تغییرپذیری مکانی برخی ویژگیهای حاصلخیزی خاک متاثر از تغییرات کاربری اراضی درمنطقه یاسوج

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 هیات علمی گروه علوم خاک دانشگاه یاسوج

2 گروه علوم خاک دانشگاه یاسوج

3 عضو هیئت علمی دانشگاه صنعتی شاهرود

4 گروه خاک دانشگاه یاسوج

چکیده

سابقه و هدف: در دهه‌های اخیر، مدیریت خاص مکانی به‌منظور دستیابی به افزایش بهره‌وری نهاده‌ها، افزایش حاشیه اقتصادی عملکرد محصولات و کاهش خطرات زیست‌محیطی مورد توجه ویژه‌ای قرار گرفته است. تغییرپذیری مکانی کوتاه‌دامنه ویژگی‌های خاک لزوم کاربرد تکنیک‌های مدیریت خاص مکانی را تشدید می‌کند. تغییر‌پذیری طبیعی خاک‌ها در نتیجه تعامل پیچیده بین زمین‌شناسی، پستی و بلندی، اقلیم و تغییرات کاربری اراضی و راهبردهای مدیریتی رقم می‌خورد. جنگل‌تراشی و تغییرات گسترده کاربری اراضی جنگلی به کشاورزی از جمله راهکارهای مدیریتی مهمی است که در دهه‌های اخیر در سطوح گسترده‌ای رواج یافته است. از این رو، شناخت اثرات تغییرات کاربری اراضی بر ویژگی‌های خاک در تعامل با شرایط محیطی هر منطقه و بررسی تغییرات مکانی ویژگی‌های خاک متأثر از تغییر کاربری کمک شایانی به برنامه‌ریزان کاربری اراضی می‌کند.. بنابراین هدف از این مطالعه تبیین اثرات کاهش تراکم جنگل‌های بلوط و یا تبدیل اراضی جنگلی به کشت دیم در منطقه شاه‌مختار یاسوج بر تغییرپذیری مکانی عناصر غذایی در خاک به کمک راهکارهای زمین‌آماری است.
مواد و روش‌ها: این مطالعه در منطقه شاه مختار، در غرب و شمال غرب شهر یاسوج واقع در استان کهگیلویه و بویر‌احمد انجام شد. تغییر‌پذیری مکانی هفت ویژگی حاصلخیزی خاک شامل مقادیر نیتروژن کل، پتاسیم تبادلی، فسفر قابل دسترس، آهن، مس، روی و منگنز قابل جذب در سه کاربری جنگل متراکم، جنگل تخریب‌شده (کم‌تراکم) و اراضی دیم، در مجاورت یکدیگر مورد بررسی قرار گرفت. تعداد 100 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی‌متری برداشت گردید و پس از آماده‌سازی نمونه‌ها، مقادیر عناصر غذایی در آنها اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها شامل توصیف آماری آنها و بررسی الگوی توزیع نرمال با استقاده از آزمون آماری کولوموگرف-اسمیرنف صورت پذیرفت. در مرحله تجزیه و تحلیل زمین‌آماری داده‌های هر یک از ویژگی‌های اندازه‌گیری شده، ابتدا ساختار مکانی متغیرها با محاسبه واریوگرام‌های تجربی و برازش مدل واریوگرامی مناسب بر آنها، مدل‌سازی شد. با درون‌یابی مقادیر غلظت هر یک از عناصر با استفاده از تخمین‌گرهای کریجینگ و وزن‌دهی معکوس فاصله، نقشه پراکنش مکانی مقادیر عناصر غذایی در خاک‌های مورد مطالعه در محیط نرم‌افزاری ArcGIS 10.3 تهیه شد.
یافته‌ها: نتایج نشان داد که میانگین غلظت اغلب عناصر غذایی اندازه‌گیری شده در خاک تحت پوشش کاربری جنگل متراکم بالاترین مقادیر را داشتند و با تغییر کاربری به جنگل کم‌تراکم و سپس کشت دیم، کاهش محسوسی مشاهده شد. در این میان، غلظت نیتروژن خاک با مقدار میانگین 34/0% در خاک تحت پوشش جنگل متراکم، 17/0 در خاک جنگل کم‌تراکم و 08/0% در خاک تحت کشت دیم بیشترین کاهش را داشت. بررسی نیم‌تغییرنماهای متغیرهای مورد مطالعه نشان داد که مدل کروی نسبت به سایر مدل‌ها عملکرد بهتری دارد. برای درون‌یابی مقادیر عناصر منگنز و پتاسیم در فضای نمونه‌برداری، تخمین‌گر وزن‌دهی معکوس فاصله و برای سایر عناصر، تخمین‌گر کریجینگ بهتر عمل کردند. کلاس هم‌بستگی مکانی الگوی تغییرات عناصر نیتروژن، مس و آهن، قوی و برای عناصر فسفر و روی متوسط بود. بررسی نقشه پراکنش مکانی مقادیر عناصر غذایی مورد بررسی حکایت از آن داشت که مقادیر عناصر پرمصرف و کم‌مصرف اندازه‌گیری شده در این پژوهش، در خاک‌های تحت پوشش جنگل متراکم بلوط بیشتر بوده و با تغییر کاربری اراضی به جنگل تخریب‌شده و سپس کشت دیم، مقادیر این عناصر کم و کمتر شده است.
نتیجه‌گیری: به‌طورکلی براساس نتایج حاصل از این مطالعه می‌توان اظهار داشت که تخریب جنگل‌های بلوط موجب کاهش قابل ملاحظه مقدار عناصر غذایی ضروری در خاک، به‌ویژه عنصر پر مصرف نیتروژن، به‌عنوان یکی از شاخص‌های اصلی کیفیت حاصلخیزی خاک می‌شود. بنابراین، چنان‌چه روند تخریبی جنگل‌های بلوط منطقه شاه‌مختار یاسوج متوقف نشود، ضمن کاهش کیفیت خاک‌های منطقه، تخریب گسترده اکوسیستم و پیامدهای اقلیمی نامناسبی در پی خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Spatial variability of some soil fertility characteristics as affected by land use change, Yasouj region

نویسندگان [English]

  • Hamidreza Owliaie 1
  • Soolmaz Askari 2
  • Yaser Safari 3
  • Mohammad Sedghi Asl 4
2 Soil Sci Dept. yasouj Univ
3 Soil Sci Dept Shahrood Univ
4 Soil Sci Dept Yasouj Univ
چکیده [English]

Introduction: In recent decades, site-specific management (SSM) has been specifically considered to achieve to increased input efficiency, improved economic margins of crop production and reduced environmental risks. Short-scale spatial variability of soil properties caused more necessity of SSM techniques. Natural variability of soil results from complex interactions between geology, topography and climatic factors, as well as land use change and land management strategies. Deforesting and vast land use changes are considered as the important land management strategies that have been extensively used in recent decades. Therefore, determining the effects of land use change on soil properties in conjunction with local environmental conditions and on the spatial variability of soil properties may drastically help the land use planners. Therefore, the present study was done aimed to explore the effects of oak trees deforesting in Shah-Mokhtar region in Yasouj and land use changes to dry farming on the spatial variability of nutritional elements using geostatistical techniques.
Materials and Methods: The present study was conducted in a Shah-Mokhtar, north, and northwest of Yasouj, in Kohgiluyeh Province, southern Iran. Spatial variability of seven soil fertility properties, including N, P, K, Fe, Cu, Zn, and Mn concentration in soil, were examined in three land uses, including dense forest, degraded (semi-dense) forest and rain-fed lands. A total of 100 surface (0-30 cm) soil samples were collected and analyzed for the nutritional elements after preparing in the laboratory. Data were analyzed statistically and their normal distribution pattern was examined using the Kolmogrov-Smirnov test. In the geostatistical analyses step, the spatial structure of studied variables was analyzed by fitting the suitable authorized models on calculated experimental semi-variograms. The concentration of studied elements was interpolated using ordinary kriging (OK) and inverse distance weighting (IDW) estimators and finally, the spatial distribution map of each soil nutrient was prepared using ArcGIS 10.3.
Results: The results showed that the highest mean soil concentration of almost all of selected nutrients belonged to the dense forest lands and due to the land use changes to the degraded forest and then dry farming, average values of selected elements significantly decreased. Among the studied properties, soil N concentration with an average of 0.34%, 0.17% and 0.08% in dense forest, degraded forest, and rain-fed soil samples, had the most decrease caused by deforesting. Semi-variogram analyses showed that spherical model had the best performance. For interpolating the soil K and Mn concentration, IDW method and for other studied elements, OK method was efficiently used. The spatial correlation class was strong for N, Cu, and Fe; whereas a moderate class was calculated for soil P and Zn concentration. The spatial distribution maps of selected nutrients revealed that the dense forest and dry farming soils had the highest and lowest contents of soil nutritional elements.
Conclusion: According to the findings of the present study, it can be stated that degradation of oak forest may lead to the significant decrease of soil nutritional elements, specifically soil N concentration as one of the main soil fertility quality. Therefore, it seems that not only the significant soil quality decline but also the extensive degradation of whole ecosystem and unfavorable climatic consequences will be the unavoidable results of deforesting in Shah-Mokhtar region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Deforesting
  • Land use planning
  • Soil nutrients
  • Spatial variability