات متغیرهای حاصلخیزی و متغیرهای خاک در تیمارهای مختلف، تحلیل مولفه‌های اصلی (PCA) با ایجاد ماتریس حاصله در برنامه PC – ORD تحت Windows مورد استفاده قرار گرفت.یافته‌ها: نتایج حاصل از بررسی تغییرات شاخص‌های بافت خاک در کاربری‌های مختلف مورد بررسی (جنگل، اکوتون جنگل و مرتع، مرتع) نشان داد که بیشترین و کمترین مقدار شاخص نسبت رس و شاخص نسبت رس اصلاح‌شده در هر دو عمق به­ترتیب مربوط به کاربری مرتع و جنگل بوده است و این اختلاف به لحاظ آماری معنی‌دار (05/0>P) ارزیابی شد. نتایج حاصل از بررسی سطح بحرانی ماده آلی نشان داد که کاربری جنگل بیشترین مقدار را در دو عمق به خود اختصاص داده بود. همچنین بیشترین مقادیر رسوب خاک در مرتع (85/3 گرم بر مترمربع) و کمترین مقدار در کاربری جنگل (35/1 گرم بر مترمربع) مشاهده شد. نتایج نشان داد که بوم­سازگان جنگل در شرایط حاصلخیزی متوسط (با مجموع امتیاز 14) و دو کاربری اکوتون و مرتع (با مجموع امتیاز 12 و 11) در شرایط هشدار و پیش از استرس به لحاظ شاخص حاصلخیزی زیستی خاک قرار داشتند. علاوه­بر این، نتایج حاصل از بررسی شاخص حاصلخیزی خاک در عمق دوم نشان داد که هر سه کاربری در بوم­سازگان نیمه‌خشک کوهستانی در شرایط پیش از استرس و هشدار قرار دارند. همچنین تحلیل مؤلفه‌های اصلی نشان داد، در بین مشخصه‌های زیستی خاک تنفس پایه، تنفس تجمعی و زیتوده میکروبی کربن رابطه مثبتی با مقدار ماده آلی و سطح بحرانی خاک دارد.نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که جنگل‌زدایی و تغییر کاربری اراضی با تغییر شاخص‌های بافت خاک و افزایش رسوب، موجب کاهش حاصلخیزی زیستی خاک می‌شود. به‌جز کاربری جنگل در عمق اول، در سایر کاربری‌ها و عمق‌ها، شاخص حاصلخیزی در وضعیت هشدار یا پیش از استرس قرار دارد. این شرایط، به‌ویژه در اقلیم نیمه‌خشک کوهستانی، نیازمند مداخلات مدیریتی برای حفاظت و احیای بوم‌سازگان‌هاست. با توجه به زمان‌بر بودن احیای طبیعی، حفاظت از پوشش گیاهی باید در اولویت مدیریت منابع طبیعی قرار گیرد. همچنین، مناطق تخریب‌شده باید تحت بازسازی قرار گرفته و این روند با مداخلات انسانی و راهبردهای مدیریتی تسریع شود. حفظ جنگل‌ها و مدیریت صحیح منابع طبیعی نقش مهمی در حفاظت از کیفیت و حاصلخیزی خاک دارد. این یافته‌ها می‌توانند در بهینه‌سازی برنامه‌های مدیریتی و درک بهتر رفتار بوم‌سازگان‌های آسیب‌پذیر مؤثر باشند.