بررسی اثر قرق بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مراتع (مطالعه موردی: شمال استان گلستان، مراتع صوفیکم)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی طبیعت (مرتع و آبخیزداری)، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 گروه مهندسی طبیعت، مجتمع آموزش عالی سراوان، سراوان، ایران

چکیده

سابقه و هدف: چرای مفرط می تواند اثرات مخربی بر خصوصیات فیزیکی خاک در مراتع ایجاد کند. از جمله روش های اصلاحی خاک های تخریب شده، افزایش حاصلخیزی مراتع و تلاش برای بهبود پایداری ساختمان خاک، کاهش لگدکوبی با محدودیت چرای دام می‌باشد. بنابراین قرق مراتع یکی از ساده‌ترین روش‌های اصلاحی است که با جلوگیری از ورود دام به تمام یا قسمتی از مرتع برای یک یا چند سال متوالی صورت می‌گیرد. لذا، تحقیق در مورد تأثیرات قرق بر خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در مناطق مختلف، به تعیین تأثیرات این مهم در اکوسیستم‌های مختلف کمک می‌کند تا شناخت بهتری نسبت به اهمیت این عمل صورت گیرد. با توجه به مطالعات صورت گرفته می‌توان نتیجه گرفت که تبدیل اراضی چرا شده به قرق یک گزینه مناسب برای احیای خاک های تخریب‌شده است. ایجاد قرق در مراتع تخریب یافته یکی از روش­های مناسب برای احیای خاک­ های تخریب‌شده است. به همین منظور این تحقیق به مطالعه اثر قرق بر خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک مراتع صوفیکم در شمال استان گلستان می ­پردازد.
مواد و روش‌ها: در این مطالعه، نمونه‌برداری خاک از 60 نقطه در مراتع قرق شده و مراتع طبیعی (چرا شده) انجام گردید. سپس، خصوصیات خاک شامل ماده آلی، پایداری خاکدانه، هدایت الکتریکی، اسیدیته، SAR، ESP و درصد رس، شن و سیلت اندازه‌گیری گردید. پس از تعیین و محاسبه پارامترهای ذکر شده نرمال بودن داده ­ها با آزمون شاپیرو-ویلک بررسی شد و به ­منظور مقایسه دو مرتع قرق شده و چرا شده از آزمون t-test و ویلکاکسون در محیط نرم‌افزار R استفاده شد.
نتایج و بحث: نتایج نشان داد غلظت هدایت الکتریکی، اسیدیته، ماده آلی، پایداری خاکدانه، SAR و ESP بین دو منطقه مورد مطالعه متفاوت است. مقدار رس در منطقه قرق شده (19/25) بیشتر از مرتع چرا شده (79/22) بوده و مقدار شن در منطقه چرا شده (62/32) بطور قابل‌توجهی بیشتر از منطقه قرق (43/29) است. همبستگی پیرسون بین پارامترهای خاک منطقه قرق شده نشان داد که این مقدار بین ماده آلی و پایداری خاکدانه (71/0) و همچنین بین اسیدیته، هدایت الکتریکی (84/0)، SAR و ESP (92/0) مثبت می ­باشد و بین پارامترهای ماده آلی و پایداری خاکدانه با اسیدیته (93/0-، 68/0-)، هدایت الکتریکی، SAR و ESP (25/0-، 31/0-) همبستگی منفی وجود دارد.
نتیجه­ گیری: استفاده از قرق می‌تواند به پایداری خاکدانه‌ها و بهبود عملکرد زمین کمک کند. پایداری خاک بعنوان یک ویژگی اساسی در حفظ عملکرد مطلوب تولیدات کشاورزی و دستیابی به تداوم عملکرد زمین اهمیت زیادی دارد. این مطالعه نشان داد که استفاده از قرق بعنوان یک اقدام مدیریتی مناسب و موثر می‌تواند به تقویت مرتع کمک نماید و موجب بهبود خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک گردد. به همین دلیل، ضروری است که تیمار قرق بعنوان یک جزء اصلی در طراحی و اجرای طرح‌های مدیریت منابع طبیعی در نظر گرفته شود. نتایج این مطالعه نشان داد که اجرای طرح قرق در مراتع منجر به تغییرات مثبت در خصوصیات خاک شده و به افزایش پوشش گیاهی و بازسازی اکوسیستم مرتعی کمک می کند. لذا قرق مراتع به عنوان یک روش مدیریتی موثر برای احیای خاک های تخریب شده مطرح است. اجرای طرح های قرق در کنار سایر اقدامات اصلاحی مانند کاشت گونه های مرتعی مناسب، می تواند پایداری و حاصلخیزی خاک را افزایش داده و به بازسازی پوشش گیاهی طبیعی کمک کند. بنابراین، در برنامه ریزی های مدیریت مراتع، استفاده از قرق به عنوان یک راهکار مناسب و کم هزینه باید مورد توجه قرار گیرد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Study on the Impact of Exclosures on the Physicochemical Properties of Rangeland Soil (Case Study: Northern Golestan Province, Sufikam Rangelands)

نویسندگان [English]

  • Rasool Khatibi 1
  • Mohsen Farahi 2
1 Department of Natural Engineering (Pasture and Watershed Management), Faculty of Water and Soil, Zabol University, Zabol, Iran
2 Department of Natural Engineering, Higher Education Complex Saravan, Saravan, Iran
چکیده [English]

Introduction: Overgrazing can have detrimental effects on the physical properties of soil in rangelands. Among the remedial methods for degraded soils, increasing rangeland fertility and striving to improve soil structure stability, reducing livestock trampling through grazing restrictions, are highlighted. Therefore, exclosure is one of the simplest remedial techniques, which involves preventing livestock access to all or part of a rangeland for one or more consecutive years. Thus, research on the effects of exclosure on the physical and chemical properties of soil in various regions helps determine the importance of this practice in different ecosystems. Based on existing studies, converting grazed lands into exclosures appears to be a suitable option for rehabilitating degraded soils. Establishing exclosures in degraded lands is an effective method for revitalizing degraded soils. This research examines how exclosures affect the physicochemical properties of degraded soils in the Sufikam rangelands in the northern part of Golestan Province.
Material and Methods: In this study, soil samples were collected from 60 points in both degraded exclosure rangelands and natural rangelands. Subsequently, soil characteristics including organic matter, soil aggregate stability, electrical conductivity, acidity, SAR, ESP, and the percentage of clay, sand, and silt were measured. After determining and calculating the mentioned parameters, the normality of the data was assessed using the Shapiro-Wilk test. To compare the exclosures and natural rangeland, t-test and Wilcoxon were employed in the R environment.
Results and Discussion: The results indicate differences in electrical conductivity, acidity, organic matter, particle stability, SAR, and ESP concentrations between the two study areas. The clay content in the exclosures area (25.19) was higher than in the natural (22.79), and the sand content in the natural rangeland (32.62) was significantly higher than in the exclosures (29.43). The clay content in the exclosure area has increased compared to the natural area, while the sand content in the natural area was significantly higher than in the exclosure area. The Pearson correlation between soil parameters in the exclosure area showed that the correlation between organic matter and soil aggregate stability (0.71), as well as between pH, EC, SAR, and ESP (0.84, 0.92) was positive. There was a negative correlation between organic matter and soil aggregate stability with pH (-0.93, -0.68), EC, SAR, and ESP (-0.25,-0.31).
Conclusion: The use of exclosures can contribute to the stability of soil particles and improve land performance. Soil stability is a crucial feature in maintaining desirable agricultural practices and achieving sustainable land performance. This study demonstrates that the use of exclosures as a suitable and effective management practice can enhance rangeland health and improve the physicochemical properties of the soil. Therefore, it is essential to consider exclosure treatment as a key component in the design and implementation of natural resource management plans. The results of this study indicate that the implementation of grazing exclosure in rangelands leads to positive changes in soil properties and contributes to the increase in vegetation cover and the rehabilitation of the rangeland ecosystem. Therefore, grazing exclosure is presented as an effective management method for rehabilitating degraded soils. Implementing grazing exclosure programs alongside other corrective measures, such as planting suitable rangeland species, can increase soil stability and fertility and contribute to the natural vegetation restoration. Consequently, in rangeland management planning, the use of grazing exclosure as a suitable and cost-effective approach should be considered.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Rangeland management
  • Soil stability
  • Organic matter
  • R software
  • Sufikam rangelands

مراجع

Abay, K., Tewolde-Berhan, S. and Teka, K., 2020. The effect of exclosures on restoration of soil properties in Ethiopian lowland conditions. SN Applied Sciences. 2, 1-12. https://doi.org /10.1007/s42452-020-03538-9.
Ahmadi, T., Malekpour, B. and Kazemi Mazandarani, S.S., 2011. Investigating the effect of exclosure on physical and chemical soil properties in the Kohna Lashk Kojur, Mazandaran. Plant Ecophysiology. 3(8), 89-100. https://doi.org /20.1001.1.20085958.1390.3.8.8.6.
Akhzari, S., Davood, V., Souri, L. and Omidvari, S., 2016. Investigating the effect of exclosure on some physicochemical properties of rangeland soils (Case study: Zagheh Rangelands, Lorestan Province). Journal of Rangeland Science. 3(1), 19-3. https://doi.org/10.22069/jrm.2017.11754.1227.
Amirian, H., Payam Noor, V. and Akbarloo, M., 2021. Introduction of the most salt-tolerant plants and methods of their propagation in the Turkmen Sahra Region. Human and Environment. 19(2), 91-104. (In Persian with English abstract).
Bahrami, B., Erfanzadeh, Y. and Motamedi, T., 2015. The effect of grazing intensity on some important soil characteristics in Khanqah Sorkh rangelands, Urmia. Range and Desert Research of Iran. 22(1), 47-58. https://doi.org/10.22092/ijrdr.2015.13221.
Dhaou, S.O. and Abdullah, F., 2010. The protection effects on floristic diversity in a north African Pseudo -savanna. Pakistan Journal of Botany. 42(3), 1501-1510.
Gentleman, R. and Ihaka, R., 1995. The statistics department of the university of Auckland, New Zealand.
Holechek, J., pieper, R. and Herbbel, C., 1989. Range management principles and practices. 2nd ed. Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersy.
Hosseinzadeh, G., Jalilvand, H. and Tamartash, R., 2007. Changes in vegetation cover and some soil chemical properties in pastures with different grazing intensities. Journal Range Managemen. 14(4), 500-512. (In Persian with English abstract).
Jafari haghighi, M. 2003. Methods of soil analysis sampling and important genetic analyzes of physical and chemical principles with an emphasis on theory and Practical. Tehran, Iran, pp. 233-236.
Jafari, S., Ghorbani, A., Hashemi Majd, K. and Ghaffari, S., 2018. Changes in physical and chemical soil properties under the influence of grazing intensity in Mogan rangelands. Water and Soil. 32(4), 751-762. https://doi.org/10.22067/jsw.v32i4.69025.
Jalilian, F., Bahmanesh, B., Mohammad Esmaeili, M. and Gholami, P., 2017. A comparison of vegetation cover changes and soil characteristics under the influence of flooding, exclosure, and grazing land uses. Water and Soil Science. 21(2), 29-43. (In Persian with English abstract).
Klute, A. 1986. Methods of soil analysis: part 1-physical and mineralogical methods. 2nd ED. Soil Science Society Of America. 1188p. https://lccn.loc.gov/82022630.
Lavado, R.S., Sierra, J.O. and Hashimoto, P.N., 1996. Impact of grazing on soil nutrients in a Pampean grassland. Journal of Range Management. 49, 452-457.
Mahmoudian Chouploo, A., Dianti Tilki, G. A. and Alavi, S. J., 2016. Investigation of Aeluropus lagopodes and Salsola turcomanica response to some environmental gradients using the HOF function (Case Study: Inche Borun Rangelands). Rangeland. 10(3), 268-280. (In Persian with English abstract).
Mahmoudian, A., Akharian, M. and Taher, M. N., 2021. Investigating the distribution of aeluropus littoralis in two areas of exclosure and grazed in Saline and Alkaline rangelands of Golestan Province. Iranian Journal of Natural Ecosystems. 12(2), 1-15. (In Persian with English abstract).
Matano, A.S., C.K. Kanangire, D.N. Anyona, P.O. Abuom, F.B. Gelder, G.O. Dida, P.O. Owuor. and Ofulla, A.V.O., 2015. Effects of land use change on land degradation reflected by soil properties along Mara River, Kenya and Tanzania. Open Journal of Soil Science. 5, 20-38. https://doi.org/10.4236/ojss.2015.51003.
Niknahad Garmakher, H., Jafari Fotoumi, E. and Sheidayi Karkaj, I., 2013. The effect of exclosure amendment on the physical and chemical properties of soil in the arid region of Maraveh Tappeh, Golestan province. Applied Research in Soil Science. 1(2), 114-124. (In Persian with English abstract).
Niknahad Gharmakher, H., Sheidai-Karkaj, E. and Jafari, I., 2016. Effects of exclosure on soil properties in winter rangelands in Golestan province, Iran. Journal of Rangeland Science. 7(1), 55-66. (In Persian with English abstract).
Qobadi, A., Akhgari, S. and Davood, V., 2020. The Impact of exclosure on some chemical and organic soil properties (Case Study: Gonbad Shahar watershed, Hamadan). Environmental Science and Technology Quarterly. 22(10), 221-233. https://doi.org/10.22034/jest.2021.32769.4059.
Savvar olia, A., Mahdavi, S. K., Seyyed Khadijeh. and Hosseini, A., 2013. Investigating the effect of some physicochemical soil properties on the distribution of halostachys caspica pall. in Saline and Alkaline rangelands of Golestan province (Case Study: Gomishan rangeland). Plant Environmental Physiology. 7(28), 39-48. https://dorl.net/dor/20.1001.1.76712423.1392.7.28.5.8.
Singh, P., Sharma, S., Nisar, S. and Choudhary, O.P., 2023. Structural stability and organic matter stabilization in soils: differential impacts of soil salinity and sodicity. Journal of Soil Science and Plant Nutrition, 23(2), pp.1751-1773. https://doi.org/10.1080/17583004.2021.1992505.
Souri, L., Akhgari, D. and Omidvari, Sh., 2017. Investigating the effect of gharegh on some physicochemical properties of rangeland soils (Case Study: Zagheh rangelands, Lorestan province). Journal of Rangeland Science. 3(1), 19-32. https://doi.org/10.22069/jrm.2017.11754.1227.
Tavakoli, Y., Yashti. and Khodashenas. A.R., 2014. Comparison of plant characteristics and soil organic matter under exclosure and grazing conditions (Case Study: Marginal rangelands of Mashhad). Range and Desert Research of Iran. 21(3), 416-423. https://doi.org/10.22092/ijrdr.2014.12115.
Van Bavel, C.H.M. 1950. Mean weight-diameter of soil aggregates as a statistical index of aggregation 1. Soil Science Society of America Journal. 14(C), 20-23.
Yates, C. J., Norton, D. A. and Hobbs, R. J., 2020. Grazing effects on plant cover, soil and microclimate in fragmented woodlands in south‐western Australia: implications for restoration. Austral Ecology. 25(1):36-47. https://doi.org/10.1046/j.1442-9993.2000.01030.x.
Walkly, A. and Black, I. A., 1934. An examination of the degtjareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science. 37, 29-38.
Zare Chahouki, M. A., Moshgholi, M. and Hossein Jafari, S., 2015. classification of vegetative cover in relation to some environmental factors (Case Study: Qareh Bagh rangelands, West Azerbaijan province). Iranian Journal of Plant Biology (Iranian Journal of Biology). 28(5), 995-1005. https://dorl.net/dor/20.1001.1.23832592.1394.28.5.8.1
Zhou, W., Li, C., Wang, S., Ren, Z. and Stringer, L. C., 2023. Effects of grazing and enclosure management on soil physical and chemical properties vary with aridity in China's drylands. Science of The Total Environment., 877, 162946. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162946.
فصلنامه علوم محیطی
دوره 22، شماره 3
1403
صفحه 483-494

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار