تغییرات برخی مؤلفه‌های خاک تحت‌تأثیر شدت تنک‌کردن در جنگل‌های مریوان

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات جنگل و مرتع، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سنندج، ایران

2 استاد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

3 عضو هیئت علمی، بخش تحقیقات جنگل، مؤسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

4 استادیار، بخش تحقیقات جنگل ها و مراتع، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کردستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

چکیده

مقدمه و هدف: دخالت‌های انسانی و بهره‌برداری شدید از جنگل‌های زاگرس باعث شده که این جنگل‌ها پایداری طبیعی خود را از دست بدهند و به بوم‌سازگان‌های حساس تبدیل شوند. تخریب شدید پوشش گیاهی و فرسایش خاک از نتایج این شرایط است. جنگل‌های شاخه‌زاد به دلیل استفاده بیشتر از مواد معدنی خاک، موجب کاهش حاصلخیزی خاک می‌شوند و در تراکم بالا، توانایی حمایت مناسب از بستر رویشگاه را ندارند. تنک‌کردن می‌تواند به بهبود شرایط و کاهش رقابت بین درختان کمک کند. مدیریت جنگل بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک تأثیر مستقیم و غیرمستقیم دارد. این پژوهش با هدف بررسی تأثیر تنک‌کردن بر ویژگی‌های خاک در جنگل‌های بلوط زاگرس شمالی انجام شده و تأثیر این عملیات بر مدیریت پرورشی جنگل‌های شاخه‌زاد مورد بررسی قرار گرفته است. ارزیابی اثر عملیات جنگل‌داری بر خدمات اکوسیستم، بخشی از نیازهای علمی مدیریت پایدار جنگل را پاسخ می‌دهد.
مواد و روش­ها: در این پژوهش، اثر شدت‌های مختلف تنک‌کردن بر ویژگی‌های خاک در توده خالص و جوان شاخه‌زاد بلوط (Quercus brantii) در جنگل‌های ریخلان مریوان، که نمونه‌ای از جنگل‌های تخریب‌شده زاگرس شمالی است، بررسی شد. این مطالعه در قالب طرح بلوک‌های کامل تصادفی با سه سطح تنک‌کردن (افزایشی، کاهشی، شاهد) و در دو فاز چهارساله طی هشت سال انجام شد. از هر قطعه نمونه خاک (36 نمونه در هر فاز) از عمق 15-0 سانتی‌متری تهیه و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن اندازه‌گیری شد. برای تحلیل اثرات تنک‌کردن بر ویژگی‌های خاک از تجزیه واریانس دوطرفه (GLM) و آزمون t جفتی برای مقایسه تغییرات بین دو فاز نمونه‌برداری استفاده شد. همچنین با روش‌های چندمتغیره، همبستگی بین متغیرها ارزیابی شد.
یافته­ها: بررسی اثرات تنک‌کردن بر خصوصیات فیزیکی خاک نشان داد که در سال 1395، درصد شن، سیلت، رس و رطوبت خاک بین تیمارها تفاوت معنی‌داری نداشت. اما پس از هشت سال، تفاوت‌های قابل‌توجهی در درصد شن و رطوبت خاک مشاهده شد. تیمار افزایشی کمترین تغییرات منفی را در ویژگی‌های خاک نسبت به تیمار کاهشی و شاهد داشت. از نظر عناصر شیمیایی، تفاوتی در سال 1395 وجود نداشت، اما پس از هشت سال، تیمار افزایشی بهترین نتایج را در نیتروژن کل، سدیم، آهک، پتاسیم و فسفر قابل‌جذب ارائه داد. تیمار شاهد باعث کاهش رطوبت سطحی خاک شد، در حالی که تیمار کاهشی به دلیل کاهش تاج‌پوشش، رطوبت خاک را کاهش داد. مقدار رس در تیمارهای تنک‌شده کاهش و در تیمار شاهد افزایش جزئی داشت. به‌طور کلی، تیمار افزایشی بهترین نتایج را از نظر خصوصیات فیزیکی و رطوبت خاک نشان داد. در ارتباط با عوامل شیمیایی خاک چنین به­نظر می­رسد که درصد ترکیبات کم محلول مانند آهک، کمتر دچار آبشویی می­شود و گاهی به­دلیل ازبین‌رفتن ذرات ریزبافت خاک (رس)، درصد نسبی آن در خاک افزوده می­شود. اما در ارتباط با واکنش خاک pH، ریزش برگ درختان و مقطوعات جست­های حذف شده ممکن است سبب کاهش اسیدیته خاک شده باشد، گرچه مقدار آهک در هر سه تیمار افزایش داشت و انتظار می­رفت افزایش pH داشته باشیم؛ اما خاصیت تامپونی خاک مانع از افزایش این عامل شده و در سال‌های بعد مقداری نیز از pH خاک کاسته شد. ضمنا تأثیرات مخرب سدیم روی ساختار خاک در  pH بالای خاک بیشتر است و چنین به­نظر ­می­رسد که انجام عملیات تنک­کردن در اصلاح و حاصل­خیزی خاک تأثیر مثبتی داشته است. در مورد نیتروژن کل، چنین نتیجه­گیری می­شود که حذف تعداد زیادی جست و کاهش سطح تاج‌پوشش موجب افزایش تابش نور خورشید به سطح خاک و کاهش نیترات خاک شده است.
نتیجه­گیری کلی: عملیات تنک­کردن بر برخی از شاخص­های فیزیکی و شیمیایی خاک در دراز­مدت تأثیر داشت و تنک­کردن با شدت افزایشی نسبت به تنک­کردن با شدت کاهشی و شاهد، کمترین تغییرات منفی در شاخص­های مطلوب خاک جنگلی را به­همراه داشت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Changes of some soil components under the influence of thinning intensity in Marivan forests

نویسندگان [English]

  • Behrouz Fani 1
  • Abbas Banj Shafiei 2
  • Mehdi Pourhashemi 3
  • Maziar Heidari 4
1 Research Expert,, Forests and Rangelands Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sanandaj, Iran
2 facultystaff.urmia.ac.ir/Site/CV.aspx?STID=479&Ln=fa
3 Scientific member, Forest Research Division, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
4 Assistant Prof., Forests and Rangelands Research Department, Kurdistan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Sanandaj, Iran
چکیده [English]

Soil and vegetation are mutually influencing because of strong bilateral relations. Soil characteristics can be different depending on the density of vegetation and the type of land use. Since the long-term stability of forest ecosystems is dependent on maintaining the quality of the soil, knowing the condition of the soil in forest areas and investigating the effects of various activities on the soil properties is very important and effective in forest management. Therefore, in this research, we investigated and studied the effects of intensive Thinning operations on some soil components in a Coppice stand and young Sprout-Clumps of Quercus brantii Lindl. species in Rikhlan forest (a forest site in Marivan). This area is an indicator of the degraded forests of North Zagros. this research was conducted in the form of complete randomized blocks in three treatments and three repetitions. The duration of the research was 8 years in two phases of 4 years. In addition to thinning treatments, soil samples were also prepared and analyzed from a depth of 0-15 cm of each treatment. The general conclusion is that thinning operations have long-term effects on some soil indices, and thinning with increasing intensity (18% of all Sprouts removed in the first 4 years and 22% of remaining Sprouts in the next 4 years) compared to thinning with The reducing intensity (32% of all Sprouts removed in the first 4 years and 28% of remaining Sprouts in the next 4 years) has caused the least stress on soil fertility indicators.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Quercus brantii lindl
  • North Zagros
  • Soil characteristics
  • Sprout-Clumps
  • Thinning
Allison, L.E. and Moodie, C.D. Carbonate. C.A., Ed. Methods of soil analysis. Part 2: Chemical and microbiological properties, Agronomy, Madison, Wisconsin, USA, 1965, 1379-1398.
Banj Shafiei, A.; Ashkavand, P.; Beygi Heidarlou, H., Assessing soil and some quantitative and qualitative characteristics of forest species in semi-protected and degraded regions of Marivan forests, Kurdistan province. Journal of Conservation and Utilization of Natural Resources 2014,3 (2), 81-98. (In Persian)
Cheng, X.; Yu, M.; and Geoff Wang, G., Effects of thinning on soil organic carbon fractions and soil properties in Cunninghamia lanceolata stands in eastern China. Forests 2017, 8 (6) 198.
Dardipour, I.; Qadiri, H.; Hossein, J., The effect of salinity and sodium on erodibility, sediment transport and the quality of the resulting effluent in three different types of soil. Agricultural Sciences and Natural Resources 2006, 14 (4), 41-52. (In Persian)
Gavlak, R.G.; Horneck, D.A, and Miller, R.O., Soil, Plant and Water reference Methods for the western Region, 3th ed.; WREP-125, 2005; p207.
Ghanizadeh, M.; Hojjati, S. M.; Pourmajidian, M.; Tafazzoli M. Changes of some soil properties under the influence of the thinning cycle in the mass. Annual international congress of new findings in agricultural sciences, natural resources, environment and tourism, Tehran, February 15, 2020. (In Persian)
Ghazanfari, H.; Namiranian, M.; Sobhani, H.; Mohajer, R. M., Traditional forest management and its application to encourage public participation for sustainable forest management in the northern Zagros mountains of Kurdistan province, Iran. Scandinavian Journal of Forest Research 2004, 19 (4), 65-71.
Holik, L; Rosikova, J.; Varanova, V., Effect of thinning on the amount of mineral nitrogen. Forest Science 2018, 64 (7) 289-295.
Jahandar, O.; & Alidoust, E., Effects of fire on physical, chemical and biological properties of soil in Arasbaran ‎forest in Kaleybar city. Forest Research and Development 20228(4), 425-438. (In Persian)
Jazerei, M.H.; Ebrahimi-Rastaghi, M., Forestry of Zagros, 1th ed.; Tehran: Tehran University Publications 2004; p 560. (In Persian)
Karamian, M.; Hosseini, V., The effect of tree canopy and altitude on some chemical properties of forest soil (Case study: Tang Dalab Strait, Ilam Province). Natural ecosystems of Iran 2020, 7 (1) 81-97. (In Persian)
Khodakarami, Y.; Pourhashemi, M.; Khanhasani, M.; Safari, H.; Pourreza, M.; Khodakarami, Y.; Pourhashemi, M., Effect of thinning on growth of Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.) sprout- clumps in Kermanshah. Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2016, 24 (1) 32-42. (In Persian)
Kjeldahl, J., A New Method for the Determination of Nitrogen in Organic Matter. Zeitschrift für Analytische Chemie 1883, 22, 366-382.
 Marvi Mohajer, M. R., Forestry and forest breeding. (5th ed) Tehran: Tehran University Press., 2020, p 420. (In Persian)
Mehdifar, D.; Pourhashemi, M.; Karamian, R., Impact of thinning on quantitative characteristics of Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.) in Khorramabad Forests. Iranian Journal of Forest and Poplar Research 2014, 22 (2) 358-367. (In Persian)
Olsen, S.R.; Sommers, L.E., Phosphorus. Methods of Soil Analysis Part 2 Chemical and Microbiological Properties; In: Page, A.L., Ed., American Society of Agronomy, Soil Science Society of America, Madison,1982, pp 403-430.
Pato, M.; Salehi, A.; Zahedi, Gh.; Banj Shafiei, A., Soil carbon stock and its relationship with physical and chemical characteristics in the soil of different land-uses in Zagros region. Forest and Wood Products 2016, 69 (4) 747-756. (In Persian)
Rasouli-Sedeghiani, M.; Karimi, S.; Khodaverdilo, H.; Berin, M.; Banj-Shafiei, A., The effect of changing the use of forest ecosystems on the physical, chemical and biological indicators of the soil. Iranian Forest Magazine 2016, 8 (2) 167-178. (In Persian)
Rhoades, J.D. Cation exchange capacity. In: Methods of soil analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties (A.L. Page, R.H. Miller and D.R. Keeney), (Eds.) American Society of Agronomy, Inc. Soil Science Society of America. Inc. Madison, Wisconsin 1982, pp: 149-157.
Richards, L.A. Diagnosis and Improvement of Saline Alkali Soils, Agriculture: Handbook No.60. US Department of Agriculture, Washington DC, 1954, p 160.
Rosseti, I.; Bagella, S.; Cappai, M.C.; Lai, R.; Roggero, P.P.; Martins Dasilva, P.; Sousan, J.P.; Querner, P., Isolated cork oak trees affect soil properties and biodiversity in the Mediterranean. Agriculture, Ecosystems and Environment 2015, 202, pp 203-216.
Vatani, L.; Hosseini, S. M.; Alavi, S. J.; Raeini-Sarjaz, M.; Shamsi, S. S., Soil physico-chemical properties 20 years after plantation in the Iranian northern ‎forests (Emphasizing on carbon and nitrogen stocks in plantation with broadleaved and ‎coniferous species)‎. Forest Research and Development 20217(1), 93-105. (In Persian)
Walkley, A.J.; Black, I.A., Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method. Soil Scientific 1934, 37 (1), 29-38.
Yohannes, Y., Effect of thinning on biophysical soil properties of Cupressus lusitanica stand in Munessa forest, Ethiopia. Ethiopian Journal of Science and Technology 2019, 12 (3) 233-248.
Zarafshar, M.; Iranmanesh, Y.; Pourhashemi, M.; Bordbar, S. K.; Negahdarsaber, M.; Rousta, M. J.; Enayati, K.; Abbasi, A., The impact of wild pear (Pyrus syriaca and Pyrus glabra) stand management on carbon ‎storage of soil and litters and some soil characteristics (case study: Dehkohneh forest of ‎Sepidan, Fars Province)‎. Forest Research and Development 20217(2), 313-325. (In Persian)
Zarinkafsh, M., Forest soils, introduction of soil and plants. Tehran: Research Institute of forests and rangelands, 2002, p 361. (In Persian)