بررسی تاثیر آلاینده های جوی بر کارایی فتوسنتز گیاهان سوزنی برگ با استفاده از داده های سنجش از دور (مطالعه موردی: منطقه چیتگر)

سابقه و هدف: آلاینده­هایی نظیر مونواکسید کربن و ازن  می­توانند اثرات مخربی را بر بسیاری از پوشش­های­گیاهی ایجاد کنند. در این پژوهش سعی شده است تا اثرات آلاینده­های مهم زیست محیطی از جمله اکسیدنیتروژن، ازن و مونواکسیدکربن بر روی گونه­های سوزنی­برگ مجموعه پارک جنگلی چیتگر با پایش تغییرات مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید (SIF) مورد بررسی قرار گیرد. آلاینده­ها به طور کلی به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم بندی می­شوند که مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن جزء آلاینده­های ثانویه هستند. مواد و روش­ ها: آلاینده های مورد بررسی در این مطالعه شامل: ذرات معلق جو با اندازه ۲.۵ میکرون، ۱۰ میکرون، NOX، NO۲، NO، CO و O۳ هستند. اثرات فصلی نیز در این تحقیق در نظر گرفته شده است که با استفاده از جدول تحلیل واریانس دوطرفه و اثرات متقابل آلاینده ها در فصول مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج و بحث: تحلیل همبستگی آلاینده ها و مقادیر   SIF نشان می­دهد که افزایش بیش از حد منواکسید کربن در فصل پاییز و به دنبال آن فصل زمستان موجب کاهش مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید و به تبع آن کاهش فتوسنتز پوشش گیاهی سوزنی برگان مورد مطالعه می­شود (همبستگی منفی، ۲۵/۶۳-=R۲). در فصل زمستان بالاترین درصد همبستگی آلاینده­ها با فلورسانس کلروفیل خورشید، ۹۳/۱۶ درصد همبستگی با مقدار ۰۱۳/۰ P-value= و مقدار RMSE، ۷/۴ میلی­گرم بر مترمربع محاسبه شده است. در فصل پاییز اثر مثبت اکسید نیتروژن مشاهده می­شود که نشان دهنده اهمیت این عنصر در فرآیندهای شیمیایی گیاهان (فتوسنتز گیاه) از جمله سوزنی­برگان است. در واقع از دست دادن کلروفیل ناشی از تاثیر مخرب آلاینده­ها منجر به کاهش جذب نور، کاهش مقدار جذب خالص، کاهش اثر بخشی جریان پتاسیم و حجم سلولهای نگهبان روزنه خواهد شد. اثرات مونوکسید کربن در فصل بهار بر فرآیند فتوسنتز پوشش گیاهی در پارک جنگلی چیتگر منفی برآورد شده است. از آنجایی که باید تعادل در مجموع عناصر فتوسنتز حفظ شود، بنابراین افزایش بیش از حد مونوکسید کربن در پارک جنگلی چیتگر اثرات منفی بر فتوسنتز پوشش گیاهی دارد؛ از سوی دیگر، این اثرات منفی در پاییز و زمستان نیز دیده شده است. در زمستان این مقدار بیشتر از سایر فصول است. از جمله علل آن می توان به وارونگی دما در منطقه اشاره کرد که به دلیل سکون هوا و تجمع بیشتر این آلاینده در مجموعه پارک جنگلی، اثرات منفی بیشتری بر اکوسیستم منطقه دارد. نتیجه گیری: تغییر اقلیم و یکی از جلوه­های آن گرمایش جهانی، گسترش شهرنشینی، افزایش برخی از آلاینده­های ثانویه مثل مونو اکسید کربن و سایر گازهای گلخانه­ای و به تبع آن افزایش دما و رشد جمعیت موضوعاتی است که در آینده نه چندان دور می­تواند خسارت به  فتوسنتزگیاهان در اثر افزایش آلاینده­های مخربی چون ازن و مونواکسید کربن را تشدید کند. حتی برخی از گونه­های سوزنی برگان که مقاومت خوبی به شرایط تنش زا دارند نیز از این مسئله در امان نخواهند بود. با توجه به وزش باد غالب در منطقه (غرب به شرق) و حرکت آن به سمت مجموعه پارک جنگلی چیتگر و افزایش غلظت آلاینده­هایی چون ازن و منواکسید کربن، این آلاینده­ها از طریق روزنه­ها وارد برگ شده ضمن تخریب ساختمان برگ، بر روی فرآیند فتوسنتز گیاه نیز اثرات زیان باری را وارد خواهد نمود. عوامل جانبی دیگری نیز تشدید کننده این مسئله هستند خصوصا در فصول پاییز و زمستان این مورد نمود بیشتری خواهد داشت که سبب تجمع بیشتر ازن و مونواکسید کربن در محیط پیرامونی برگ و گیاه خواهد شد. از جمله آن­ها می­توان به رشد و گسترش شهرنشینی، افزایش فعالیت های کشاورزی با مصرف بی رویه سوخت­ها و آلایندهای زیست محیطی، تنش خشکی خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک، تاخیر در آغاز بارش­های پاییزه، تغییر اقلیم و تجمع بیش از اندازه گازهای گلخانه­ی و به تبع آن افزایش دما، رشد جمعیت و مواردی از این قبیل اشاره کرد.

کلیدواژه ها:

سنجش از دور ، آلودگی هوا ، فتوسنتز پوشش گیاهی ، فلورسانس تابش خورشید