دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان و انجمن علوم خاک ایران مجله مدیریت خاک و تولید پایدار 2322-1267 16 1 2026 06 22 The effect of conservation practices on soil resistance and resilience indices under the influence of copper pollution stress تأثیر عملیات حفاظتی بر مقادیر شاخص‌های مقاومت و تاب‌آوری خاک تحت اثر تنش آلایندگی با مس 39 65 7648 10.22069/ejsms.2026.23392.2182 FA امیر رنجبر دانشجوی دکتری تخصصی مدیریت منابع خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. فرشاد کیانی دانشیار، گروه علوم خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان مجتبی بارانی مطلق دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران الهام ملک زاده استادیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. Journal Article 2025 03 03 Background and Objectives: Conservation measures can have different effects on the stability and resilience of the soil to various stresses due to different soil and vegetation characteristics. The aim of this study is to investigate the effects of different conservation measures in the Gorganrood basin in Golestan Province on soil resilience to pollution stress and to conduct a case study on copper metal.<br /><br />Materials and Methods: This study was conducted as a factorial experiment in a completely randomized design with two recovery time factors (7 and 28 days) and in 8 land management types (forest, terraced, planted, pasture, agriculture, burned forest, protected agricultural land and conventional agriculture). The soil samples were taken from a depth of 0 to 20 cm. To achieve copper loading, a concentration of 200 mg copper per kg dry soil from the salt source copper(II) sulfate pentahydrate was used. Soil resistance and loading indices were assessed using the Orwin and Wardel model by chemical properties (pH, EC, organic carbon, total nitrogen and cation-exchange capacity) and biological indices (microbial respiration and microbial biomass carbon).<br /><br />Results: The results showed that soil properties achieved different rates of reversibility during the studied periods after pollution stress. This rate was significantly affected by the type of conservation practices and the duration of the stress. Natural land uses such as forests and pastures were more resistant and resilient to this stress, while degraded land uses such as burned forests and terracing showed greater vulnerability. The conversion of forest lands to agriculture has caused a significant decrease in soil resistance and resilience indices. In the resistance index, the amount of organic carbon decreased from 0.92 in the forest to 0.46 in the agricultural area of the Chardeh region and 0.48 in the agricultural area of the Chehel-chai basin, which represents a decrease of 50 and 48%, respectively. Also, the soil microbial biomass, which was 0.70 in the forest, reached 0.48 in the agricultural area of the Chehel-chai basin, which is equivalent to a decrease of 31%. Microbial respiration also decreased from 0.74 in the forest to 0.50 in the agricultural area of Chehel-chai basin, a decrease of 32%. However, with the application of conservation agriculture, the amount of organic carbon increased to 0.82, soil microbial biomass to 0.54, and microbial respiration to 0.53, which shows an improvement of 78, 12.5, and 6%, respectively, compared to the agricultural area of Chehel-chai basin. In the resilience index, on the seventh day after pollution stress, organic carbon decreased from 0.272 in the forest to 0.179 in the agricultural area of Chehel-chai basin, which is equivalent to a decrease of 34%. Total nitrogen also decreased from 0.402 in the forest to 0.116 in the agricultural area of Chehel-chai basin, which shows a decrease of 72%. However, on day 28, conservation agriculture practices increased cation exchange capacity from 0.133 in the fourteenth agricultural area to 0.583 and microbial biomass from 0.114 to 0.661, representing an increase of 338 and 480%, respectively.<br /><br />Conclusion: Based on the findings of the paper, degraded land uses such as burnt forests and traditional agriculture are more vulnerable due to reduced organic matter, weaker biological activity, and lower capacity to retain nutrients. Over time (day 28), resilience indices in some land uses have improved, but conservation agriculture and terracing still perform better than traditional agriculture. Therefore, implementing conservation management, biological restoration, and using organic amendments are essential to increase soil resilience in degraded areas. سابقه و هدف: با توجه به میزان بالای تخریب خاک در کشور و لزوم یافتن روش‌های کارآمد جهت بهبود کیفیت، عملیات حفاظتی متنوع و متعددی در حوضه‌های آبخیز صورت می‌گیرد. از آن‌جایی که انجام پروژه‌های حفاظتی زمانبر و همراه با هزینه-های زیادی است، ارزیابی کارایی پروژه‌های انجام شده ضرورت دارد. عملیات‌های حفاظتی می‌توانند به‌واسطه تفاوت در ویژگی های خاک و پوشش گیاهی، تأثیرات متفاوتی بر پایداری و تاب‌آوری خاک در برابر تنش‌های مختلف داشته باشند. هدف از این پژوهش، بررسی تاثیر عملیات حفاظتی مختلف در حوضه گرگانرود استان گلستان بر تاب‌آوری خاک در مقابل تنش آلایندگی و مطالعه موردی در مورد فلز مس می‌باشد.<br />مواد و روش‌ها: این پژوهش به‌صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی با دو عامل زمان بازیابی (7 و 28 روز) و در هشت مدیریت اراضی (جنگل، تراس‌بندی شده، نهال‌کاری شده، مرتع‌کاری، کشاورزی، جنگل سوخته، زمین کشاورزی حفاظتی و کشاورزی مرسوم) انجام شد. نمونه‌برداری خاک از عمق صفر تا 20 سانتی‌متری و به‌منظور اعمال تنش آلودگی مس، از غلظت 200 میلی‌گرم مس به ازای کیلوگرم خاک خشک از منبع نمک پنتا هیدارت سولفات مس (II) استفاده گردید. شاخص‌های مقاومت و تاب‌آوری خاک با استفاده از مدل اوروین و واردل از طریق ویژگی‌های شیمیایی (pH، EC، کربن آلی، نیتروژن کل و ظرفیت تبادل کاتیونی) و شاخص‌های زیستی (تنفس میکروبی و کربن بیوماس میکروبی) ارزیابی شدند. <br />یافته‌ها: نتایج نشان داد در مدت زمان‌های مطالعه شده پس از تنش آلودگی، ویژگی‌های خاک به نسبت های متفاوتی از برگشت‌پذیری دست یافته‌اند. این نسبت به‌طور قابل توجهی تحت تأثیر نوع عملیات حفاظتی و مدت زمان تنش قرار دارد. کاربری‌های طبیعی مانند جنگل‌ها و مراتع مقاومت و تاب‌آوری بیشتری در برابر این تنش داشتند، در حالی‌که کاربری‌های تخریب‌شده مانند جنگل سوخته و تراس‌بندی آسیب‌پذیری بیشتری را نشان دادند. تبدیل اراضی جنگلی به کشاورزی موجب کاهش قابل‌توجهی در شاخص‌های مقاومت و تاب‌آوری خاک شده است. در شاخص مقاومت، مقدار کربن آلی از 92/0 در جنگل به 46/0 در کشاورزی منطقه چهارده و 48/0 در کشاورزی منطقه چهل چای کاهش یافته که به ترتیب کاهش 50 و 48 درصدی را نشان می‌دهد. همچنین، بیوماس میکروبی خاک که در جنگل 70/0 بود، در کشاورزی منطقه چهل چای به 48/0 رسید که معادل 31 درصدی کاهش است. تنفس میکروبی نیز از 74/0 در جنگل به 50/0 در کشاورزی منطقه چهل چای کاهش یافته و 32 درصد افت داشته است. اما با اعمال کشاورزی حفاظتی، مقدار کربن آلی به 82/0، بیوماس میکروبی خاک به 54/0 و تنفس میکروبی به 53/0 افزایش یافته است، که به ترتیب افزایش 78، 5/12 و 6 درصدی را نسبت به کشاورزی منطقه چهل چای نشان می‌دهد. در شاخص تاب‌آوری نیز در روز هفتم پس از تنش آلودگی، کربن آلی از 272/0 در جنگل به 179/0 در کشاورزی منطقه چهل چای کاهش یافته که معادل کاهش 34 درصدی است. نیتروژن کل نیز از 402/0 در جنگل به 116/0 در کشاورزی منطقه چهل چای رسیده که 72 درصد کاهش نشان می‌دهد. با این حال، در روز 28، اعمال کشاورزی حفاظتی موجب افزایش ظرفیت تبادل کاتیونی از 133/0 در کشاورزی منطقه چهارده به 583/0 و بیوماس میکروبی از 114/0 به 661/0 شده است که به ترتیب افزایش 338 و 480 درصدی را نشان می‌دهد.<br />نتیجه‌گیری: براساس یافته‌های مقاله، کاربری‌های تخریب‌شده مانند جنگل سوخته و کشاورزی سنتی، به دلیل کاهش مواد آلی، فعالیت زیستی ضعیف‌تر و ظرفیت کمتر در نگهداری عناصر غذایی، آسیب‌پذیری بیشتری داشته‌اند. با گذشت زمان (روز 28)، شاخص‌های تاب‌آوری در برخی کاربری‌ها بهبود یافته، اما همچنان کشاورزی حفاظتی و تراس‌بندی در مقایسه با کشاورزی سنتی عملکرد بهتری دارند. بنابراین، اجرای مدیریت حفاظتی، بازسازی زیستی و استفاده از اصلاح‌کننده‌های آلی برای افزایش تاب‌آوری خاک در مناطق تخریب‌شده ضروری است. https://ejsms.gau.ac.ir/article_7648_12f43f08b0884d0e48a8eabfb771c458.pdf