تأثیر احیای جنگل با گونه‌های پهن‌برگ و سوزنی‌برگ بر ویژگی‌های خاک و ذخیره کربن (مطالعه موردی: جنگل کُلِت)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران

10.48308/envs.2023.1300

چکیده

سابقه و هدف: خاک به‌عنوان بزرگ‌ترین منبع کربن در زیست‌کره بوده و بیش از نیمی از کربن آن در بوم‌سازگان‌های جنگلی ذخیره می‌شود. با توجه به اهمیت بخش کربن خاک، هدف از این پژوهش بررسی چگونگی تأثیر گونه‌های مختلف پهن‌برگ و سوزنی‌برگ بر ذخیره‌سازی کربن خاک جنگل با توجه به قابلیت متفاوت آن‌ها در ذخیره و استفاده از مواد مغذی خاک در جنگل کُلِت است.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش ابتدا سه توده جنگل‌کاری پلت، توسکا ییلاقی، زربین و یک توده جنگل طبیعی در منطقه مورد مطالعه انتخاب شدند. در هر توده تعداد ده قطعه‌نمونه ۴۰۰ مترمربعی (۲۰۲۰ متر) به‌صورت انتخابی پیاده شد. همچنین در هر قطعه‌نمونه از چهار گوشه و مرکز آن از عمق ۰-۱۵ سانتی‌متر نمونه خاک برداشت شد؛ سپس خاک‌‌ها باهم مخلوط و یک نمونه ترکیبی برای آزمایشگاه جدا (جمعاً ۴۰ نمونه) که به‌منظور مطالعه مشخصه‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (چگالی ظاهری، بافت خاک، واکنش خاک، هدایت الکتریکی، کربن آلی، ازت کل، فسفر و پتاسیم قابل‌جذب) به آزمایشگاه انتقال داده شد. برای تجزیه متغیر‌های مربوط به خاک از نرم‌افزار آماری SAS استفاده شد. تجزیه به مؤلفه‌های اصلی (PCA) بر اساس فاکتورهای اندازه-گیری‌شده، جهت تمایز بین توده‌های موردمطالعه و تعیین مهم‌ترین فاکتور، با استفاده از بسته‌ی Vegan نرم‌افزارR مورداستفاده قرار گرفت.
نتایج و بحث: بر اساس نتایج به‌دست‌آمده میزان واکنش خاک، پتاسیم قابل‌جذب، رطوبت نسبی، کربن آلی، رس و ذخیره کربن خاک در بین چهار توده دارای اختلاف معنی‌داری بودند (P < 0.01). توده توسکا ییلاقی و پلت بیشترین مقدار ذخیره کربن را نسبت به توده زربین و جنگل طبیعی نشان داد. تفاوت مشاهده‌شده در میزان کربن آلی خاک در توده‌های مورد‌مطالعه به قابلیت‌های مختلف گونه‌های درختی در بازسازی خاک بوم سامانه جنگل بستگی داشت. کاشت گونه‌های پهن‌برگ در کوتاه-مدت موجب ذخیره کربن بیشتری نسبت به گونه‌های سوزنی‌برگ شد، زیرا گونه‌های درختی پهن‌برگ تولید لاشبرگ و بازگشت عناصر غذایی را افزایش می‌دهند و در احیای خاک جنگل‌های تخریب یافته مؤثرتر است. و این به دلیل تجزیه سریع‌تر برگ، محتوای نیتروژن بیشتر و نسبت C/N کمتر است، درحالی‌که وجود مواد رزینی و فنلی در برگ گونه‌های سوزنی‌برگ تأثیر منفی در تجزیه لاشبرگ آن‌ها دارد.
نتیجه‌گیری: به‌طور خلاصه این تحقیق نشان داد که احیای جنگل با گونه‌های پهن‌برگ در قسمت‌های مختلف منطقه تأثیر زیادی بر ذخیره کربن خاک داشت و پتانسیل ذخیره کربن در خاک برحسب گونه‌های درختی متفاوت است و گونه‌های پهن-برگ (افراپلت و توسکا) نقش مؤثری در میزان ذخیره کربن در خاک این منطقه داشتند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Impact of Reforestation with Broad-Leaved and Coniferous Species on Soil Properties and Carbon Storage (Case study: Kolet Forest)

نویسندگان [English]

  • Khadijeh Asghari
  • Hamid Jalilvand
  • Hamed Asadi
Department of Forest Science and Engineering, Faculty of Natural Resources, Sari University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Mazandaran, Iran
چکیده [English]

Abstract
Background and purpose: Soil is the largest source of carbon in the biosphere and more than half of its carbon is stored in forest ecosystems. Considering the importance of soil carbon part, the purpose of this research is to investigate how different species of broadleaf and coniferous species affect forest carbon storage in soil, considering their different ability to store and use soil nutrients in The forest is Kolet.
Materials and methods: In this research, first, three stands of Acer velutinum Boiss, Alnus subcordata C.A.M, and Cupressus sempervirens var horizontalis and one natural forest stand were selected in the study area. Ten samples of 400 square meters (2020 meters) were selected in each cluster. Also, soil samples were collected from the four corners and the center of each plot from a depth of 0-15 cm; Then the soils are mixed together and a combined sample is separated for the laboratory (40 samples in total) which is used to study the physical and chemical characteristics of the soil (bulk density, soil texture, soil reaction, electrical conductivity, organic carbon, total nitrogen, phosphorus and absorbable potassium) was transferred to the laboratory. SAS statistical software was used for soil data analysis related variables, and the Vegan R software package was used for principal component analysis (PCA) to identify the most significant factor and differentiate between the studied populations.
Results and discussion: Based on the obtained results, soil reaction rate, absorbable potassium, relative humidity, organic carbon, clay and soil carbon storage had significant differences among the four stands (P < 0.01). Alnus subcordata and Acer velutinum showed the highest amount of carbon storage compared to Cupressus sempervirens and natural forest stand. The difference observed in the amount of soil organic carbon in the studied stands depended on the different capabilities of tree species in restoring the soil ecosystem. The planting of broadleaf species resulted in more carbon storage in the short term than coniferous species, because broadleaf tree species increase litter production and nutrient return, making them more effective in restoring degraded forest soils. And this is due to faster leaf decomposition, higher nitrogen content and lower C/N ratio, while the presence of resinous and phenolic substances in coniferous leaves negatively affects their decomposition of their litter.
Conclusion: In summary, this research showed that reforestation with broadleaf species in various areas of the region significantly impacted the soil carbon stock and carbon storage potential based on the type of tree species. Particularly, broadleaf species such as Alnus subcordata and Acer velutinum played a crucial role in increasing the amount of carbon stored in the soil of the studied region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Carbon storage
  • Alnus subcordata
  • Soil physical properties
  • PCA