بررسی اثر ارتفاع منطقه بر ذخیره‎سازی کربن آلی و برخی دیگر از ویژگی‎های خاک در جنگل‎های ارسباران

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه زنجان

2 عضو هیئت علمی دانشگاه زنجان

3 زنجان

10.22069/ejsms.2022.20045.2055

چکیده

سابقه و هدف: بررسی ویژگی‌های خاک یکی از راه‌های ارزیابی و مدیریت اکوسیستم‌های جنگلی است. ارتفاع منطقه یکی از عوامل مؤثر بر ویژگی‎های کیفی خاک بویژه محتوای کربن آلی آن محسوب می‎شود. با این وجود، تغییرات ذخیره کربن آلی خاک‎ در ارتفاعات مختلف جنگل‎های ارسباران ناشناخته باقی مانده است. از این رو، این پژوهش به‎منظور بررسی توزیع مکانی مقادیر کربن آلی و برخی دیگر از ویژگی‎های شیمیایی تحت تأثیر ارتفاع منطقه و در عمق‎های مختلف خاک انجام گرفت.

مواد و روش‎ها: در این پژوهش، یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح بلوک‎های کاملاً تصادفی با سه تکرار انجام شد. نمونه‎برداری خاک روی یک شیب شمالی منطقه مورد مطالعه، در چهار دامنه ارتفاعی مختلف شامل 600-0، 1200-600، 1800-1200 و 2400-1800 متری از سطح دریا و از پنج عمق مختلف خاک شامل 20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتی‎متری جمعاً با 60 نمونه صورت گرفت. سپس مقادیر کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، کربوهیدرات‎های قابل عصاره‎گیری با اسید و آّب داغ، کربنات کلسیم، فسفر و پتاسیم قابل جذب و اسیدیته (pH) در نمونه‎های خاک تعیین شد.

یافته‎ها: نتایج حاکی از اثر معنی‎دار عمق خاک، ارتفاع منطقه و اثرات متقابل‌شان بر اغلب ویژگی‎های مورد بررسی بود. در واقع، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و کربوهیدرات‎های عصاره‎گیری‎شده با اسید با افزایش ارتفاع و عمق به‎ترتیب به‎طور معنی‎داری افزایش و کاهش یافتند و همبستگی بسیار بالایی بین آنها مشاهده شد. بعلاوه، عمق 20-0 سانتی‎متر سطحی خاک در هر چهار ارتفاع به‎طور متوسط بیش از 50 درصد کربن آلی را به خود اختصاص داد که با افزایش عمق تا لایه 100-80 سانتی‎متری به‎طور میانگین با کاهش 79 درصدی رو‎به‎رو شد. بیشترین میزان افزایش محتوای کربن آلی با ارتفاع به میزان حدود 9 درصد، بین دامنه‎های 1200-600 و 1800-1200 متری مشاهده شد. سایر ویژگی‎های خاک همچون pH خاک، کربنات کلسیم، پتاسیم قابل جذب با افزایش ارتفاع و عمق خاک به‎ترتیب حدود 2، 16 و16 درصد کاهش و 4، 16 و 18 درصد افزایش یافتند. همچنین، با افزایش عمق خاک میزان فسفر قابل جذب خاک افزایش یافت، هرچند اثر ارتفاع بر این ویژگی معنی‎دار نبود.

نتیجه‎گیری: بر اساس یافته‌های این پژوهش، ذخیره کربن آلی و به‎طور کلی کیفیت خاک‎های جنگل‎های ارسباران به‎طور معنی‎داری تحت تأثیر عوامل ارتفاع منطقه و عمق خاک قرار دارد، به نحوی‎که خاک‎های سطحی موجود در نقاط با ارتفاع بیشتر در منطقه مورد مطالعه از کیفیت بالاتری به لحاظ محتوای کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی و کربوهیدرات‎های قابل عصاره‎گیری با اسید برخوردار هستند که بایستی مورد توجه بیشتری قرار بگیرد. در واقع، با توجه به نقش مهم این خاک‎ها در ترسیب کربن، خاک‎های این مناطق بایستی‎ از طریق مدیریت صحیح و اجرای عملیات حفاظتی مختلف به صورت بکر و دست‎نخورده حفظ شود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

An investigation on the effect of altitude on soil organic carbon storage and some other soil properties in Arasbaran forests

نویسندگان [English]

  • elham jozdaemi 1
  • Ahmad Golchin 2
  • Kamran Moravej 3
1 university of zanjan
2 Professor, Dept. of Soil Science, University of Zanjan
3 Zanjan
چکیده [English]

Background and objectives: Investigation of soil attributes is one of the ways to evaluate and manage forest ecosystems. Altitude is considered as one of the effective factors on the soil quality, especially soil organic carbon (OC). However, variation of the soil OC stocks at different altitudes of Arasbaran forests is still unknown. Therefore, this study was conducted to examine the spatial distribution of OC values, and some other chemical properties in different soil depths affected by altitude in Arasbaran forests.

Materials and methods: In this study, a factorial experiment was conducted in a randomized complete block design in three replications. Overall, 60 soil samples were collected on a north slope of the region at four different altitude ranges, including 0–600, 600–1200, 1200–1800, and 1800–2400 m, and from five soil depths of 0–20, 20–40, 40–60, 60–80, and 80–100 cm. Then, the amounts of OC, cation exchange capacity (CEC), dilute-acid-soluble and hot-water-soluble carbohydrates, calcium carbonate, available phosphorus and potassium as well as soil acidity (pH) were determined in the soil samples.

Results: The results showed the significant effect of soil depth, altitude and their interaction on most of the studeid soil properties. In fact, with increasing elevation and soil depth, the amount of OC, CEC, and dilute-acid-soluble carbohydrates increased and decreased, respectively, and a very strong correlation was found between them. Additionally, on average more than 50% of the OC was allocated to the top 20 cm of the soils at all four elevations that reduced averagely about 79% with increasing soil depth to the depth of 80–100 cm. Moreover, the highest increase rate of OC contents with altitude of about 9% was observed between the elevation ranges of 600–1200 and 1200–1800 m. Furthermore, with increasing altitude and soil depth, other soil properties such as pH, calcium carbonate, and available potaium showed a decraese of about 2%, 16%, and 16%, and an increase of around 4%, 16%, and 18%, respectively. In addition, with increasing soil depth, the amount of soil available phosphorus increased; meanwhile, the effect of altitude on this parameter was not significant.

Conclusion: Based on the findings of this study, soil OC stocks and overall the quality of Arasbaran forest soils are significantly affected by the factors of altitude and soil depth so that surface soils of higher elevations in the study area are of higher quality in terms of OC content, CEC, and dilute-acid-soluble carbohydrates, which should be given more attention. In fact, considering the significant role of these soils in carbon sequestration, these areas should be preserved intact and undisturbed through proper management as well as various protection practices.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forest
  • Organic carbon
  • Soil depth
  • Soil quality