تأثیر کاربری‌ اراضی و ویژگی‌های خاک بر تغییرپذیری کربن آلی خاک (منطقۀ مورد مطالعه: علا سمنان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد بیابان زدایی، دانشکدۀ کویرشناسی، گروه بیابان زدایی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

2 استادیار، دانشکدۀ کویرشناسی، گروه مدیریت مناطق خشک، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

3 استادیار، دانشکدۀ کویرشناسی، گروه بیابانزدایی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.

4 دانشیار، بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، ایران.

10.22034/jdmal.2021.243144

چکیده

افزایش دی‌اکسید کربن جو یکی از علت­‌های اصلی گرمایش جهانی و پیامدهای مخرب محیطی بر کرۀ زمین است. خاک‌ها سومین ذخیره‌گاه اصلی کربن هستند و کمیت ذخیره کربن به شدت متأثر از نوع مدیریت کاربری است. پژوهش حاضر با هدف بررسی تغییرپذیری مقدار ذخیرۀ کربن در کاربری‌های باغ انار (L. Punica granatum)، مزرعه یونجه (L. Medicago sativa)، مرتع، مزرعه جو (L. Hordeum vulgare) و آیش با در نظر گرفتن تأثیر مؤلفه های مربوط به خاک (مقدار ماسه، رس، سیلت، N، P، K، OC،  EC وpH ) در منطقه علا شهرستان سمنان انجام شد. در هر کاربری از دو طبقه عمقی صفر تا cm 5 و cm 30-5 خاک در سه تکرار نمونه­‌گیری شد و ویژگی­های مذکور در 30 نمونه برداشتی، اندازه­‌گیری شد. به منظور بررسی اثر نوع کاربری در دو عمق خاک مورد مطالعه بر مقدار کربن خاک از تجزیه واریانس و برای مقایسه میانگین‌ها از آزمون دانکن و برای بررسی ارتباط بین ویژگی­‌های خاک و کربن آلی از همبستگی پیرسون استفاده شد. برای تعیین نوع رابطه بین متغیرها، رگرسیون چندگانه گام‌به‌گام انجام شد. بر اساس نتایج، نوع کاربری در دو عمق خاک اثر معنی­‌داری بر روی ذخیره کربن خاک دارد. بیشترین میانگین ذخیره کربن خاک در عمق‌های صفر تا cm 5 و cm 30- 5 خاک در کاربری‌های مزرعه L. M. sativa و باغ P. granatum به‌ترتیب Ton/ha 16/14 و Ton/ha 68/11 است. کم­ترین مقدار ذخیره کربن در عمق‌های صفر تا cm 5 و cm 30- 5 خاک مربوط به کاربری مرتع به ترتیب t/ha 6/23 و t/ha 16/58 است. ضریب همبستگی پیرسون بین کربن آلی و N و P به ترتیب با r برابر 0/8 و 0/59 (معنی‌دار در سطح 5 درصد) به­‌دست آمد. از آن جایی که همبستگی OC و P کم است، بنابراین، در بررسی رگرسیون حذف شد و در رابطه نهایی، OC خاک فقط بر اساس N خاک به‌­دست آمد. در مجموع به دلایلی چون اقلیم خشک، فقر پوشش گیاهی و شرایط خاکی نامناسب در کاربری مرتع نسبت به کاربری زراعت و باغ انار مقدار کربن کمتری ذخیره می­‌شود. همچنین ویژگی‌های خاک به جز ازت اثر معنی‌­داری بر روی ذخیره کربن آلی خاک ندارند. بنابراین برای افزایش OC می توان از کشت گیاهان خانواده بقولات متناسب با شرایط این مناطق استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


  1. Ahmadi, H., Heshmati, Gh., & Naseri, H. R. (2014). Soil carbon sequestration potential in desert lands under two species of Haloxylon aphyllum and Juncus effuses (Case Study: Aran & Bidgol). Desert Ecosystem Engineering, 5, 29-36. (in Farsi)
  2. Asghari, SH., Hashemian, S., Goli Kalanpa., A., & Mohebodini, M. (2015). Impacts of land use change on soil quality indicators in eastern Ardabil province. Water and Soil Conservation, 22(3), 1-1. (in Farsi)
  3. Barber, S. A. (1984). Soil nutrient bioavailability. New York: John Wily and Sons Pub.
  4. Dadgar, M., & Aliha, M., & Faramarzi, E. (2011). Relationship between available phosphorus and some soil physical and chemical characteristics in Absard Plain (Damavand Province). Rangeland and Desert Research, 18(3), 498-504. (in Farsi)
  5. Dal, N., Ilaria. F., Berti, P.A., Polese. R., & Morari, F. (2020). Organic carbon storage potential in deep agricultural soil layers: Evidence from long-term experiments in northeast Italy. Agriculture, Ecosystems & Environment, 300, 106967.
  6. Dignac, M., Derrien, D., Barré, P., Cécillon, L., Chenu, C., Chevallier, T., T Freschet, G., Garnier,  P., Guenet, B., Hedde, M., Klumpp, K., Lashermes, G., Maron, P., Nunan, N., Roumet, C., & Basile-Doelsch, I. (2017). Increasing soil carbon storage: mechanisms, effects of agricultural practices and proxies. A review. Agronomy for Sustainable Development, 37 (14), 1-27.
  7. Ghaitori, M., Parvizi, Y., Heshmati, M., & Ahmadi, M. (2018). Comparing the effects of different rangeland utilization on carbon sequestration in the Kermanshah Province, Iran. Range and Desert Research, 25(1), 44-53. (in Farsi)
  8. IPCC. (2007). Climate change 2007: the physical science basis. Contribution of working group Ito the fourth assessment report of the intergovernmental panel on climate change. Cambridge University Press, NewYork.
  9. Javadi, M.R., Zehtabian, GH.R., Ahmadi, H., Ayobi, SH., Jafari, M., & Alizadeh, M. (2011). The role of different land use on the soli carbon sequestration (case study: Noumehr Roud watershed, Nour province). Natural Ecosystems of Iran, 1(2), 146 -154. (in Farsi)
  10. Joneidi, H., Sadeghipour, A., Kamali, N., & Nikoo, SH. (2015). Effects of land use change on soil carbon sequestration and emissions (case study: arid rangelands of Eivanakei, Semnan province). Natural Environment, 68(2), 191- 200. (in Farsi)
  11. Karimi, R., Salehi, M.H., & Mosleh, Z. (2015). The effect of land use change on some of carbon components in bulk soil and aggregates in Safashahr area, Fars province. Electronic Journal of Soil Management and Sustainable Production, 5(1), 145-157. (in Farsi)
  12. Lal, R. (2004). Soil carbon sequestration to mitigate climate change, Geoderma, 123(1), 1-22.
  13. Li, G.-L., & Pang, X.-M. (2010). Effect of land-use conversion on C and N distribution in aggregate fractions of soils in the southern Loess Plateau, China. Land Use Policy, 27(3), 706–712.
  14. Moghiseh, E., Heidari, A., Ghannadi, M., Sarmadian, F., Pirvali, N., Moosavi, M., Teimouri, S., & Khorasani, A. (2014). An Assessment of the Dynamics of Physical Fractions of Organic Carbon in Water-Stable Aggregates within Different types of Land Uses. Soil and Water Research, 45(3), 333-343. (in Farsi)
  15. Naghipour Borj, A.A., Dianati Tilak, GH.A., Tavakoli, H., & Haidarian Aghakhani, M. (2009). Grazing intensity impact on soil carbon sequestration and plant biomass in semi arid rangelands (Case study: Sisab rangelands of Bojnord). Rangeland and Desert Research, 16(3), 375-385. (in Farsi)
  16. Orgill, S.E. Condon, J.R., Kirkby, C.A., Orchard, B.A., Conyers, M.K., Greene, R.S.B., & Murphy, B.W. (2017). Soil with high organic carbon concentration continues to sequester carbon with increasing carbon inputs. Geoderma, 285, 151-163.
  17. Parsamanesh, N., Zarrinkafsh. M., Shahoei, S.S., & Wisany, W. (2015). Effects of Land Use Change on Organic Carbon Amount and Some Other Parameters in Vertisols (Case Study: Bilehsavar Area, Kermanshah Province). Hydrology and Soil Science, 18(4), 25-34. (in Farsi)
  18. Parvizi, Y. (2013). Determination of carbon sequestration potential in different land uses of Kermanshah province using intelligent data mining systems. Watershed Management Research, 100, 12-18. (in Farsi)
  19. Parvizi, Y., Gorji, M., Mahdian, M., & Omid, M. (2011). Spatial variability of soil organic carbon in different land uses of a semi-arid basin. Water and Soil, 26(1), 162-172. (in Farsi)
  20. Pato, M., Salehi, A., Zahedi, GH., & Banj, A. (2017). Soil carbon stock and its relationship with physical and chemical characteristics in soil of different land-uses in Zagros region. Forest and Wood Product, 69(4), 747-756. (in Farsi)
  21. Post W. M., & Kwon K. C. (2000). Soil carbon sequestration and land‐use change: processes and potential. Global Changes Biology, 6(3), 317-327.  
  22. Sarkar, D. (2010). Physical and Chemical Methods in Soil Analysis Title of book. Delhi: New Age International Publisher.
  23. Schuman, G.E., H. Janzen, & J.E, Herick. (2002). Soil carbon information and potential carbon sequestration by rangelands. Environmental Pollution, 116, 391-396.
  24. Tabalvendani, J.,Zehtabian, GH.R., Ahmadi, H., Ayobi, SH., Jafari, M., & Alixzadehm M. (2011). The role of different land use on the soil carbon sequestration (case study: Noumeh Roud watershed, nour province). Natural Ecosystems of Iran, 1(2), 146-154. (in Farsi)
  25. Wang, Y., Fu, B., Lü, Y., Song, C. & Luan, Y. (2010). Local-scale spatial variability of soil organic carbon and its stock in the hilly area of the Loess Plateau, China. Quaternary Research, 73, 70-76.
  26. William, E. (2002). Carbon dioxide fluxes in a semiarid environment with high carbonate soils. Agricultural and Forest Methodology, 116, 91-102.
  27. Yamani M., Amirinejad, S., Gholami, F., & Nejad Hoseyni, R. (2018). Investigation of the active tectonic in Semnan basin (South of Semnan) using geomorphological indices. Geographical Research on Desert Areas, 6(1), 149-174.
  28. Yazdanshenas, H., Tavili, A., Jafari, M., & Shafeian. E. (2018). Evidence for relationship between carbon storage and surface cover characteristics of soil in rangelands. Catena, 167,139-146.
  29. Yousefi, SH., & Hemati, E. (2017). Investigating the Effects of Land Use, Vegetation and Depth on Soil Organic Carbon Sequestration (Case Study of Shiraz). In: Proceeding of  Fourth International Conference on Planning and Management of Environment, University of Tehran, Graduate Faculty of Environment, Tehran, Iran. (in Farsi)