ارزیابی نفوذپذیری خاک در عرصه بهره برداری شده جنگل کوهستانی طبیعی (بررسی موردی: جنگل شاندرمن- استان گیلان)

مقدمه و هدف: بهره برداری از جنگل، به ویژه استفاده از ماشین آلات سنگین، می تواند تعادل خاک را بر هم زده و موجب تغییرات فیزیکی و شیمیایی در آن شود. تردد ماشین آلات چوبکشی و عملیات بهره برداری، با افزایش جرم مخصوص ظاهری، کاهش تخلخل و کاهش نفوذ پذیری خاک همراه است که در نهایت منجر به افزایش رواناب سطحی، کاهش رطوبت خاک و تشدید فرسایش می شود. این تغییرات می توانند بر حاصلخیزی خاک و رشد گیاهان نیز تاثیر منفی داشته باشند. با توجه به اهمیت نفوذپذیری خاک در حفظ پایداری بوم­سازگان های جنگلی، این پژوهش با هدف بررسی تاثیر فعالیت های بهره برداری بر نفودپذیری خاک و برخی ویژگی های فیزیکی آن در مسیرهای چوبکشی، دپو، محوطه قطع و مقایسه آن با ناحیه شاهد انجام شد.مواد و روش ها: این پژوهش در سال ۱۳۹۸ در پارسل هفت جنگل های سری ۱۱ سیاهکش، حوزه آبخیز شاندرمن، که در اجرای طرح تبدیل طی سال های ۱۳۷۲-۱۳۶۴ تحت برداشت گسترده و قطع یکسره در مقیاس وسیع قرار گرفته بود، انجام شد. در این پژوهش، چهار تیمار، شامل دپو، مسیر چوبکشی، محوطه قطع و شاهد (جنگل طبیعی) بررسی شد. در هر تیمار، سه نقطه به صورت تصادفی انتخاب شد و آزمایش نفوذ آب با استفاده از نفوذسنج رینگ دوبل انجام شد. ارتفاع ستون آب در فواصل زمانی مختلف ثبت شد. آزمایش ها تا زمانی ادامه یافت که نرخ کاهش نفوذ طی یک ساعت به کمتر از ۱۰ درصد برسد. برخی ویژگی های فیزیکی خاک مانند جرم مخصوص ظاهری و درصد کربن آلی، از عمق صفر تا ۱۰ سانتی متری نمونه برداری شده و با روش های استاندارد اندازه گیری شدند. جرم مخصوص ظاهری (BD) به روش کلوخه، مقدار کربن آلی به روش والکی و بلک، و بافت خاک به روش هیدرومتری بایکاس تعیین شد. داده ها در Excel ۲۰۱۶ پردازش و در SPSS تحلیل آماری شدند. همچنین، متغیرهای موثر بر نرخ نفوذپذیری با استفاده از روش رگرسیون گام به گام شناسایی شدند. میانگین مقدار نفوذ تجمعی در زمان های مختلف برای چهار تیمار محاسبه و منحنی های نفوذ آنها ترسیم شد. علاوه بر این، در نرم افزار PC-ORD ۵ ارتباط بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک (درصد کربن آلی، جرم مخصوص ظاهری، درصد تخلخل و درصد شن، رس و سیلت) با تیمارهای پژوهش، بررسی شد و الگوی پراکنش مکانی نمونه ها برای تعیین اندازه تشابه در واکنش به ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مورد ارزیابی قرار گرفت.یافته ها: بین تیمارهای مختلف از نظر بافت خاک اختلاف معنی داری در سطح یک درصد وجود داشت؛ به طوری که بیشترین و کمترین درصد رس به­ ترتیب در تیمار شاهد (۶۶/۲۶ درصد) و تیمار مسیر چوبکشی (۵۷/۸ درصد) مشاهده شد. بیشترین میانگین درصد کربن آلی (۰۶/۴) متعلق به منطقه شاهد و کمترین میانگین درصد کربن آلی ۱۸/۱ متعلق به مسیر چوبکشی بود. همچنین نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین داده های مربوط به جرم مخصوص ظاهری و تخلخل خاک نشان داد که اختلاف معنی داری بین تیمارهای مورد بررسی وجود دارد و میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک در تیمار دپو به طور معنی داری (در حد ۹۵ درصد) بیش از منطقه شاهد بود. در تعیین مهم ترین عوامل فیزیکی- شیمیایی خاک موثر بر نرخ نفوذپذیری با استفاده از تحلیل رگرسیون گام به گام مشخص شد که تنها متغیر جرم مخصوص ظاهری وارد معادله رگرسیونی شد ( ۰۰.۰ =sig). کمترین میانگین نفوذ پذیری تجمعی (۷/۳۸ میلی متر) در دپو بود. در بررسی روند نفوذپذیری تجمعی خاک تفاوت معنی داری بین مقدار نرخ نفوذ پذیری خاک در تیمارهای مورد بررسی با شاهد (جنگل طبیعی) مشاهده شد و نمودار روند نفوذپذیری تجمعی خاک نشان داد که کمترین مقدار میانگین نفوذپذیری تجمعی در دپو (۴/۲ میلی متر) و بیشترین میانگین نفوذپذیری تجمعی در تیمار شاهد (۵۷ میلی متر) اتفاق افتاده است.نتیجه گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که، بهره برداری از جنگل و تردد ماشین آلات منجر به تغییرات قابل توجهی در ویژگی های فیزیکی خاک، به ویژه کاهش نفوذ پذیری آن می شود. بیشترین کاهش نفوذ پذیری خاک در مناطق دپو و مسیر چوبکشی مشاهده شد که ناشی از فشردگی خاک بر اثر تردد ماشین آلات و فشار چوب آلات بود. در مقابل، جنگل طبیعی بیشترین نفوذ پذیری را نشان داد که به دلیل تخلخل بالاتر خاک در این منطقه است. بر این اساس برای کاهش اثرهای منفی بهره برداری جنگل بر ویژگی های خاک، اتخاذ روش های مدیریتی مناسب، مانند  محدودسازی تردد ماشین آلات و استفاده از روش های احیای خاک، توصیه می شود.

کلیدواژه ها:

جرم مخصوص ظاهری ، دپو ، روش رینگ دوبل ، مسیر چوبکشی