تحلیل سهم نسبی ویژگی های خاک در ذخیره کربن زیرزمینی توده های دست کاشت جنگل های شرق هیرکانی

مقدمه: خاک جنگل مهم ترین مخزن کربن در اکوسیستم های خشکی است و پایداری کربن آن به ترکیب ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک و همچنین نوع پوشش درختی وابسته است. در توده های دست کاشت که ساختار و عملکرد آنها تحت تاثیر انتخاب گونه و مداخلات انسانی قرار دارد، الگوهای ترسیب کربن ممکن است متفاوت با جنگل های طبیعی باشد. گونه های مختلف از طریق تفاوت در لاشبرگ، کیفیت ریشه، چرخه عناصر غذایی و فرایندهای اکوفیزیولوژیک، سازوکارهای متفاوتی در پویایی کربن خاک ایجاد می کنند؛ از این رو شناسایی این تفاوت ها برای مدیریت مبتنی بر گونه و افزایش پایداری کربن اهمیت دارد. پژوهش حاضر با هدف تحلیل سهم نسبی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک در ذخیره کربن خاک سه توده دست کاشت توسکای ییلاقی (Alnus subcordata C.A.Mey.)، بلندمازو (Quercus castaneifolia C.A.Mey.) و زربین (Cupressus sempervirens L.) در جنگل آموزشی- پژوهشی دارابکلا در استان مازندران انجام گرفت.مواد و روش ها: در هر یک از توده ها، ۱۰ قطعه نمونه با ابعاد ۲۰×۲۰ متر به روش تصادفی–سیستماتیک پیاده شد و نمونه های خاک از عمق ۲۰–۰ سانتی متر برداشت شد. ویژگی های فیزیکی شامل درصد رطوبت، درصد اجزای بافت خاک و چگالی ظاهری و ویژگی های شیمیایی شامل pH، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، درصد نیتروژن کل، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب، کلسیم، غلظت نیترات و آمونیوم اندازه گیری شد. مقدار ذخیره کربن خاک بر اساس درصد کربن آلی، چگالی ظاهری و عمق نمونه برداری محاسبه شد. داده ها با استفاده از آزمون های آماری تجزیه واریانس یکطرفه و تحلیل سهم نسبی در نرم افزار R تجزیه وتحلیل شدند.یافته ها: نتایج نشان داد که تفاوت معنی داری میان برخی ویژگی های خاک در توده های مختلف وجود دارد. رطوبت خاک در توده توسکای ییلاقی به طور معنی داری بیش از دو توده دیگر بود (میانگین ۴۷/۴۲ درصد)، درحالی که چگالی ظاهری در توده زربین بیشترین مقدار (۸۷/۱ گرم بر سانتی متر مکعب) را داشت. از نظر ویژگی های شیمیایی، خاک توده زربین دارای مقادیر بیشتری از فسفر (۴۲/۱۰ میلی گرم بر کیلوگرم)، پتاسیم (۷/۶۰۸ میلی گرم بر کیلوگرم) و کلسیم بود، درحالی که نیتروژن کل و آمونیوم در توده توسکای ییلاقی بیشترین مقادیر را نشان دادند. مقدار کربن آلی خاک در بین توده ها بین ۴۷/۳ تا ۸۸/۳ درصد متغیر بود، اما تفاوت معنی دار آماری میان توده ها مشاهده نشد. همچنین مقدار ترسیب کربن خاک نیز از ۰۷/۵۷ تا ۲۷/۷۲ تن در هکتار تغییر داشت، اما تفاوت معنی دار آماری میان توده ها مشاهده نشد. نتایج تحلیل مولفه های اصلی نشان داد که چهار مولفه نخست شامل فسفر، پتاسیم، هدایت الکتریکی و کربن آلی، ۸۸/۷۳ درصد از واریانس کل داده ها را تبیین کردند. مولفه اول به عنوان شاخص ویژگی های تغذیه ای و پایداری کربن شناسایی شد. مولفه دوم اغلب با رطوبت، نیتروژن و آمونیوم همبستگی مثبت داشت که بیانگر نقش فرایندهای زیستی در پویایی کربن است. بر اساس تحلیل سهم نسبی، در توده توسکای ییلاقی سهم متغیرهای شیمیایی غالب است و حدود ۹۵ درصد تغییرات ترسیب کربن را تبیین می کند. در توده زربین، متغیرهای شیمیایی همچنان اثرگذارترند (۸۰ درصد)، اما نقش متغیرهای فیزیکی نیز شایان توجه است. در توده بلندمازو الگوی متفاوتی مشاهده می شود؛ به طوری که متغیرهای فیزیکی سهم کمی بیشتری (۵۶ درصد) نسبت به متغیرهای شیمیایی در تبیین ترسیب کربن دارند.نتیجه گیری: یافته های پژوهش حاضر موید آن است که ویژگی هایی چون آمونیوم، کربن آلی، هدایت الکتریکی و درصد شن و سیلت نقش کلیدی در افزایش پایداری و ذخیره سازی کربن خاک دارند. نتایج این پژوهش نشان داد که نوع گونه جنگلکاری شده می تواند از طریق تغییر در ویژگی های شیمیایی و فیزیکی خاک، مسیرهای متفاوتی را در پایداری و ذخیره کربن خاک رقم بزند. بر این اساس، گونه های مختلف با سازوکارهای متفاوتی بر چرخه کربن تاثیر می گذارند. بنابراین، انتخاب ترکیب گونه ای مناسب و مدیریت هوشمندانه خاک در توده های دست کاشت، می تواند راهکاری موثر برای ارتقای ظرفیت ذخیره کربن و کاهش تاثیرات تغییر اقلیم در جنگل های هیرکانی باشد.

کلیدواژه ها:

پویایی کربن خاک جنگل ، تغییر اقلیم ، سهم نسبی واریانس ، ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک.