فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 32، بهار 94    

تغییرات ماهیانه خصوصیات شیمیایی خاک در توده آمیخته راش- ممرز

مریم مصلحی^*[1]

maryam.moslehi508@gmail.com

هاشم حبشی[2]

 فرهاد خرمالی[3]

رامین رحمانی[4]

علی اکبر محمدعلی‌پورملکشاه[5]

چکیده

آبشویی عناصر به‎عنوان یک فرایند اثرگذار در انتقال مواد غذایی، نقش موثر در جلوگیری از کاهش عناصر پرمصرف در خاک (به‎ویژه خاک‎های فقیر) دارد که تحت تاثیر روابط متقابل خاک، اقلیم و فعالیت موجودات زنده در طول زمان در حال تغییر می‎باشد. لذا هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات ماهیانه کاتیون‎های بازی سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در لایه‎های سطحی (10-0 سانتی‎متر) و عمقی (50-10 سانتی‎متر) خاک در توده‎ آمیخته راش-ممرز در سری یک طرح جنگلداری دکتر بهرام‌نیا استان گلستان می‎باشد.

 نمونه‏های آبشویی لایه‎های مختلف خاک در طول یک سال از تاریخ 1/10/87 الی 1/10/88، بعد از هربارندگی، جمع‎آوری و در آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تغییرات کاتیون‎های بازی در ماه‎های مختلف، از آنالیز واریانس یک‏طرفه و جهت مقایسه میانگین‎ها از آزمون دانکن در سطح احتمال 95 درصد استفاده گردید.

نتایج نشان داد آبشویی کلیه کاتیون‎ها در ماه‎های مختلف در لایه‎های سطحی و عمقی خاک، بطور معنی‎داری  متفاوت است. عنصر منیزیم کم‏ترین میزان آبشویی را در لایه سطحی و عمقی خاک به خود اختصاص داد. همچنین بیش‏ترین میزان آبشویی در لایه سطحی در ماه مرداد مربوط به عنصر پتاسیم (54/8 کیلوگرم در هکتار) و در لایه عمقی خاک در ماه‎ آذر مربوط به عنصر کلسیم (39/6  کیلوگرم در هکتار) بود.

کلمات کلیدی: دینامیک کاتیون‎‎های بازی، تغییرات ماهیانه، آبشویی خاک سطحی و عمقی.

مقدمه

چرخه عناصر غذایی یکی از مهم‎ترین فرایندهای اکوسیستم‎های جنگلی است که با جذب عناصر از خاک توسط ریشه آغاز می‎شود و تا بازگشت آن‎ها به خاک به‎صورت آبشویی و تجزیه ادامه می‎یابد (1). در اکوسیستم جنگلی رابطه مهمی بین چرخه هیدرولوژیک و مواد غذایی در خاک وجود دارد که بسته به به شرایط بیومس روزمینی، ماده آلی، بیومس ریشه، تجزیه و فعالیت میکروارگانیسم‎ها تغییر می‎کند (2). از میان عناصر غذایی، عناصر سدیم (تسریع کننده نمو گیاهان آلی و برقراری بیلان آبی) ، پتاسیم (عامل موثر در ذخیره آب و      فعال کننده آنزیم‎ها)، کلسیم (عنصر اصلی دیواره سلولی و استحکام آن) و منیزیم (حضور در ترکیبات کلروفیل و ساختمان موادآلی) (3) از عناصر کلیدی در چرخه بیوژئوشیمیایی هستند که تحت تاثیر این تغییرات قرار دارند. مصلحی و همکاران (1391) در بررسی تاج‎بارش و پوشش‎کف در جنگل آمیخته راش گزارش نمودند عناصر آبشویی شده از بخش روزمینی که وارد خاک می‎شوند در ماه‎های مختلف، متغیر می‎باشد(4).

 مک کول و کول (1968) در تحقیق خود بیان کردند بین دی اکسید کربن نامحلول و سطوح کاتیون‎ها در       محلول خاک همبستگی بسیار نزدیکی وجود دارد و         سطح آنیون‎ها یکی از عوامل کنترل کننده آبشویی کاتیون‎ها در خاک است (5). دوون وردن و لیپس (1995) در بررسی خود    بر روی خاک، پوشش گیاهی و تنوع آن در جنگل‎ آمازون       به این نتیجه رسیدند که آبشویی عناصر در تاج، پوشش کف و خاک به کیفیت و تجزیه لاشبرگ، ماده آلی، عناصر موجود     در برگ و خاک وابسته است. ماده آلی زیاد، غلظت بالای عناصر در برگ و حاصل‏خیزی خاک، آبشویی را افزایش می‎دهد (6). پیرانن و همکاران (2003) در تحقیق خود در جنگل‎های فنلاند، رسوبات را یکی از عوامل مهم ورود کاتیون‎ها به خاک دانسته و گزارش نمودند غلظت عناصری که در ماه‎های مختلف به خاک نفوذ کردند متفاوت بود . اویارزن و همکاران (2004) غلظت عناصر غذایی را در آب نفوذی در عمق 10 و 80 سانتی‎متری خاک در جنگل Nothofagus مورد بررسی     قرار داده و به این نتیجه رسیدند کم‏ترین میزان آبشویی مربوط به منیزیم بود (8). داچسنی و هول (2008) چرخه کاتیون‎ها را در خاک سطحی و عمقی جنگل‎های بوره‎آل کانادا             مورد مطالعه قرار دادند. عنصر پتاسیم در آبشویی خاک سطحی بیش‏ترین مقدار را داشت (9). راوات و همکاران (2008) لاشریزه را یکی از منابع غذایی خاک دانسته و گزارش نمودند عناصر آزاد شده به خاک از طریق تجزیه موادآلی و لاشریزه    در ماه‎های مختلف، متغیر می‎باشد (10). شن و همکاران (2013) در نحقیق خود در جنگل‎های دست‎کاشت چین گزارش نمودند میزان عناصر غذایی موجود در آب باران، تاج‎بارش و ساقاب (منابع روزمینی ورود عناصر به خاک)        در ماه‎های مختلف، تفاوت قابل ملاحظه‎ای با یکدیگر دارد (11). چرخه عناصر غذایی، فرایندی پایدار در عملکرد اکوسیستم‎های جنگلی می‎باشد (12) که تحت تاثیر عوامل مختلف قرار داشته و درصورت ایجاد آشفتگی‏‎ توسط انسان از تعادل خارج می‌شود. لذا جهت مدیریت صحیح بر منابع طبیعی، شناخت همه جانبه ویژگی‎های منابع تحت مدیریت ضروری است. بنابراین هدف از این تحقیق، بررسی تغییرات ماهیانه کاتیون‎های بازی سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در لایه‎های سطحی (10-0 سانتی‎متر) و عمقی (50-10 سانتی‎متر) خاک در توده‎ آمیخته راش- ممرز در سری یک طرح جنگلداری دکتر بهرام‌نیا استان گلستان می‎باشد.

مواد و روش‏ها

منطقه مورد مطالعه در سری 1 طرح جنگلداری     دکتر بهرام نیا، حوزه آبخیز 85 طرح جامع جنگل‎های شمال کشور، در فاصله 8 کیلومتری جنوب غربی شهرستان گرگان    در مرز پارسل 17 و 18 در بین عرض‎های جغرافیایی 36 درجه و 43 دقیقه تا 36 درجه و 45 دقیقه شمالی و طول‎های جغرافیایی 54 درجه و 21 دقیقه تا 54 درجه و 24 دقیقه شرقی قرار گرفته است. جنگل آموزشی و پژوهشی شصت کلاته (براساس اطلاعات ایستگاه کلیماتولوژی هاشم آباد در فاصله     5 کیلومتری شمال منطقه طرح در جلگه) از لحاظ طبقه بندی اقلیمی آمبرژه دارای اقلیم مرطوب معتدل است و دارای متوسط دمای 4/15 سانتی‎گراد، متوسط بارندگی سالیانه 649 میلی‏متر است که بین 528 تا 817 میلیمتر در سال (براساس اطلاعات 10 ساله از سال 1384-1374) تغییر می‎کند (13). قطعه مورد بررسی (دارای درختان راش سالم، سیلندریک، قطور با     تاج‎های آزاد و شرایط تقریبا یکسان از لحاظ شیب) به مساحت 5/0 هکتار در مرز پارسل 17 و 18 و در امتداد یال        انتخاب گردید. توده مورد نظر با تراکم 96 درخت در هکتار، جوان تا میانسال، دانه زاد، 3 اشکوبه، متوسط ارتفاع و قطر برابر سینه 4/26 متر و 47 سانتی‎متر بود. پوشش گیاهی زیرآشکوب گندمیان‏، بنفشه، کوله خاس، سرخس و رستنی‎های مزاحم سرخس و تمشک بود. جهت قطعه نمونه شمال- شمال شرقی بوده و با ارتفاع 550 متری از سطح دریا با شیب متوسط       35 درصد بود. تیپ خاک کرومیک کامبی سول و             کلریک کامبی سول (CMc) (14) و بافت خاک در افق سطحی رسی و در افق عمقی سیلتی رسی لومی (Si-C- L) و تیپ توده مورد نظر با توجه به سطح مقطع برابر سینه (15) و درصد تاج‎پوشش (16) راش- ممرز بود. در قطعه نمونه       مورد نظر 5 درخت برتر راش با تاجی کاملا آزاد (بدون هم‏پوشانی با تاج گونه‌های دیگر) و سالم، در اشکوب برین انتخاب شدند. سپس در زیر هر تاج، پروفیلی حفر و در افق A (10-0 سانتی‎متر) و B (50-10 سانتی‎متر)، ظروفی گالوانیزه   با ابعاد 5*5 سانتی‎متر با 5 تکرار تعبیه شد. افق‎های B         در هر پروفیل از 3 تا 4 افق فرعی تشکیل شده بود که شامل افق‎های فرعی دارای تجمع رس، تجمع آهک، افق‎های با      مواد معدنی درحال تخریب و افق‎های دارای نوارهای خاکستری بود. نمونه‎های لایه‎های خاک بعد از هر بارندگی از تاریخ 1/10/87 تا 1/10/88 جمع‌آوری شد و ظروف با آب دو بار تقطیر، شستشو شده و مجدد جاگذاری شدند. تجزیه و تحلیل داده‌ها شامل دو بخش آزمایشگاهی و نرم‌افزاری بود که          در بخش آزمایشگاهی اندازه‌گیری عناصر سدیم و پتاسیم موجود در آب شویی دو لایه خاک به روش سوزاندن از طریق دستگاه فلیم فوتومتری بر اساس واحد (17) و کلسیم و منیزیم موجود در آن‌ها توسط لامپ کاتدی از طریق               دستگاه جذب اتمیک بر اساس واحد ppm، (18) انجام گرفت. داده‌های به دست آمده بر اساس مقدار محلول جمع‌آوری شده و تقسیم بر سطح جمع‌آوری به واحد کیلوگرم در هکتار تبدیل و آنالیز شد. نرمال بودن توزیع داده‌ها و همگنی واریانس‌ها       به ترتیب با استفاده از آزمون کولموگروف- اسمیرنوف و    آزمون لون مورد بررسی قرار گرفت. جهت بررسی تغییرات کاتیون‎ها در ماه‎های مختلف در هر لایه خاک از آنالیز واریانس یک‏طرفه و جهت مقایسه میانگین‎ها، از آزمون دانکن در سطح احتمال 95 درصد استفاده گردید.

نتایج

کاتیون‎های آبشویی شده در افق سطحی از توزیع نرمالی برخوردار نبودند. لذا داده‎های سدیم و پتاسیم با استفاده از روش تبدیل لگاریتم نپر و کلسیم و منیزیم با استفاده از روش تبدیل جذر نرمال شده و سپس تغییرات آن در ماه‎های مختلف با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه در سطح احتمال 95 درصد مورد بررسی قرار گرفت که اختلاف معنی‎داری را نشان داد. مقایسه میانگین‎ها با استفاده از آزمون دانکن      نشان داد آبشویی کلیه عناصر در ماه‎های مختلف از       اختلاف معنی‎داری برخوردار است (شکل 1). بیش‏ترین     میزان آبشویی عنصر سدیم در ماه فروردین، پتاسیم و کلسیم در ماه مرداد و منیزیم در ماه اسفند رخ داد. همچنین بیش‏ترین میزان آبشویی در افق سطحی مربوط به عنصر پتاسیم با مقدار 54/8 کیلوگرم در هکتار بود (شکل 1- ب).

شکل 1- تغییرات ماهیانه میانگین سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در آبشویی افق سطحی خاک جنگل با استفاده از روش آنالیز واریانس یکطرفه (روش دانکن) در سطح اعتماد 5 درصد

کلیه کاتیون‎های آبشویی شده در افق عمقی با استفاده از روش تبدیل لگاریتم نپر نرمال شدند. بررسی آبشویی کاتیون‎ها در افق عمقی در ماه‎های مختلف با استفاده از آنالیز واریانس یک‏طرفه، اختلاف معنی‎داری را نشان داد. مقایسه میانگین‎ها با استفاده از روش دانکن در ماه‎های مختلف      نشان داد میزان آبشویی عناصر در بعضی از ماه‎ها در یک گروه قرار می‎گیرند ولی در مجموع از اختلاف معنی‎داری در سطح احتمال 95 درصد برخوردارند (شکل 2). در افق عمقی خاک جنگل میزان آبشویی کلیه عناصر در ماه آذر یکی از نقاط اوج را تشکیل می‎دهد. در این لایه، کم‏ترین مقدار آبشویی عناصر    بجز منیزیم در ماه تیر مشاهده گردید. همچنین عنصر کلسیم و منیزیم با مقدار 39/6 و 18/0 کیلوگرم در هکتار، به‏ترتیب بیش‏ترین و کم‏ترین مقدار آبشویی را در این لایه را به خود اختصاص دادند (شکل 2 ج و د).

شکل 2- تغییرات ماهیانه میانگین سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در آبشویی افق عمقی خاک جنگل با استفاده از روش آنالیز واریانس یکطرفه (آزمون دانکن) در سطح اعتماد 5 درصد

بحث

آبشویی کاتیون‎های سدیم، پتاسیم، کلسیم و منیزیم در لایه‎های سطحی و عمقی خاک طی ماه‎های مختلف نمونه‎برداری، اختلاف معنی‎داری را در سطح 5 درصد نشان داد. در تحقیق پیرانن و همکاران (2004) نیز، غلظت ماهیانه کاتیون‎های نفوذی در خاک، متغیر بود(7).

آبشویی عناصر در افق‎های خاک جنگل به میزان      ماده آلی، غلظت عناصر در برگ (6)، ضخامت و کیفیت لاشبرگ‎ها (19)، وضعیت عناصر و آنیون‎های موجود در خاک (6)، بافت خاک و جذب عناصر توسط ریشه (20)، ترشحات عناصر از ریشه (21)، تجزیه بقایای ریشه (22) و آبشویی عناصر در لایه‎های روزمینی (تاج‎بارش و پوشش کف) (23، 24، 25) بستگی دارد. موارد اشاره شده در طول زمان ثابت نبوده و همیشه در حال تغییر می‎باشد لذا می‎توان گفت با توجه         به دینامیک بودن عوامل موثر بر آبشویی عناصر در خاک، تغییرات آبشویی عناصر در ماه‎های مختلف طبیعی به‎نظر می‎رسد. همچنین غلظت عناصر در بارندگی‎های متفاوت (26)، شدت بارش و فعالیت فیزیولوزیکی درختان نیز در طول زمان متغیر می‎باشد (27) که می‎تواند دلیلی دیگر بر تغییر ماهیانه عناصر در لایه‎های خاک باشد. دلیل دیگر تفاوت ماهیانه آبشویی عناصر خاک را می‎توان به تغییرات ماهیانه عناصر     آزاد شده از طریق تجزیه موادآلی (10)، تاج‎بارش و ساقاب (11) نسبت داد که از منابع اصلی ورود عناصر غذایی به خاک محسوب می‎شوند.

یکی از مکانیسم‎های مهم انتقال و آبشویی کاتیون‎ها    در خاک، حضور یون بی‏کربنات در خاک است. یون بی‏کربنات یکی از فراوان‎ترین یون‎‎های موجود در محلول خاک است که از فعالیت‎های میکربی در پوشش کف و نفوذ دی‌اکسیدکربن نامحلول در آب تشکیل می‎شود. یون هیدروژن موجود در بی‏کربنات، جایگزین کاتیون‎های ترکیبات پیچیده موجود در خاک می‎شود و منجر به انتقال آن‎ها در راستای حرکت بی‏کربنات می‎گردد (5). لازم به ذکر است درجه حرارت و تغییرات اقلیمی با دی اکسیدکربن موجود در خاک ارتباط نزدیکی دارند که حاصل آن، تغییر فعالیت یونی محلول خاک می‎باشد (28). بنابراین یکی از دلایل مهم تغییر آبشویی        در ماه‎های مختلف را می‎توان به تغییرات دما، غلظت           دی‏اکسیدکربن در خاک و تشکیل یون بی‏کربنات و           تغییر فعالیت یونی نسبت داد.

بیش‏ترین آبشویی در افق سطحی مربوط به پتاسیم (9) و عمقی مربوط به عنصر کلسیم بود که با نتایج فیوجی نیوما و همکاران، 2005 مطابقت داشت (29). از آنجایی که آبشویی عناصر در خاک به آّبشویی عناصر در بخش‎های روزمینی،     مواد آلی و ترشحات ریشه مرتبط می‎باشد (31، 30، 21). بنابراین می‎توان یکی از دلایل آبشویی بیشتر پتاسیم در      افق سطحی را حضور وافر آن در تاج‎بارش، آبشویی         پوشش کف و تجزیه لاشبرگ دانست. عامل دیگری که می‎تواند آبشویی بالای پتاسیم را توجیه نماید، تجزیه بقایای بیومس ریشه می‎باشد (22). لازم به ذکر است آبشویی بالای پتاسیم   در افق‎ سطحی را می‎توان به کمبود کانی ایلیت و ماده آلی غنی نسبت داد که منجر به تثبیت‏اندکه پتاسیم و در نتیجه آبشویی بالای پتاسیم در افق سطحی می‌گردد (2).

کاهش آبشویی پتاسیم در لایه عمقی به علت وجود رس زیاد در بافت آن می‎باشد که سبب جذب و رسوب پتاسیم گردیده و از میزان آبشویی آن می‎کاهد (2). افزایش بیش‏تر آبشویی کلسیم نسبت به پتاسیم در لایه عمقی خاک علاوه بر تجزیه بیومس، وجود آهک بیشتر در لایه دوم، هوازدگی (21) و نزدیک‏تر بودن به سنگ مادری و تولید بیشتر کلسیم        نسبت داد.  آبشویی اندک منیزیم در افق‎های سطحی و عمقی نیز در ارتباط با فراوانی کانی ورمیکولیت در خاک جنگل است که تمایل بیشتر به جذب منیزیم نسبت به سایر کاتیون‎ها را دارد که نتیجه آن کاهش آبشویی منیزیم است (2). آبشویی اندک منیزیم می‎تواند همچنین به علت حضور کم‏تر آن         در منابع یونی تاج سطح تاج (32)، تحرک کم (4) و آزاد شدن تدریجی در فرایند تجزیه (19) باشد.

کاتیون‎های بازی کلسیم، منیزیم، پتاسیم و سدیم از منابع اصلی عناصر غذایی خاک و منابع غذایی مهم برای درختان است که خاصیت بافری دارد و رسوبات اسیدی و باران‎های اسیدی را خنثی نموده  (33) و ازاسیدی شدن خاک و یا کاهش بیش از اندازه pH جلوگیری می‎نمایند. جایگاه اصلی این کاتیون‎ها در تنه، شاخه‎ و برگ درختان می‎باشد که با قطع آن‎ها، این عناصر از اکوسیستم جنگلی خارج و منجر به اسیدی شدن (34) و کاهش حاصل‏خیزی خاک می‎گردد.        با توجه به تغییرات ماهیانه آبشویی کاتیون‎ها می‎توان گفت، ورود بی‎برنامه به جنگل، قطع بی‎رویه درختان بدون برنامه‎ریزی و نشانه‎گذاری نادرست درختان می‎تواند خروجی کاتیون‎ها را بیش از ورودی آن‎ها نماید که در نتیجه آن اکوسیستم از حالت تعادل خارج شده و با از دست دادن  خاصیت خودتنظیمی خود، سیر قهقهرایی به خود می‎گیرد. لذا ضرورت دارد هنگام برداشت و نشانه‎گذاری درختان به تغییرات آبشویی کاتیون‎ها   در طول زمان، توجه گردد تا چرخه عناصر غذایی در اکوسیستم، با نشانه‎گذاری نادرست و باز شدن بیش از اندازه تاج (مسیرهای مهم ورود عناصرغذایی به خاک) به‎ویژه در ماه‎هایی که میزان آبشویی با شدت فراوان انجام می‎گیرد، از تعادل   خارج نشده و منجر به اسیدی شدن خاک نگردد.

منابع

1. Burton, V., Zak, D. R., Denton, S. R., Spure, S. H. 1998. Forest ecology and management, 3^th ed. New York. 774p.
2. مصلحی، مریم، «تاثیر گونه راش بر دینامیک کاتیون‎های بازی در راشستان آمیخته جنگل شصت‎کلاته»، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، 1389، 87 صفحه.
3. فینک، آ. (نویسنده). کسرایی، ر. (مترجم). «چکیده‎ای درباره علم تغذیه گیاهی». دانشگاه تبریز، 1365. 370 صفحه.
4. مصلحی، مریم، حبشی، هاشم، خرمالی، فرهاد، محمد علی پورملکشاه، علی اکبر، «تاثیر تغییرات زمانی بر دینامیک کاتیون‎های بازی تاج‎بارش و پوشش‎کف گونه راش». سومین همایش بین‎المللی تغییر اقلیم و گاهشناسی درختی، 27-29 اردیبهشت، 1391، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ایران.
   1. McCole., J. G., Cole., D. W., 1968. A mechanism of cation transport in a forest soil. Northwest Science, Vol. 42, pp. 134-140.
   2. Duivenvoorden, J. M., Lips, J. M., 1995. A land-ecological study of soils, vegetation and plant diversity in Colombian Amazonia Ph.D. Dissertation, Lanscape and Environmental Research Group, Faculty of Environmental Sciences, University of Amesteram. Tropenbos Series 12, Wageningen, 438 p.
   3. Piirainen, S., Finer, L., Mannerkoski, H., 2004. Effect of forest clear-cutting on the sulphur, phosphorus and base cations fluxes through podozolic soil horizons. Biochemistry, Vol. 69, pp. 405-424.
   4. Oyarzun, C. E., Godoy, R., Schrijver, A., Staelens, J., lust, N., 2004. Water chemistry and nutrient budget in an undisturbed evergreen rainforest of Southern Chile. Biochemistry, Vol. 71, pp. 107-123.
   5. Duchesne, L., Houle, D., 2006. Base cation cycling in a pristine watershed of the Canadian boreal forest. Biochemistry, Vol. 78, pp. 195-216.
   6. Rawat, N., Nautial, B. P., Nautiyal, M. C., 2009. Litter production pattern and nutrients discharge from decomposing litter in a Himalayan alpine ecosystem. New York Science Journal, Vol. 2, pp. 54-67.
   7. Shen, W., Ren, H., Jenerette, G. D., Hui, D., Ren, H., 2013. Atmospheric deposition and canopy exchange of anions and cations in two plantaion forests under acid rain influence. Atmospheric Environment, Vol. 64, pp. 245-250.
   8. Blair, J. M., 1988. Nutrient release from decomposition foliar litter of trees species with special refrence to calcium, Magnesium and Potassium dyanamics. Plant and soil, Vol. 110, pp. 49-55.
   9. World reference base for soil resources (WRB). 2006. Food and Agriculture Organization of the United Nations,   Rome. 103p.
   10. توانا، احمد، متاجی، اسداله، بابایی کفاکی، ساسان، صائب، کیوان، « بررسی و تعیین تیپ‎های درختی در نیم‎رخ عرضی جنگل‎های شمال ایران (مطالعه موردی منطقه گلبند)»، فصلنامه علوم و فنون منابع طبیعی، 1389، شماره 2، صفحه 11-1.
   11. فتاحی، محمد، « ایده‎های نو برای برای طبقه‎بندی جنگل‎های زاگرس»، مجله جنگل و مرتع، 1373، شماره 23، صفحه 15-10.
       1. Smith, J. L., Doran, J. W., 1996. Measurement and use of pH and electrical conductivity for soil quality analysis. In: Doran, J. W. and Jones, A. J., (Eds.). Metods for assessing soil quality, SSSA Species Publication. 49. Madison, WI, 410 p.
       2. Dewis, J., Freitas, F., 1970. Physical and chemical metods of soil and water analysis. FAO Soil Bulletin, No (10), Roma. 275p.
       3. Yavitt, J. B., Fahey, T. J., 1986. Litter decay and leaching from the forest floor in Pinus contorta (Lodgepole pine) ecosystems. Journal of Ecology, Vol. 74, pp. 525-245.
       4. Stevens, P. A., Rynolds, B., Hughes, S., Norris, D. A., Dickinson, A. L., 1997. Relationship between spruce plantation age, solute and soil chemistry in Hafran forest. Hydrology and Earth System Science, Vol. 1, pp. 627-637.
       5. Kellman, M., Roulet, N., 1990. Nutrient flux and retention in a tropical Sand-Dune succession. Journal of Ecology, Vol. 78, pp. 664-676.
       6. Katzensteiner, K., 2003. Effect of harvesting on nutrient leaching in a Norway spruce (Picea abies karst.) ecosystem on a lithic leptosol in the Northern Limestone Alps. Plant and Soil, Vol. 250, pp. 59-73.
       7. Lin, T. C., Humburg, S. P., Hsia, Y. J. T., King, H. B., Wang, L. J., Lin, K. Ch., 2001. Base caion leaching form the canopy of Subtropical rain forest northeastern Taiwan. Canada Journal Forest Research, Vol. 31, pp. 1150-1163.
       8. Dezzo, N., Chacon, N., 2006. Nutrient fluxes in incident rainfall, throughfall and in stemflow adjacent primary and secondary forests of the garansabana, Southern Venezuela. Forest Ecology and Management, Vol. 234, pp. 218-226.
       9. Zeng, G. M., Zhang. G., Huang, G. H., Jiang, Y. M., Liu, H. L., 2005. Excahnge of Ca²⁺, Mg²⁺ and K⁺ and Uptake of H⁺, NH₄, for the subtropical forest canopies influenced by acid rain in Shaoshan. Plant Science, Vol. 168, pp. 259-266.
       10. Alcock, M. R., Morton, A. J., 1985. Throughfall and stemflow in woodland recently established on Nutrient content of heathland. Journal of ecology, Vol. 73, pp. 625-663.
       11. Zhang, G., Zeng, G., Jiang, Y., Yan Du, C., Huang, G., Yao, J., Zeng, M., Zahng, X., Tan, W., 2006. Seasonal dry deposition and canopy leaching of base cations in a sub-tropical evergreen mixed forest, China. Salvia Fennica,Vol. 40, pp. 417-428.
       12. Markov, B. N., 1966. Air regime of sod-podzolic soil. Soviet Soil Science, pp. 1289-1297.
       13. Fujinum, R., Bockheim, J., Blaster, N., 2005. Base-cation cycling by individual tree species in old-growth forests of Upper Michigan, USA. Biogeochemistry, Vol. 74, pp. 357-376.
       14. Dikjstra, F. A., Smits, M. M., 2002. Tree species effects on calium cycling the of calcium uptake in deep soils. Ecosystems, Vol. 5, pp. 385-398.
       15. Tobon. C., Sevink, J., Verstraten, J. M., 2004. Solute fluxes in throughfall and stemflow in four forest ecosystems in northwest Amozonia. Biogeochemistry, Vol. 70, pp.1-25.
       16. Staelens, J., Shcrijverl, A., Oyarzun, C., Lustl, N., 2003. Comparison of dry deposition and canopy exchange of base cations in temperate hardwood forest. Gayana Bot, Vol. 60, pp. 9-16.
       17. Westling, O., Lång, L. O. och Lövblad, G., 1997. Massbalansberäkningar I skogsmark i Göteborgs och Bohus län samt Älvsborgs län. Länsstyrelsen I Göteborgs och Bohus län, Miljöavdelningen 1997. 16. (In Swedish).
       18. Lovblad, G., Persson, Ch., Roos, E., 2000. Deposition of base cations in Sweden. Swedish Environmental Protection Agency Customer Service. Stockholm, 62 p.

13. طرح تجدید نظر طرح جنگلداری سری یک دکتر بهرام نیا. 1387. دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان. 481  صفحه.

Monthly variation of soil chemical properties

In the mixed beech-hornbeam stand

Maryam Moslehi[6]*

Maryam.moslehi508@gmail.com

Hashem Habashi[7]

 Farhad Khormali[8]

Ramin Rahmani[9]

Mohamad Ali Pourmalekshah[10]

Abstract

Base cation leaching as a process affecting nutrient transport, has a key role in preventing of soil macro element loss (especially in poor soil) that varies result in interaction relations of soil, climate and biological activity over time. So the objective of this study was to investigate monthly variation of base cations (calcium, magnesium, sodium and potassium) of shallow (0-10 cm) and deep (10-50 cm) soil leaching in the mixed beech-hornbeam stand located in district one of Shastkolate forest, Golestan province. Samples of different layers of soil leaching were taken after each rain from 2008/12/21 to 2009/12/21 and were studied in the laboratory. To investigate the monthly variation of base cation leaching, we used one way variance analysis and for mean comparison we used Duncan's test at the 95% level confidence. Result showed amounts of base cation leaching of soil layers in various months were different significantly. The least leached cation in shallow (in October) and deep soil (September, October and November) was for magnesium. Also the most leached cation in shallow soil was for potassium in August (8.54 kg ha) and in deep soil was for calcium in December (6.39 kg ha).

Key words: Base cation dynamics, monthly variation, shallow and deep soil leaching.