بررسی تأثیر قرق بر پتانسیل ترسیب کربن در مراتع قشلاقی سرخکلای ساری

محورهای موضوعی : آب و محیط زیست

عاطفه خانلری ¹ , رضا تمرتاش ² , محمدرضا طاطیان ³

1 - دانش آموخته کارشناسی ارشد منابع طبیعی- مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری * (مسئول مکاتبات)
2 - مربی گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.
3 - استادیار گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری.

تاریخ دریافت : 1392/01/08 تاریخ پذیرش : 1392/06/16 تاریخ انتشار : 1392/07/01

کلید واژه: ترسیب کربن, قرق, چرا, مرتع قشلاقی,

چکیده مقاله :

مراتع حاوی بیش از یک سوم ذخایر کربن زیست کره خاکی هستند که قادرند دی اکسید کربن اتمسفر را از طریق پوشش گیاهی جذب کرده و در بافت های گیاهی و سپس خاک تجمع و رسوب دهند. چرای دام از پوشش گیاهی به عنوان یک عامل انسانی می تواند در میزان این جذب اثر داشته باشد. لذا در این پژوهش تأثیر چرا بر میزان ترسیب کربن در مراتع قشلاقی قرق و غیرقرق سرخکلای شهرستان ساری مورد مطالعه قرار گرفته است. پس از تعیین تیپ گیاهی و شناسایی گونه غالب (Hordeum glaucum Steud) نمونه برداری از پوشش گیاهی با روش تصادفی- سیستماتیک با استفاده از 20 پلات یک متر مربعی انجام گردید. سپس زیتوده بالای سطح زمین شامل اندام هوایی و همچنین زیتوده ریشه گیاهان با اندازه گیری مستقیم تعیین شد. با توزین نمونه ها، درصد ماده خشک برای هر یک از بخش ها محاسبه گردید. همزمان با نمونه برداری پوشش گیاهی، نمونه برداری از خاک از دو عمق 0-15 و 15-30 با توجه به مرز تفکیک افق سطحی و زیرین در منطقه انجام شد. درصد کربن آلی نمونه های گیاهی و درصد کربن آلی خاک در آزمایشگاه به دست آمد. همچنین سایر خصوصیات خاک شامل وزن مخصوص ظاهری، بافت خاک، کربنات کلسیم، هدایت الکتریکی و واکنش خاک تعیین شد. در نهایت داده های به دست آمده از دو منطقه قرق و تحت چرا، با استفاده از آزمون تی مستقل در نرم افزار SPSS 16 مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که چرا موجب کاهش معنی دار ترسیب کربن از اندام هوایی به زیرزمینی در هر دو منطقه تحت چرا و قرق گردیده است (p≤0/01). در حالی که با وجود کاهش میزان ترسیب کربن خاک از منطقه قرق به غیرقرق، تفاوت معنی داری بین آن ها در عمق اول و دوم خاک مشاهده نشد. همچنین نتایج نشان داد که سهم خاک در میزان ترسیب بسیار بیش تر از گیاه بوده و به ترتیب 97 و 99% از میزان کربن موجود در منطقه قرق و غیرقرق را به خود اختصاص داده است.

چکیده انگلیسی:

Rangelands are containing more than one-third of earth's biosphere carbon stocks that can able toabsorb atmosphere carbon dioxide by their vegetation and accumulate in plant tissues and soil. Animalgrazing as a human factor could be effect on the amount of absorption. In this study, the effect ofgrazing on carbon sequestration is studied in grazed and ungrazed winter rangelands of Sorkhkola inSari. After determining the type of vegetation and dominant species (Hordeum glaucum), samplingwas done by randomly-systematic method and 20 plots (1m2). The plant biomass of shoot and rootwas determined by direct measurement. Then, samples were weighed and dry matter was calculatedfor each organs. The soil sampling was done from each horizon (0-15 and 15-30 cm) based onboundary separation of the surface and underlying horizon in the area. Organic carbon percentage ofplant and soil samples was obtained in laboratory. As well as other soil properties including bulkdensity, soil texture, calcium carbonate, electrical conductivity and soil reaction was determined.Finally, the grazed and ungrazed area data was analyzed using independent t-test in SPSS 16 software.The results showed that a significant reduction of carbon sequestration from aerial to undergroundorgans area in grazed and protected sites (p≤0/01). Despite the decline in soil carbon sequestrationthrough grazing to protected area had no significant differences between the first and second soildepth. Also, the result showed that sequestration rate was much higher in the soil to plant. It was 97%and 99% of the carbon sequestration in the protected and grazed area respectively

منابع و مأخذ:

1. عبدی، ن.، مداح عارفی، ح. و زاهدی امیری، ق.، برآورد ظرفیت ترسیب کربن در گون زارهای استان مرکزی (مطالعه موردی منطقه مالمیر شهرستان شازند). تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 1387،جلد 15، شماره2، صفحات 282-269.


2. Allen-Dias, B., 1996. Rangelands in a changing climate: impacts, adaptations and mitigation. Cambridge University Press, Published for the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge, pp158.


3. Schuman, G.E., Janzen, H.H. and Herrick, J.E. 2002. Soil carbon dynamics and potential carbon sequestration by rangelands. Environmental Pollution, Vol.116, pp. 391- 396.


4. 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. Journal of Agriculture and Biological Sciences, Vol.3, pp. 642-647.


5. Ardo, J., Olsson, L., 2003. Assessment of soil organic carbon in semi-arid Sudan using GIS and the Century model. Journal of Arid Environments, Vol.54,PP.633-651.


6. Povirk, K.L., Welker, J.M. and Vance, G.F., 2001. Carbon sequestration in arctic Tundra, alpine Tundra and mountain meadow ecosystems. Lewis Publishers, (Washington), pp228.


7. Briske, D.D., Boutton, T.W. and Wang, Z., 1996. Contribution of flexible allocation priorities to herbivory tolerance in C₄ perennial grasses: An evaluation with 13C labeling. Oecologia, Vol.105, pp. 151-159.


8. Kieft, T.L. 1994. Grazing and plant canopy effects on semi-arid soil microbial biomass and respiration. Biology, Fertilization and Soils, Vol.18, pp.155-162.


9. Shariff, A.R., Biondini, M.E. and Grygiel, C.E. 1994. Grazing intensity effects on litter decomposition and soil nitrogen mineralization. Range Management, Vol.47, pp. 444-449.

1. آذرنیوند، ح.، جنیدی جعفری، ح.، زارع چاهوکی، م.ع.، جعفری، م. و نیکو، ش.، بررسی اثر چرای دام بر ترسیب کربن و ذخیره ازت در مراتع با گونه درمنه دشتی (Artemisia cieberi) در استان سمنان، مجله علمی پژوهشی مرتع، 1388، جلد3، شماره4، صفحات 610-590.

11. Scurlock, J.M.O., Johnson, K. and Olson, R.J., 2002. Estimating net primary productivity from grassland biomass dynamics measurements. Global Change Biology, Vol.8, pp. 736–753.


12. Bardgett, R.D., Wardle, D.A. and Yeates, G.W. 1998. Linking above-ground and below-ground interactions: How plant responses to foliar herbivory influence soil organisms. Soil Biology & Biochemistry, Vol.30, pp.1867-1878.


13. Ruess, R.W. and Seagle, S.W. 1994. Landscape patterns in soil microbial processes in the Serengeti National Park, Tanzania. Ecology, Vol.75, pp. 892-904.


14. Reeder, J.D. and Schuman, G.E. 2002. Influence of livestock grazing on C sequestration in semi-arid mixed-grass and short-grass rangeland. Environmental Pollution, Vol.116, pp.457-463.


15. Schuman, G.E., Reeder, J.D., Manley, J.T., Hart, R.H. and Manley, W.A., 1999. Impact of grazing management on the carbon and nitrogen balance of a mixed-grass rangeland. Ecology Applications, Vol.9, pp. 65-71.


16. Reeder, J.D., Schuman, G.E., Morgan, J.A. and Lecain, D.R., 2004. Response of organic and inorganic carbon and nitrogen to long-term grazing of the short grass steppe. Environment Management, Vol.33, pp.485-495.


17. Derner, J.D. and Schuman, G.E., 2007. Carbon sequestration and rangelands: a synthesis of land management and precipitation effects. Soil Water Conservation, Vol.62, pp.77-85.


18. Andrew, J.E., and Gregory, P.A., 2006. Effect of grazing intensity on soil Co₂ stocks flowing deforestation of a Hawaiian dry tropical forest. Global Change Biology, Vol.12, pp.1761-1772.


19. Yong-Zhong, S., Yu-Lin, L., Jian-Yuan, C. and Wen-Zhi, Z., 2005. Influences of continuous grazing and livestock exclusion on soil properties in a degraded sandy grassland, Inner Mongolia, northern China. Catena, Vol.59, pp. 267–27.


20. Milchunas, D.G. and Lauenroth, W.K. 1993. Quantitative effects of grazing and soils over a global range of environments. Ecology Monographs, Vol.63, pp.327-366.


21. نقی پور برج، ع.ا.، دیانتی تیلکی، ق.، توکلی، ح. و حیدریان آقاخانی، م.، تاثیر شدت چرا بر میزان ترسیب کربن خاک و زیتوده گیاهی در مراتع نیمه خشک (مطالعه موردی: مراتع سیساب بجنورد)، تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 1391، جلد 16، شماره 3، صفحات  385-375.


22. Efimia, M. Papatheodorou, J., Pantis, D. and Stamou, G.P., 1998. The effect of grazing on phenology and biomass allocation in Quercus coccifera. Acta Oecologica, Vol.19, pp. 339-347.


23. Batjes, N.H., 1999. Management options for reducing Co₂ concentrations in the atmosphere by increasing carbon sequestration in the soil. Report 410-200-031, Dutch National Research Programmed on Global Air Pollution and Climate Change, Technical Paper30. International Soil Reference and Information Centre, (Wageningen), pp 239.


24. Derner, J.D., Briske, D.D. and Boutton, T.W., 1997. Does grazing mediate soil carbon and nitrogen accumulation beneath C₄ perennial grasses along an environmental gradient?. Plant Soil, Vol.191, pp. 147-156.


25. 25- جعفری حقیقی، م.، روش­های تجزیه خاک، نمونه­برداری و تجزیه­های مهم فیزیکی و شیمیایی با تأکید بر اصول تئوری و کاربردی، تهران، انتشارات ضحی، 1382، 236صفحه.


26. Yong-Zhong S., 2007. Soil carbon and nitrogen sequestration following the conversion of cropland to alfalfa land in northwest china. Soil and Tillage Research, Vol.92, pp. 181-189.


27. Snorrason, A., Sigurdsson, B.D., Gudbergsson, G., Svavardsdottir, K. and Jonsson, T.H.H., 2002. Carbon sequestration in forest plantations in Iceland. Icelandic Agricultural Sciences, Vol.15, pp. 81- 93.


28. Aradottir, A., Savarsottri, L., Kristin, H., Jonsson, P. and Gudbergsson, G., 2000. Carbon accumulation in vegetation and soils by reclamation of degraded areas. Icelandic Agricultural Sciences, Vol.13, pp.99-113.


29. Follett, R.F., Kimble, J.M., and Lal, R., 2001. The Potential of U.S. grazing lands to sequester carbon and mitigate the greenhouse effect. (CRC Press), pp 472.


30. Van Wijnen, H.J., Van der Wal, R. and Bakker, J.P., 1999. The impact of herbivores on N mineralization rate: consequences for salt-marsh succession. Oecologia, Vol.118, pp.225-231.


31. Hill, M.J., Braaten, R. and Mekeon, G.M., 2003. A scenario calculator for effect of grazing land management on carbon stock in Australian rangelands. Environmental Modeling and Software, Vol.18, pp.627-644.


32. Su-Young, Z. and Zhao, H.L., 2003. Influences of grazing and exclosure on carbon sequestration in degraded sandy grasslands. Inner Mongolia, north china, New Zealand Journal of Agricultural Research, Vol.46, pp. 321-328.


33. Guodong H., Xiying H., Mengli, Z. and Mingjun, W. 2008. Effect of grazing intensity on carbon and nitrogen in soil and vegetation in a meadow steppe in Inner Mongolia. Journal of Agriculture, Ecosystems and Environment, Vol.125, pp. 21–32.


34. Baron,V.S., Mapfumo, E., Dick, A.C., Naeth, M.A., Okine, E.K. and Chanasyk, D.S., 2002. Grazing intensity impacts on pasture carbon and nitrogen flow. Journal of Range Management, Vol.55, pp. 535–541.


35. 3Frank, D.A., Evans, R.D. and Tracy, B.F., 2004. The role of ammonia volatilization in controlling of a natural 15N Abundance grazed grassland. Biogeochemistry, Vol.68, pp.169-178.


36. Rees, R.M., Bingham, I.J., Baddeley, J.A and Watson, C.A., 2005. The role of plantand land management in sequestration soil carbon in temperate arable and grassland ecosystems. Geoderma, Vol.128, pp.130-154.


37. Grunzweig, J.M., Lin, T., Rotenberg, E., Schwartz, A. and Yakir, D., 2003. Carbon sequestration in arid-land forest. Global Change Biology, Vol.9, pp.791-799.


38. Shrestha G. and Stahl, P., 2008. Carbon accumulation and storage in semi arid sagebrush steppe: Effects of long-term grazing exclusion. Agriculture, Ecosystems and Environment Vol.125, pp. 173–181.


39. Cao, G.M. and Zhang, J.X. 2001. Soil nutrition and substance cycle of Kobersia meadow. China Science Press, (Beijing), pp 216.