برآورد میزان کربن ترسیب‎شده توسط گونه آتریپلکس‏کانیسنس در واحد سطح و نیز بررسی ارتباط میزان ترسیب‏کربن با عوامل خاک و پوشش ‏‏گیاهی در منطقه چشمه‎علی قزوین (Atriplex canescens)

باده ‏یان, ضیاء‎الدین; منصوری, معصومه

برآورد میزان کربن ترسیب‎شده توسط گونه آتریپلکس‏کانیسنس در واحد سطح و نیز بررسی ارتباط میزان ترسیب‏کربن با عوامل خاک و پوشش ‏‏گیاهی در منطقه چشمه‎علی قزوین (Atriplex canescens)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استادیار گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران.

² دکتری جنگل‏شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران. *(مسوول مکاتبات

چکیده

اکوسیستم‌های مرتعی به‌ دلیل دربرداشتن بخش قابل توجهی از اراضی جهان، پتانسیل بالایی در ترسیب‎کربن دارند. این تحقیق به‏بررسی پتانسیل ترسیب‎کربن گونه آتریپلکس‏کانیسنس (Atriplex canescens) که در منطقه چشمه‎علی در استان قزوین که در قالب بلوک‌های کاملاً تصادفی و در سه تکرار کاشته شده بود، می‏پردازد. نمونه‌برداری‌ها از تیمارهای اصلی فواصل کاشت بوته (تراکم) در دو سطح 2×2 متر و 4×4 متر که هر تیمار اصلی شامل تیمارهای فرعی ارتفاع هرس در چهار سطح تیمار نظیر بدون هرس یا شاهد، هرس کامل یا کف‎بر، هرس از ارتفاع 20 سانتی‎متر و هرس از ارتفاع 40 سانتی‎متر بودند صورت گرفت. مقادیر کربن در بیوماس هوایی، زیرزمینی و خاک به تفکیک تیمارهای اصلی و فرعی محاسبه گردید. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‌داری بین کربن زی‎توده هوایی و زیرزمینی درواحد سطح در تیمار اصلی تراکم 2×2 متر از تراکم 4×4 متر وجود دارد. همچنین تیمارهای بدون هرس (شاهد) و هرس از ارتفاع 40 سانتی‎متر با قرار گرفتن در یک سطح، نسبت به سایر تیمارهای ارتفاع هرس وضعیت بهتری داشتند. بین تیمارهای اصلی تراکم و همچنین تیمارهای فرعی ارتفاع هرس به‎لحاظ ترسیب‎کربن کل خاک اختلاف معنی‌داری وجود ندارد. میانگین ترسیب‏کربن کل در تراکم 2×2 متر، 16/59 تن در هکتار و در تراکم 4×4 متر، 81/59 تن در هکتار بوده است. تجزیه‎ همبستگی نشان داد که بین میزان کربن ترسیب‏شده کل و کربن‏آلی رابطه مثبت و معنی‏داری وجود دارد. بنابراین می‌توان بیان داشت که مدیریت مناسب اراضی مرتعی، تأثیر قابل توجهی در افزایش ذخیره‎کربن در گیاه و خاک خواهد داشت.

کلیدواژه‌ها

اصل مقاله

فصلنامه انسان و محیط زیست، شماره 43، زمستان 96

برآورد میزان کربن ترسیب‎شده توسط گونه آتریپلکس‏کانیسنس در واحد سطح و نیز بررسیارتباطمیزانترسیب‏کربنباعواملخاک و پوشش‏‏گیاهی

در منطقه چشمه‎علی قزوین (Atriplex canescens)

ضیاء‎الدین باده‏یان [1]

معصومه منصوری[2]^*

Mansouri.ma@fa.lu.ac.ir

چکیده

کلمات کلیدی: خاک، اراضی مرتعی، زی‎توده، ترسیب کربن.

مقدمه

دی‏اکسیدکربن یکی از مهم‏ترین گازهای گلخانهای است که درطول دهه‏های اخیر افزایش مقدار آن در اتمسفر سبب گرمشدن زمین شده است. گرم‏شدن زمین اثرات مخربی بر حیات موجودات داشته و سبب تخریب اکوسیستم‏های طبیعی، وقوع سیل و خشک‏سالی و برهم‏خوردن تعادل اقلیمی و اکولوژیکی می‏شود. ترسیب‎کربن فرآیندی است که طی آن دی‏اکسید‏کربن اتمسفر جذب شده و در بافت‏های گیاهی و همچنین در خاک به صورت هیدارت‏های‏کربن تجمع و رسوب می‏کند (1). مرکز توسعه‎پایدار در آمریکا ترسیب‏کربن را تبدیل دی‏اکسیدکربن اتمسفری به ترکیبات آلی کربن‏دار توسط گیاهان بیان می‏کند که طی عمل فتوسنتز صورت می‏گیرد (2). در ترسیب‏کربن افزون بر سنتز ترکیبات کربن‏دار توسط گیاه، موضوع مهم دیگر بقاء و دوام کربن در اجزای گیاهی است. هر چه سرعت تجزیه ترکیبات کربن‏دار بافت‏های گیاهی کم‎تر باشد، ترسیب‏کربن در اکوسیستم بیش‎تر خواهد بود. به همین دلیل نواحی خشک (بدلیل کمبود رطوبت) و نواحی ماندابی و باتلاقی (به‏دلیل کمبود مفرط اکسیژن محیطی) دارای حداقل سرعت در فرآیند تجزیه بوده و از نظر ترسیب‏کربن مهم هستند (3).

اکوسیستم‏های مرتعی پتاسیل بالایی در ترسیب‏کربن دارند، زیرا نیمی از خشکی‏های زمین را در برداشته و ذخیره‎کربن آن‎ها 10 درصد کل ذخایرکربن زی‎توده اکوسیستم‏های خاکی و 30 درصد کربن آلی خاک را تشکیل می‏دهند (4). در مقیاس جهانی مراتع سالانه حدود 500 میلیارد تن کربن ترسیب می‏کنند. از طرف دیگر اراضی خشک بیش از 45 درصد از سطح زمین را در برگرفته و علی‎رغم محتوی کم کربن آلی در این خاک‏ها، این مناطق 16 درصد از کل ذخیره‎کربن خاک‏های جهان را شامل می‏شوند (5). هر چند ورودی کربن‎آلی به خاک‏های مناطق خشک کم است، اما این مناطق ممکن است دارای پتانسیل بالا در ترسیب و ذخیره‎کربن باشند به شرطی که کربن آلی ورودی به خاک با مدیریت صحیح افزایش و تجزیه و هدر رفت محتوی کربن خاک کاهش یابد (6). مراتع ایران با ۹۰ میلیون هکتار وسعت ۵۴ درصد از عرصه حیاتی کشور را احاطه کرده‏اند و شامل ۱۴ میلیون هکتار علفزار، ۱۶ میلیون هکتار مراتع کویری و بیابانی و ۶۰ میلیون هکتار بوته‏زار است (7). با توجه به گستردگی و سطح و جایگاه مراتع و نقش اساسی آن در توسعه‏پایدار، ضرورت مطالعه و شناخت آن‎ها از جنبه‏های مختلف ‏محیط‏زیستیبه منظور برنامه‏ریزی و مدیریت بهینه این منابع اهمیت ویژه‏ای می‏یابد.

محققان زیادی بر اهمیت اکوسیستم‏های مرتعی از دیدگاه ترسیب‏کربن تأکید کرده‏اند. Ojima, (2000) ، تأثیر استفاده بی‏رویه از مراتع و تبدیل آن به کشتزار را بر ذخیره‎کربن اراضی بررسی کرده و به این نتیجه رسیدند که تغییر پوشش‏گیاهی ناشی از تغییر کاربری اراضی سبب کاهش توان ترسیب‏کربن خواهد شد (8). Aradottir و همکاران (2000) ، مقدار ترسیب‏کربن در یک دوره 32 ساله را برای یک مرتع چرا شده 157 تن در هکتار برآورد نموده و بیان نمودند که قسمت اعظم ترسیب‏کربن در خاک صورت می‏گیرد (6). Kilbride و همکاران (1999) ، گزارش کرد که تغییرات ذخایر کربن جنگل‌ها و مراتع، به طور مستقیم تحت تأثیر تغییر کاربری اراضی و مدیریت و به‌طور غیرمستقیم تحت تأثیر تغییرات آب‏و‏هوایی قرار دارد. همچنین به‏دلیل اهمیت زیاد گیاهان‎خشبی در ترسیب‏کربن، هرچه توانایی ما در اندازه‌گیری و تخمین ذخایر کربن و تغییرات آن در این گیاهان بیش‎تر باشد، به درک صحیح و مدیریت بهینه چرخه کربن در اکوسیستم کمک می‌کند. Batjes (1998) ، مطالعاتی در خصوص فاکتورهای تأثیرگذار بر روی تغییرات ترسیب‎کربن در خاک انجام داده و بیان کردند که شرایط اقلیمی، گونه‏های موجود گیاهی و قابلیت اراضی بر روی ترسیب‎کربن تأثیرگذارند (10). همچنین این مطالعات نشان داد که کشت گونه‏های بوته‏ای در مراتع مشجر به جای گونه‏های درختی و درختچه‏ای منجر به کاهش ذخایر کربن خاک شده است. در ایران نیز در ارتباط با بررسی توان ترسیب‏کربن در اراضی مرتعی مطالعات بسیاری صورت گرفته که می‏توان به مهمترین آن‎ها اشاره کرد. با بررسی نقش گون‌زارها در ترسیب‏کربن و عوامل مؤثر بر آن در سه منطقه مرتعی مختلف نتایج نشان داد که در تمامی این مناطق، حدود 90 درصد از ترسیب‏کربن کل را کربن آلی تشکیل می‏دهد. همچنین نتایج این تحقیق مشخص کرد که ذخیره کربن در بیوماس اندام هوایی بیش از ریشه‌ها بود و ترسیب‏کربن با ارتفاع و حجم بوته‌های گون، بیوماس هوایی، بیوماس زیرزمینی، بیوماس کل، مقدار لاشبرگ و کربن آلی خاک رابطه مثبت و معنی‌داری دارد. در این مطالعه به توانایی بالای گون‎زارها در ترسیب‏کربن اشاره شده است (1). دربررسی دیگری، در زمینه برآورد ظرفیت ترسیب‏کربن در منطقه مالمیر شهرستان شازند یافته‏ها نشان داد که گون‏زارها نقش‎مهمی در ذخیره‎کربن آلی در خاک دارند. جعفری‎حقیقی (1382) توان ترسیب‏کربن را در سه گونه گل آفتابی، سیاه‏گینه و درمنه‏دشتی در مراتع خشک ایران بررسی و مقایسه کردند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که گونه درمنه دشتی بیش‎تر ین توان ترسیب‏کربن در منطقه را داشته است (11). در مورد اثر فاصله کشت بر میزان ترسیب‏کربن در گونه آتریپلکس مهدوی و همکاران (1384) نشان دادند که ذخیره‎کربن بین دو منطقه با تراکم بوته‏ای متفاوت، اختلاف معنی‏داری نداشته است (12). در جدیدترین تحقیقات که به بررسی تأثیر انواع مختلف گونه‏های چوبی بر میزان ترسیب‏کربن اشاره داشته، دریافتند که میزان عناصری مانند نیتروژن بر ذخیره‎کربن خاک تأثیرگذار است (13). اکوسیستم‌های مرتعی به‌ دلیل در برداشتن نیمی از کل اراضی جهان، پتانسیل بالایی در ترسیب‏کربن دارند. و از آنجا که منطقه البرز مرکزی از اهمیت ‏محیط‏زیستی جهانی برخوردار است و امروزه در معرض خطرهای متعددی نیز قرار گرفته است، مطالعه پوشش‏گیاهی این مناطق بدلیل توانایی بالای ترسیب‏کربن بسیار حایز اهمیت است. از‏سوی‏دیگر به‏دلیل تأثیر عوامل انسانی از جمله چرای دام بر میزان ترسیب‏کربن، ضروری است میزان ترسیب‏کربن در مراتع مورد ارزیابی قرار گیرد. از بین گونه‏های مرتع‏کاری‏شده موجود در منطقه گیاهان خانواده چغندریان از جمله آتریپلکس که گیاهی علوفه‌ای و پایا است، می‌تواند سهم بالایی در ترسیب‏کربن در این گونه اراضی داشته باشد. در این تحقیق جهت بررسی پتانسیل گیاه آتریپلکس برای ترسیب‏کربن، گونه آتریپلکس‏کانیسنس (Atriplex canescens) که در منطقه چشمه‏علی قزوین کاشته شده بود، مورد بررسی قرار گرفت. هدف از انجام تحقیق حاضر برآورد میزان کربن ترسیب‎شده توسط گونه آتریپلکس‏کانیسنس در واحد سطح و نیز بررسی ارتباط میزان ترسیب‏کربن با عوامل خاک و پوشش‏‏گیاهی در منطقه چشمه‎علی قزوین می‏باشد. تا ضمن دست یافتن به برآوردی اولیه از میزان ذخایر کربن گونه آتریپلکس دراین منطقه در جهت مدیریت اصولی در راستای پیمان کیوتو، بتوان اثر عوامل انسانی در میزان کل کربن ترسیب‎شده دراین اکوسیستم‏ها را برای اتخاذ تصمیم درست و پایدار مدیریتی در مراتع کشور تعیین کرد. از طرف دیگر با توجه به این که ارزش جداسازی کربن در خاک مراتع، 20۰ دلار برای هر تن در هکتار در نظر گرفته شده است (14)، می‏توان با شناخت مسایل مجهول در رابطه با توانایی گونه‏های مختلف گیاهی در ترسیب‏کربن، حفاظت و بهره‏وری بهینه اراضی و همچنین عملیات اصلاح و احیای مناطق تخریب‏یافته، را مدنظر قرار داد.

روش بررسی

منطقه مورد مطالعه

منطقه چشمه‏علی در محدوده جغرافیایی ^/45 ^o48 تا ^/51^o50 طول شرقی و^/24^o35 تا ^/48 ^o36 عرض شمالی در30 کیلومتری شهرستان آبگرم در استان قزوین با مساحت حدود 102 هکتار قرار دارد. طبق اطلاعات ایستگاه هواشناسی شهرستان، این منطقه دارای اقلیم حیاتی نیمه‏خشک معتدل می‏باشد. ارتفاع منطقه از سطح دریا 1320 متر و متوسط بارندگی سالانه در حدود 208 میلی‌متر است. کاربری اراضی منطقه به صورت مرتعی می‏‎باشد که مورد چرای شدید دام‏های روستاییان قرار دارد. منطقه مذکور یک منطقه معرف از تیپ‏گیاهی آتریپلکس‏کانیسنس (Atriplex canescens) به مساحت حدود 2 هکتار است.

روش انجام تحقیق

جهت انجام این مطالعه آتریپلکس‌هایی که در یک طرح آماری کرت‌های خرد شده در قالب بلوک‌های کاملاً تصادفی و در سه‎تکرار کاشته شده بودند، مورد بررسی قرار گرفتند. تیمارهای اصلی فواصل کاشت بوته (تراکم) در دو سطح 2×2 متر و 4×4 متر (به منظور بیان اثر تراکم پوشش) که هر تیمار اصلی شامل تیمارهای فرعی ارتفاع هرس(هرس به منظور بیان اثر شدت چرا بر میزان ترسیب‏کربن) در چهار سطح تیمار شامل؛ بدون هرس یا شاهد، هرس کامل یا کف‏بر، هرس از ارتفاع 20 سانتی‎متر و هرس از ارتفاع 40 سانتی‎متر در نمونه‌برداری‌ها اعمال شد. تیمار بدون هرس یا شاهد بیان‎گر منطقه بدون چرا، تیمار هرس کامل یا کف‌بر بیان‎گر چرای سنگین، هرس از ارتفاع 20 سانتی‎متر بیان‎گر چرای متوسط و هرس از ارتفاع 40 سانتی‎متر بیان‎گر چرای سبک پوشش‏گیاهی منطقه می‌باشد. با احتساب سطوح کرت‌های اصلی و فرعی، تعداد تیمارها در هر بلوک 8 کرت و در مجموع 24 کرت بودند. با توجه به سطوح کرت‌های اصلی و فرعی و تکرار از مجموع 24 کرت موجود از هر کرت 2 نمونه به صورت کاملاً تصادفی انتخاب و اندازه‌گیری شد که در مجموع 48 نمونه مورد بررسی قرار گرفت. پس از اندازه‌گیری ارتفاع بوته و سطح تاج پوشش (اقطار بزرگ و کوچک) در هریک از کرت‌های تحت بررسی، به‎منظور تعیین وزن‏تر اندام هوایی و زیرزمینی آتریپلکس در تمامی نمونه‌ها، از روش قطع و توزین استفاده گردید. برای اندازه‌گیری ویژگی‎های خاک، در تمامی 24 کرت موجود نمونه‌گیری انجام شد، در هر کرت در دو لایه: 1 لایه متأثر از ماده آلی (30-0 سانتیمتر) و 2- لایه حداکثر گسترش ریشه‌دوانی، نمونه‌گیری در پای بوته‌ها صورت گرفت و به آزمایشگاه منتقل گردید.

درصد کربن آلی نمونه‌ها با استفاده از روش احتراق در کوره الکتریکی محاسبه گردید. تعیین بافت خاک به‎روش هیدرومتری و با استفاده از هیدرومتر بایکاس انجام شد. جهت تعیین وزن مخصوص ظاهری خاک از روش کلوخه استفاده شد. برای تعیین pH خاک، ابتدا گل اشباع تهیه شد و سپس اندازه‌گیری pH گل‎اشباع به روش پتانسیومتری با استفاده از دستگاه pH متر انجام شد. جهت تعیین مقدار EC خاک، ابتدا عصاره گل‏اشباع تهیه شد و سپس هدایت الکتریکی عصاره گل‏اشباع با استفاده از دستگاه EC متر اندازه‌گیری شد. برای اندازه‌گیری درصد آهک خاک، از روش کلسی‎متری استفاده شد. مقدار پتاسیم خاک با روش عصاره‌گیری با استات آمونیوم نرمال اندازه‌گیری شد. به منظور تعیین درصد کربن آلی خاک، از روش واکلی و بلاک استفاده شد درصد رطوبت خاک نیز به روش خشک کردن مقدار معین خاک‏تر در اون یا خشک‏کن در دمای 105 درجه سانتی‏گراد در آزمایشگاه اندازه‏گیری شد ]26، 25[. محاسبه ترسیب‏کربن بر حسب کیلوگرم برهکتار براساس رابطه زیر محاسبه گردید:

(1)

Cs = 10000 × OC (%) ×Bd × E

Cs: کربن آلی بر حسب کیلوگرم بر هکتار، Bd: وزن مخصوص ظاهری خاک بر حسب گرم برسانتیمتر مکعب،% OC : درصد کربن آلی و E: عمق نمونه‏برداری خاک برحسب سانتیمتر است (15).

در ادامه با توجه به اهداف تحقیق جهت انجام تجزیه و تحلیل‏های آماری، ابتدا نرمال‏بودن داده‏ها با آزمون کولموگروف -اسمیرنوف و همگنی آن‎ها با آزمون لون مورد بررسی قرار گرفت. به منظور بررسی کلی تفاوت یا عدم تفاوت مشخصه‏های مورد بررسی در ارتباط با تیمارها و عمق خاک از تجزیه و تحلیل واریانس یک‏طرفه (ANOVA) استفاده شد . برای کلاسه‏بندی مقدار میانگین‏ها نیز با در نظر گرفتن قبولی فرض برابری واریانس‏ها از آزمون دانکن در سطح 5 درصد استفاده شد. در نهایت، همبستگی بین صفات مورد مطالعه پوشش‏گیاهی و عوامل خاک در تراکم 2×2 متر و 4×4 متر مورد بررسی قرار گرفت. در این مطالعه برای تجزیه وتحلیل آماری اطلاعات از نرم‎‎افزارهای آماری SPSS و EXCEL استفاده گردید.

یافته‎ها

جدول 1، مربوط به درصد کربن آلی خاک در لایه اول است، که نشان می‌دهد تفاوت معنی‌داری بین درصد کربن آلی خاک در تیمارهای تراکم، ارتفاع هرس و اثر متقابل آن‎ها وجود ندارد. همچنین مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح 5 درصد، نشان داد که تیمارهای موجود از لحاظ درصد کربن آلی در یک‎سطح قرار می‌گیرند.

جدول 1-نتایج تجزیه واریانس درصد کربن آلی خاک لایه (1) در تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس

منبع تغییرات	درجه‎آزادی	مجموع مربعات	میانگین مربعات	آزمون F
تراکم	1	001/0	001/0	ns305/0
ارتفاع هرس	3	062/0	021/0	ns931/0
اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس	3	038/0	012/0	ns632/0
خطا	16	258/0	016/0
کل	23	359/0
: ** تفاوت معنی‌دار در سطح 1 در صد،: nsتفاوت معنی‌دار نیست.

تجزیه واریانس جدول 2 مربوط به درصد کربن آلی خاک در لایه دوم می‌باشد، که نشان می‌دهد تفاوت معنی‌داری بین درصد کربن آلی خاک در تیمارهای تراکم، ارتفاع هرس و اثرمتقابل آن‎ها وجود ندارد. همچنین مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح 5 درصد، نشان داد که تیمارهای موجود از لحاظ درصد کربن آلی در یک سطح قرار می‌گیرند.

جدول 2- نتایج تجزیه واریانس درصد کربن آلی خاک لایه (2) در تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس

منبع تغییرات	درجه‎آزادی	مجموع مربعات	میانگین مربعات	آزمون F
تراکم	1	009/0	009/0	ns393/3
ارتفاع هرس	3	011/	004/0	ns374/1
اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس	3	015/0	005/0	ns363/0
خطا	16	043/0	003/0
کل	23	078/0
: ** تفاوت معنی‌دار در سطح 1 در صد،: nsتفاوت معنی‌دار نیست.

نتایج تجزیه واریانس جدول 3 مربوط به میانگین کربن بیوماس زیرزمینی می‌باشد، که نشان می‌دهد تفاوت معنی‌دار در سطح 1 درصد بین میانگین کربن بیوماس زیرزمینی در تیمارهای تراکم وجود دارد و تراکم 2×2 متر با میانگین 664 کیلوگرم بر هکتار در سطح بالاتری قرار دارد، اما در تیمارهای ارتفاع هرس و اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس تفاوت معنی‌دار نیست. از‎طرف‏دیگر، مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح 5 درصد، نشان داد که تیمارهای موجود از لحاظ میانگین کربن بیوماس زیرزمینی در یک سطح قرار می‌گیرند.

جدول 3- نتایج تجزیه واریانس میانگین کربن بیوماس زیرزمینی در تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس

منبع تغییرات	درجه‎آزادی	مجموع مربعات	میانگین مربعات	آزمون F
تراکم	1	916761	916761	**652/14
ارتفاع هرس	3	40819	13606	ns217/0
اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس	3	282921	94307	ns507/1
خطا	40	2502776	62569
کل	47	3743277
:** تفاوت معنی‌دار در سطح 1 درصد، :nsتفاوت معنی‌دار نیست.

نتایج تجزیه واریانس جدول 4 مربوط به میانگین کربن بیوماس کل پوشش‏گیاهی می‌باشد، که نشان می‌دهد که بین میانگین کربن بیوماس کل تفاوت معنی‌دار در سطح 1 درصد در تیمارهای تراکم و در سطح 5 درصد در تیمارهای ارتفاع هرس وجود دارد، اما در اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس تفاوت معنی‌دار نیست. تراکم 2×2 متر با میانگین 2371 کیلوگرم بر هکتار از لحاظ کربن بیوماس کل در سطح بالاتری قرار دارد، همچنین مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح 5 درصد، در شکل 1 نشان می‌دهد که بیش‎تر ین میانگین کربن بیوماس کل در تیمار ارتفاع هرس 40 سانتی‎متر با میانگین 2109 کیلوگرم بر هکتار و کم‎تر ین در تیمار ارتفاع هرس20 سانتی‎متر با میانگین 1338 کیلوگرم بر هکتار می‌باشد.

جدول 4- نتایج تجزیه واریانس میانگین کربن بیوماس کل در تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس

منبع تغییرات	درجه‎آزادی	مجموع مربعات	میانگین مربعات	آزمون F
تراکم	1	18398178	18398178	**307/35
ارتفاع هرس	3	5366738	1788913	*433/3
اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس	3	3256321	1085440	ns083/2
خطا	40	20843756	521094
کل	47	47864993
:، * تفاوت معنی‌دار به ترتیب در سطح 1 و 5 درصد،: nsتفاوت معنی‌دار نیست.

شکل1- مقایسه میانگین کربن بیوماس کل با آزمون دانکن در سطح 5 درصد

نتایج تجزیه واریانس موجود در جدول 5 مربوط به میانگین ترسیب‎کربن کل می‌باشد، که نشان می‌دهد تفاوت معنی‌داری بین میانگین ترسیب‎کربن کل در تیمارهای تراکم، ارتفاع هرس و اثر متقابل آن‎ها وجود ندارد. همچنین مقایسه میانگین با آزمون دانکن در سطح 5 درصد، نشان داد که تیمارهای موجود از لحاظ میانگین ترسیب‎کربن کل در یک سطح قرار می‌گیرند.

جدول 5- نتایج تجزیه واریانس میانگین ترسیب‎کربن کل در تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس

منبع تغییرات	درجه‎آزادی	مجموع مربعات	میانگین مربعات	آزمون F
تراکم	1	2572434	2572434	ns020/0
ارتفاع هرس	3	71803342	23934447	ns185/0
اثر متقابل تراکم و ارتفاع هرس	3	498106893	166035631	ns284/1
خطا	16	2069186510	129324157
کل	23	2641669179
:ns تفاوت معنی‌دار نیست.

با توجه به این‏که شناخت رابطه بین صفات و عوامل خاک و پوشش‎گیاهی از اهداف مهم تحقیق حاضر بوده است. به همین منظور همبستگی بین این صفات در این مطالعه بررسی شده است.

بررسی همبستگی بین صفات مورد مطالعه پوشش‏گیاهی و عوامل خاک در تراکم 2×2 متر

نتایج تجزیه همبستگی نشان می دهند که در تراکم 2×2 متر، در بین فاکتورهای اندازه گیری شده در خاک، تنها کربن آلی خاک در عمق اول با درصد آهک در سطح 5% رابطه منفی و معنی‌‌‌داری دارد، به عبارتی هر اندازه مقدار آهک موجود در خاک زیادتر باشد، از میزان کربن آلی خاک کاسته خواهد شد. نتایج نشان داد که کربن آلی خاک در عمق اول و دوم با هیچ کدام از صفات پوشش مورد بررسی همبستگی نداشت. ترسیب‏کربن کل با کربن آلی خاک عمق اول و دوم در سطح 5% رابطه مثبت ومعنی‌داری را دارا بود. بین ترسیب‏کربن کل با سایر صفات اندازه گیری شده پوشش و خاک همبستگی وجود نداشت.

بررسی همبستگی بین صفات مورد مطالعه پوشش و عوامل خاک در تراکم 4×4 متر

با توجه به تجزیه همبستگی صفات مورد مطالعه در تراکم 4×4 متر، کربن آلی خاک در عمق اول و دوم با هیچ کدام از صفات مورد بررسی پوشش و خاک همبستگی نداشت. ترسیب‏کربن کل با کربن آلی خاک عمق اول و دوم در سطح 1% رابطه مثبت و معنی‌داری را دارا بود. بین ترسیب‏کربن کل با سایر صفات اندازه گیری شده پوشش و خاک همبستگی وجود نداشت.

بحث و نتیجه‎گیری

فرایند ترسیب‏کربن توسط گیاهان سادهترین و به لحاظ اقتصادی ارزانترین روش برای کاهش کربن به شمار میرود که این نقش را گیاهان توسط عمل فتوسنتز و از طریق اندامهای خود انجام می‏دهند و هر یک از اندام‏های آن‎ها دارای نقش متفاوتی در این فرایند می‏باشند (11). میزان ترسیب‏کربن در واحد زمان به خصوصیات رشد گونههای گیاهی و شیوههای مدیریت، روش احیاء و شرایط محیطی به‎ویژه مقدار بارندگی، تغییر کاربری اراضی، شرایط فیزیکی و بیولوژیکی خاک و ذخیره قبلی کربن در خاک بستگی دارد (17، 16). رابطه مستقیمی بین کربن ترسیب‏شده با نوع گونه گیاهی وجود دارد، به طوری که برای گونه‏های مختلف، ضرایب متفاوتی برای ترسیب‏کربن ارایهشده است (19، 18، 9). در این مطالعه با توجه به تجزیه واریانس درصد کربن آلی و مقدار کربن آلی خاک در لایه اول و دوم خاک، چنین استنباط می‌شود که این صفات متأثر از تیمارهای تراکم و ارتفاع هرس اعمال شده نبوده‌اند که این یافته در راستای نتایج مطالعه (16) قرار دارد که نشان دادند میزان ذخیره کربن خاک تحت تأثیر دوره قطع یا فاصله کاشت بین درختان بید (Salix spp.) نیست. میانگین ارتفاع و حجم بوته‌ها در تیمار اصلی تراکم 4×4 متر بیش از تراکم 2×2 متر بوده، که این امر نشان دهنده افزایش ارتفاع وحجم بوتهها با افزایش فاصله آن‎ها است. در بین تیمارهای ارتفاع هرس نیز تیمار شاهد از لحاظ میانگین ارتفاع و حجم بوته‌ها در وضعیت بهتری قرار داشت، که این موضوع نشان می‌دهد که انجام هرس باعث کاهش ارتفاع و حجم بوته‌ها می‏شود و در مناطق بدون هرس (مراتع قرق)، بوته‌ها از ارتفاع و حجم بیش‎تر ی برخوردارند. برای صفت بیوماس زیرزمینی اختلاف بین تیمارهای ارتفاع هرس معنی‏دار نبود و هر 4 تیمار در یک سطح قرار داشتند. با توجه به این که مقدار وزنی کربن موجود در بیوماس، ضریبی از بیوماس است، نتایج تجزیه واریانس و مقایسه میانگین‌های کربن بیوماس هوایی، کربن بیوماس زیرزمینی و کربن بیوماس کل مشابه نتایج بیوماس مربوطه آن‎ها ست. این نتایج مشابه نتایج تحقیقات (20) میباشد که بیان کردند با کاهش فاصله کاشت میزان بیوماس کل افزایش می‏یابد. از طرف دیگر نتایج این بررسی نشان داد که ذخیره‎کربن در بیوماس اندام هوایی، بیش از ریشه‌ها بود که با نتایج مطالعات (21، 20، 1) مطابقت دارد. همان‏طورکه در بخش نتایج مطرح شد از نظر میزان ترسیب‏کربن کل و مقدار کربن آلی خاک، بین تیمارهای اصلی تراکم و همچنین تیمارهای فرعی ارتفاع هرس اختلاف معنی‌داری وجود نداشت. درصورتی‏که نتایج تجزیه همبستگی نشان داد که بین ترسیب‏کربن کل با مقدار کربن آلی خاک در دو تراکم (2×2 و 4×4 متر) رابطه مثبت و معنی‌داری (به‎ترتیب در سطح 1% و5%) وجود دارد که این یافته در راستای نتایج تحقیقات (1،3،6،22،23) قرار دارد. به‎این‏دلیل که قسمت اعظم کربن ترسیب‏شده در خاک قرار دارد، بنابراین می‌توان بیان داشت که در اکوسیستم‌های مرتعی، خاک مهم‏ترین مخزن کربن آلی است. نتایج این بررسی نشان داد که در تراکم 2×2 متر، مقدار بیوماس کل و کربن بیوماس کل به ترتیب با 5365 کیلوگرم بر هکتار و 2370 کیلوگرم بر هکتار در حدود دو برابر مقدار بیوماس کل و کربن بیوماس کل در تراکم 4×4 متر می‌باشد. ضمن این که در بین تیمارهای ارتفاع هرس، تیمار بدون هرس (شاهد) و هرس از ارتفاع 40 سانتی‎متر با میانگین بیوماس کل و کربن بیوماس کل بالاتر، بهترین تیمار ارتفاع هرس محسوب می‌شوند. با وجود تفاوت زیاد بین میزان بیوماس کل و کربن بیوماس کل در تراکم 2×2 متر و تراکم 4×4 متر، بین مقدار کربن آلی خاک و ترسیب کربن کل در بین این دو تراکم اختلاف معنی‌داری وجود نداشت، که این می‌تواند به دلیل تغییرات تدریجی کربن خاک و افزایش کربن آلی خاک در بلندمدت باشد. در این رابطه تحقیقات (24)، نشان داد که تغییر کاربری اراضی در حالی که می‏تواند باعث افزایش سریع ذخایر کربن گیاهی شود، اما سبب افزایش تدریجی کربن خاک خواهد شد که توضیح مناسبی برای این نتیجه است. با توجه به این نکته که مقدار وزنی کربن موجود در بیوماس ضریبی از بیوماس است، نتایج تجزیه همبستگی کربن بیوماس هوایی، کربن بیوماس زیرزمینی و کربن بیوماس کل مشابه نتایج بیوماس مربوطه آن‎ها ست. به عبارت دیگر با افزایش ارتفاع و حجم بوته‌ها بر میزان بیوماس هوایی افزوده می‏شود، که این افزایش سبب افزایش بیوماس زیرزمینی و در نهایت بیوماس کل گیاه شده و در نتیجه باعث افزایش ذخیره کربن گیاه می‌شود. در این رابطه (25) بیان کردند بیوماس و محتوای کربن گیاه بیش‎تر ین همبستگی را با هم دارند و کربن موجود در گیاه بخشی از بیوماس است. (6)، در مطالعه خود گزارش کردند که افزایش پوشش‎گیاهی موجب افزایش تجمع کربن در بیوماس هوایی و زیرزمینی و خاک می‌گردد. بین کربن آلی خاک با بیوماس کل رابطه‌ای وجود نداشت، به عبارتی افزایش یا کاهش بیوماس بر کربن آلی خاک اثری ندارد. با توجه به نتایج به دست آمده از تحقیق حاضر، که در قالب طرح آترپلکس‌کاری، بررسی فاصله کاشت و ارتفاع هرس انجام شده است، می‌توان اذعان نمود که مدیریت صحیح اراضی مرتعی، افزایش ذخیره‎کربن گیاه را در پی خواهد داشت و سبب افزایش ترسیب‏کربن می‌شود. توسعه پوشش‏گیاهی علاوه بر تأثیر مثبت بر روی ترسیب‏کربن، مزایایی چون کاهش رواناب و فرسایش، جلوگیری از فشردگی خاک‏ها و بهبود شرایط زیستی حیات‏وحش را به دنبال دارد. همان‏طورکه نتایج این تحقیق نیز نشان داد قسمت اعظم کربن ترسیب‏شده در خاک قرار دارد، بنابراین هرگونه عملیات بیولوژیک که باعث افزایش کیفیت خاک شود و مانع سیر قهقرایی خاک گردد، به طور قطع افزایش توان بیولوژیکی منطقه را در پی خواهد داشت و گام‎مثبتی در جهت افزایش ترسیب‏کربن خواهد بود. بنابراین بهتر است اثر عملیات بیولوژیکی رایج در طرح‌های مرتع و بیابان از قبیل بذرکاری، کپه‌کاری، میان‌کاری، نهال‌کاری به‌ویژه طرح‌های آتریپلکس‌کاری و تاغ‌کاری، قرق و کودپاشی به‏لحاظ کربن ترسیب‏ شده مورد مطالعه قرار گیرند. از طرف دیگر در مطالعات ترسیب‏کربن لازم است اثر شدت چرای دام و سیستم‌های مختلف چرایی بر ترسیب‏کربن بررسی شود تا با درنظرگرفتن این فرایند مهم محیط‏زیستی سیستم‎های چرایی را براساس آن طرح‎ریزی نمود. همچنین جهت پروژه‎های ترسیب‏کربن در خاک، بهتر است خاک‌هایی را انتخاب نمود که بیش‎ترین قابلیت و ظرفیت را برای افزایش سطح کربن داشته باشند، مانند خاک‌هایی که در گذشته به‎دلیل مدیریت ضعیف یا کشت محصولات زراعی یک‎ساله در آن‎ها ، تولید پایینی دارند. در نهایت با توجه به وسعت زیاد مراتع و هزینه بالای روش‌های اندازه‌گیری بیوماس، باید روش‌های اندازه‌گیری بیوماس به‎منظور برآورد مقدار ترسیب‏کربن در بیوماس مطالعه شده و کم هزینه‏ترین و سریع‏ترین روش‏ها ارایه شود.

منابع

1- عبدی، ن، 1384، «برآورد ظرفیت ترسیب کربن توسط جنس گون در استان های مرکزی و اصفهان»، رساله دکتری، علوم مرتع، دانشگاه آزاد اسلامی واحد علوم و تحقیقات تهران، 194 ص.

2- Adams, J., Fair, H., Rechard, L., McAlad, M. and Woodward, F.L. (1990). Increases in terrestrial carbon storage from the last glacial maximum to the present, Nature, 348: 711-714.

3- Gao, Y.H., Luo, P., Wu. N. Chen, H. and Wang, G.X. (2007). Grazing intensity impacts on carbon sequestration in an Alpine Meadow on the Eastern Tibetan plateau, Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 3(6): 642-647.

4- Derner, J.D. and Schuman, G.H. (2007). Carbon sequestration and rangelands: A Synthesis of land Management and precipitation effects, Journal of Soil and Water Conservation, 62 (2): 77-85.

5- Luciuk, G.M., Bonneau, M.A., M. Boyle, D. and Vibery, E. (2000). Prairie Farm Rehabilitation. Administration Paper، Carbon Sequestration-Additional Environmental Benefits of Forests in the PFRA.

6- Aradottir, A., Savarsdottir, L., Kristin, H., Jonsson, P. and Gudbergsson, G. (2000). Carbon accumulation in vegetation and solids by reclamation of degraded areas, Icelandic Agricultural Sciences, 13: 99-113.

7- بردبار، ک و مرتضوی جهرمی، م، 1385، «بررسی پتانسیل ذخیره‎کربن در جنگل کاری‎های اکالیپتوس و آکاسیا در مناطق غربی استان فارس»، مجله پژوهش و سازندگی: 1 (3)، ص 23-13.

8- Ojima, D. (2000). Carbon storage in land under cropland and rangeland management. Advances in Terrestrial Ecosystem Carbon Inventory, Measurments and Monitoring Conference in Raleigh NorthCarolina, 73-80.

9- Kilbride, C.M., Byrne, K.A. and Gardiner, J.J. (1999). Carbon sequestration and Irish forests, Dublin Coford, 37 p.

10- Batjes, N.H. (1998). Mitigation of atoms pheric cor concentration by increased carbon sequestion in the soil, Biology and fertility of soils, 7: 230-235.

11- جعفری حقیقی، م، 1382. روش‎های تجزیه خاک نمونه‌برداری و تجزیه های مهم فیزیکی و شیمیایی، انتشارات ندای ضحی، 236 ص.

12- Mahdavi, M., Arzani, H., Farahpoor, M., Malekpoor, B., Joury, M.H. and Abedi, M. (2007). Efficiency investigation of Rangeland inventory with Rangeland health method, Gorgan Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 14(1):158-173, special issue.

13- نوبخت، ع، پورمجیدیان، م، حجتی، م و فلاح، ا، 1390، «مقایسه مقدار ترسیب‎کربن خاک در جنگلکاری‎های خالص سوزنی‎برگ و پهن‎برگ (مطالعه موردی: طرح جنگلداری دهمیان، مازندران)»، مجله جنگل ایران، انجمن جنگلبانی ایران، 3(1): 2 -13.

14- زرین کفش، ، 1372، «خاکشناسی کاربردی»، انتشارات دانشگاه تهران، 247 ص.

15- محمودی‎طالقانی، ع، زاهدی‎امیری، ق، عادلی، ا و ثاقب‎طالبی، خ، 1386، «برآورد ترسیب کربن خاک در جنگلهای تحت مدیریت (مطالعه موردی: جنگل گلبند در شمال کشور»، فصلنامه جنگل و صنوبر، 252-241.

16- Park، G.S. and Ohga, S. (2004). Effects of Cutting Cycle and Spacing on Carbon of Willow, Journal Fac Agric Kyushu Univ, 49: 13-24.

17- Post, W.M and Kwon, K.C. (2000). Soil carbon sequestration and land-use change, processes and potential, Global Change Biology, 6(3): 317-327.

18- Frank, A.B. and Karn, J.F. (2003). Vegetation indices, CO2 Flux, and biomass for Northern planis grassland, Journal of Range Management, 55: 16-22.

19- Singh, G.، Bala, N. Chaudhuri, K.K. and Meena, R.L. (2003). Carbon sequestration potential of common access resources in arid and semi-arid regions of northwestern India, Indian Forester, 129(7): 859-864.

20- Fang، S., Xue، J. and Tang, L. (2006). Biomass production and carbon sequestration potential in poplar plantations with different management patterns, Journal of Environmental Management, 85: 672-679

21- Laclau, P. (2003). Biomass and carbon sequestration of ponderosa pine plantations and native cypress forests in northwest Patagonia, Forest Ecology and Management, 180(1-3): 317-333.

22- عبدی، ن، مداح عارفی، ح و زاهدی‎امیری، ق، 1387، «برآورد ظرفیت ترسیب‎کربن در گو ن‎زارهای استان مرکزی (مطالعه موردی: منطقه مالمیر شهرستان شازند)»، فصلنامه علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 15(3): ص 282-269.

23- Snorrason, A., Sigurdsson, B.D., Gudbergsson, G., Svavarsdottir, K. and Jonsson, T.H.H. (2002). Carbon sequestration in forest plantations in Iceland, Buvisindi, 15: 81-93.

24- Turner, D.P. and Koerper, G.J. (1995). A carbon budjet for forests of the conterminous United States, Ecological Applications, 5 (2): 421-436.

1- استادیار گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران.

2- دکتری جنگل‏شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده کشاورزی، دانشگاه لرستان، لرستان، ایران. *(مسوول مکاتبات)

مراجع