کد مقاله : 140306121143615 بازدید : 7 صفحه: 69 - 81

نوع مقاله: پژوهشی

اثر قرق بلندمدت بر ميزان ذخيره کربن خاک در مراتع مشجر نيمهگرمسيري استان خوزستان

محورهای موضوعی : مدیریت بهینه منابع آب و خاک

مهدی عباسی ¹ , بهناز عطائيان ^{2
*} , مينا ربيعي ³ , علی رستمی خانی زاده ⁴

1 - دانش آموخته کارشناسي ارشد، گروه مهندسي طبيعت، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه ملاير، ملاير، ايران.
2 - استاديار گروه مهندسي طبيعت، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه ملاير، ملاير، ايران.
3 - دانشيار، گروه منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه پيام نور، تهران، ايران.
4 - کارشناسي ارشد، اداره کل محيط زيست استان لرستان، خرم آباد، ايران.

تاریخ دریافت : 1403/06/12 تاریخ پذیرش : 1404/01/22 تاریخ انتشار : 1404/03/29

کلید واژه: پارک ملي کرخه, ترسيب کربن, مديريت مرتع,

چکیده مقاله :

زمينه و هدف: مراتع محل ذخيره بيش از يک سوم کربن زيستکره خاکي هستند که قادرند دي ‌اکسيد کربن اتمسفري را از طريق پوشش گياهي جذب کرده و در بافتهاي گياهي و سپس خاک ذخيره کنند.تغييرات کمّي و کيفي ماده آلي لاشبرگ، پوشش هوايي، زيست‌توده زيرزميني و ترکيب خاک باشد. بهطورکلي، عدم يکنواختي آثار چرا بر پتانسيل ترسيب کربن در اکوسيستمهاي مرتعي در مناطق مختلف لزوم مطالعه و بررسي مديريتهاي چرايي در مناطق مختلف را گوشزد مينمايد. باتوجه به اينکه بخش اعظم استان کردستان در سيطره منطقه نيمهاستپي ميباشد و چراي دام بهعنوان اصليترين نوع کاربري در اين مراتع بهشمار ميآيد، بنابراين در اين پژوهش اثر قرق بلندمدت مراتع مشجر نيمهگرمسيري بر ذخيره کربن آلي خاک پارک ملي کرخه، استان خوزستان مورد بررسي قرار گرفت.

روش پژوهش: جهت انتخاب مکان نمونهبرداري محدوديتي از لحاظ شرايط توپوگرافي وجود ندارد به همين در قالب يک طرح کاملا تصادفي، تعداد 4 مقطع- برش عرضي 100 متري انتخاب شده و در طول هر ترانسکت تعداد 14 نمونه خاک در دو عمق 0 تا 10 و 10 تا 30 سانتيمتر با توجه به بررسيهاي انجام شده و تعيين مرز تفکيک افق سطحي و زيرين برداشت ميشود که جهت مقايسه ميزان کربن تثبيت شده به همين تعداد نمونهگيري از منطقه چراي آزاد نيز صورت گرفت. سپس خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک از جمله کربن، نيتروژن، بافت خاک، وزن مخصوص ظاهري، هدايت الکتريکي ((EC و اسيديته خاک (pH) اندازهگيري شد. نمونه خاکهاي هوا خشک شده و بعد از خرد کردن کلوخهها، جدا کردن ريشهها، سنگ و ديگر ناخالصيها، آسياب شده و از الک 2 ميليمتر (مش20) عبور داده شدند. براي اندازهگيري كربن آلي خاك از روش والكي- بلاك و به منظور محاسبة وزن مخصوص ظاهري از روش كلوخه استفاده شد پس از جمعآوري داده‌ها با استفاده از نرمافزار SPSS ورژن 18 و از طريق مقايسه ميانگين داده‌ها با آزمون t-test مستقل استفاده شد. سطح معنيداري معادل 05/0 و 01/0 در نظر گرفته شد. لازم بذکر است قبل از انجام آناليزها، پيش فرضهاي مورد نياز که نرماليتي و همگني واريانسها بودند، مورد بررسي قرار گرفتند.

يافتهها: نتايج حاصل از تجزيه خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک در دو عمق0 تا 10 (سطحي) و 10 تا 30 سانتيمتر (زيرسطحي) در منطقه قرق و چرا، نشان داد که قرق و چرا بر ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان وزن مخصوص ظاهري تأثيرگذار و با يک اثر افزاينده همراه هستند. به نظر ميرسد خاک اين مناطق به علت داشتن زيتوده هوايي و زير زميني گياه داراي مواد آلي و نيتروژن زيادي هستند. با وجود اين موارد اثر معنيداري بر ميزان اسيديته خاک در دو منطقه قرق و چرا مشاهده نشد که ميتواند بهعلت مواد مادري يکسان خاک دو منطقه باشد. همچنين چرا برخلاف قرق بر ميزان هدايت الکتريکي (EC) در عمق10-0 سانتيمتر اثر معنيداري و کاهشي داشت. همچنين در نسبت C/N موجود در خاک منطقه قرقشده برخلاف منطقه چرا در عمق10-0 سانتيمتر اثر معنيداري مشاهده شد. يافتههاي منطقهاي که قرق و چرا در آن صورت گرفته بود، حاکي از اين بود که در اين منطقه قرق باعث اثر افزايشي و معنيداري در مقدار ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر)، ميزان اسيديته خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان هدايت الکتريکي (EC) (عمق10-0 سانتيمتر) شده است. همچنين چراي انجام شده در اين منطقه حفاظتي بر ميزان وزن مخصوص ظاهري (عمق10-0 سانتيمتر) تأثير افزايشي و معنيداري داشته است. ليکن با اين وجود در قرق و چرا در اين منطقه بر نسبت C/N موجود در خاک اثر معنيداري نداشته است.

نتيجه‌گيري: بهطور کلي نتايج مطالعه حاضر گوياي اين مطلب است که خاک اراضي قرق نسبت به خاک اراضي چرا شده از لحاظ خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک وضعيت مطلوبتر و بهتري را جهت افزايش ترسيب کربن دارد و چون بهرهبرداريهاي بيرويه در اکوسيستمهاي چرا شده باعث کاهش ميزان توليد و ترسيب کربن مراتع گرديده است. پس اجراي برنامههاي اصلاحي و مديريتي متداول مانند قرق جهت افزايش ترسيب کربن و توليد علوفه در اکوسيستمهاي مرتعي متفاوت امري ضروري بنظر ميرسد.

چکیده انگلیسی:

Background and Aim: Rangelands serve as a storage for more than one-third of the Earth’s carbon stocks, absorbing atmospheric carbon dioxide through vegetation and store it in plant tissues and subsequently in the soil. Changes in the quantity and quality of organic matter can be influenced by litter, canopy cover, underground biomass, and soil composition. Generally, the inconsistency of grazing effects on the carbon sequestration potential in rangeland ecosystems across different regions highlights the need for study and examination of grazing management practices in various areas. Considering that most of Kurdistan province lies within the semi-steppe region and livestock grazing is regarded as the primary land use in these rangelands, this research investigates the effect of long-term enclosed of semi-steppe wooded grasslands on soil organic carbon storage in Karkheh National Park, Khuzestan Province.
Methods: To select the sampling locations, there were no restrictions in terms of topographic conditions. Therefore, four 100-meter transects were randomly In completely random design and 14 soil samples were collected along each transect at two depths of 0 to 10 cm and 10 to 30 cm, based on previous studies and the determination of the boundary distinguishing the surface and subsurface soil horizons. To compare the amount of carbon storage, an equal number of samples were also collected from an grazed area. Subsequently, the physical and chemical properties of the soil, including the carbon, nitrogen, texture, bulk density, electrical conductivity (EC), and acidity (pH) were measured. The soil samples were air-dried, and after crushing the aggregates, separating roots, stones, and other impurities, they were ground and passed through a 2 mm sieve (mesh 20). The Walkley-Black method was used to measure soil organic carbon, and the aggregate method was used to calculate bulk density. After collecting the data, SPSS v.18 was used to do independent t-test comparing the average values. Significance levels of 0.05 and 0.01 were considered. Prior to statistical analysis, the necessary assumptions regarding normality and homogeneity of variances were checked.
Results: The results showed the analysis of the physical and chemical properties of the soil at two depths of 0 to 10 cm (surface) and 10 to 30 cm (subsurface) in enclosed and grazing areas indicated that enclosed and grazed treatments significantly affected soil carbon storage at the surface depth (0-10 cm), the amount of soil nitrogen (0-10 cm), and the bulk density showing an increasing effect associated with depth. It appears that the soil in both areas have high organic matter and nitrogen content due to the aboveground and underground plant biomass. However, no significant change was observed on soil acidity between both the enclosed and grazed areas, which could be due to the same soil parent materials in both study sites. Additionally, grazing, in contrast to enclosed, had a significant and decreasing effect on electrical conductivity (EC) at the depth of 0-10 cm. A significant effect was also observed in the C/N ratio in the soil of the enclosed area compared to the grazing area at the depth of 0-10 cm. The findings indicated that in the study area, protection led to a significant increase in the amount of soil carbon storage at the surface depth (0-10 cm), the amount of soil nitrogen (0-10 cm), soil acidity (0-10 cm), and electrical conductivity (EC) (0-10 cm). Furthermore, the grazing had a significant increasing effect on the bulk density (0-10 cm). Nevertheless, neither encosion nor grazing had a significant effect on the C/N ratio in the soil of the study area.
Conclusion: Overall, the results of the present study indicate that the soil of enclosed area has more suitable conditions for increasing soil carbon sequestration compared to the soil of grazed areas in terms of physical and chemical properties. Excessive exploitation in grazing ecosystems has led to a reduction in carbon storage and sequestration in rangelands. Therefore, implementing common remediation and management programs, such as exclusion, seems essential for enhancing carbon sequestration and forage production in various rangeland ecosystems.

منابع و مأخذ:

Abrigo, M., Lezama, F., Grela, I. & Piñeiro, G. (2024). Grazing exclusion effects on vegetation structure and soil organic matter in savannas of río de la plata grasslands. Journal of Vegetation Science, 35(5).
Attaeian, B., Karami, F., Akhzari, D. & Kiani, G. A. (2023). Comparative Study of Vegetation Parameters, Soil Elements, and Organic Carbon Storage in Mountain Rangelands under Exclosure and Grazing Management: A Case Study in Asadabad, Hamadan. Journal of Rangeland, 17(2), 247-262. [in Persian]
Atsbha, T., Desta, A. B. & Zewdu, T. (2019). Carbon sequestration potential of natural vegetation under grazing influence in Southern Tigray, Ethiopia: implication for climate change mitigation. Heliyon, 5(8).
Bremner, J.M. & Mulvaney, C.S. (1982). Nitrogen-total. In: page, AL, Miller, RH, Keeney, RR, (Eds), Methods of soil analysis, and Part 2. Second ed. American society of agronomy, Madison, WI, 624 p.
Blake, G.R. & Hartge, K.H.¬ (1995). Bulk density. In: Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part I. Physical and Mineralogical Methods. Soil Sci. Soc. Am. Pub, 9(1), 363-376.
Burke, I.C., Laurenroth, W.K. & Milchunas, D.G. (1997). Biogeochemistry of Managed Grasslands in Central North America. In: Paul, E.A., K. Paustian, E.T. Elliott & C.V. Cole (Eds.), Soil Organic Matter in Temperate Agroecosystems: Long-term Experiments in North America. CRC Press, Boca Raton, FL, 85–102.
Cannell, G.R. (2003). Carbon sequestration and biomass energy offset theoretical, potential and achievable capacities globally in Europe and UK. Biomass and Bioenergy, 24, 97-116.
Chen, L. & Baoyin, T. (2024). Effects of plant productivity and species on soil carbon and nitrogen sequestration under seasonal grazing in a semi‐arid grassland of north china. Land Degradation and Development, 35(5), 1960-1970.
Fenetahun, Y., Yuan, Y., Xu, X., Fentahun, T., Nzabarinda, V., & Wang, Y. (2021). Impact of grazing intensity on soil properties in teltele rangeland, ethiopia. Frontiers in Environmental Science, 9, 664104.
Gee, G.W. & Bauder, J.W. (1986). Particle-size analysis, in A, Klute, ed. Methods of soil analysis, soil science society of America, Madison, Wiscon, pp.383–411.
Gebregergs, T., Tessema, Z., Solomon, N. & Birhane, E. (2019). Carbon sequestration and soil restoration potential of grazing lands under exclosure management in a semi‐arid environment of northern ethiopia. Ecology and Evolution, 9(11), 6468-6479.
Ghorbani, N., Raiesi, F. & Ghorbani, Sh. (2012). Influence of Livestock Grazing on the Distribution of Organic Carbon, Total Nitrogen and Carbon Mineralization within Primary Particle-Size Fractions in Shayda Rangelands with Cropping History. Iranian Journal of Soil and Water, 23(1), 209-222¬. [in Persian]
Hashimoto. M., Nose, T. & Muriguchi, Y. (2002). Wood products: ia carbon sequestration and impact on net carbon emissions of i cruntries. Environmental Science & Policy, 5, 183-193.
He, N.P., Zhang, Y.H., Yu, Q., Chen, Q.S., Pan, Q.M., Zhang, G.M. & Han, X.G. (2011). Grazing intensity impacts soil carbon and nitrogen storage of continental steppe. Ecosphere, 2(1), 1-10.
Hui, D., Deng, Q., Tian, H. & Luo, Y. (2017). Climate change and carbon sequestration in forest ecosystems. Handbook of climate change mitigation and adaptation, 594p.
Hu, Z., Li, S., Guo, Q., Niu, S., He, N., Li, L. & Yu, G. (2016). A synthesis of the effect of grazing exclusion on carbon dynamics in grasslands in china. Global Change Biology, 22(4), 1385-1393.
Jafari, M., Azarnivand, H. Sadeghipour, A., Kamali, N., Heydari, A. & Madah Arefi, H. (2015). The effects of different intensities of livestock grazing on carbon sequestration and soil nitrogen storage (case study: Chahar Shahriar plot). Pasture and watershed management. Journal of natural resources of Iran, 69(2), 353-366¬. [in Persian]
Jahantab, E., Mirzaee, M. & Gholami, P. (2019). The effect of Drill seeded exclosures on vegetation changes using multivariate analysis in Tang-e-Sorkh rangelands in Boyerahmad province, Iran. Rangeland, 13(2), 274-284¬. [in Persian]
Jalilund, H., Mortash, R. & Vahidpour, H. (¬2006). The effect of plant cover and some chemical properties of soil in Kajor pastures of Nowshahr. Pasture Journal, 66, 1-53¬. [in Persian]
Joneidi, H., Amani, S. & Kerami, P. (2015). The effect of livestock grazing intensity on sedimentation and carbon storage in Bijar protected pastures. Marta Research Journal, 10(1), 53-67¬. [in Persian]
Kamali, N., Eftekhari, A., Soori, M., Nateghi, S. & Bayat, M. (2020). Grazing impact on vegetation cover and some soil factors (Case study: Houz-e-Soltan Lake, Qom). Journal of Rangeland, 14(1), 85-94¬. [in Persian]
Khanizadeh, A.R., Erfanzadeh, R. & Siah Mansour, R. (2014). Investigating the effect of livestock grazing on the underground organs of Festuca ovina species in the semi-arid pastures of Lorestan. Second International Conference on Sustainable Development and Solutions and Challenges, pp. 24-26¬. [in Persian]
Khodadost, M., Saberi, M. & Tarnian, F. (2022). The carbon and nitrogen storage capacity of soil in two enclosure and grazed ‎sites (Case study: Kote rangelands of Khash City)‎. Rangeland, 16(3), 441-453¬. [in Persian]
Lal, R. (2004). Soil carbon sequestration impact on global climate change andfood security. Science, 304: 1623-1627.
Li, G., Zhang, Z., Shi, L., Zhou, Y., Yang, M., Cao, J. & Lei, G. (2018). Effects of different grazing intensities on soil c, n, and p in an alpine meadow on the Qinghai-tibetan plateau, china. International Journal of Environmental Research and Public.
Liang, M., Smith, N., Chen, J., Wu, Y., Guo, Z., Gornish, E., & Liang, C. (2021). Shifts in plant composition mediate grazing effects on carbon cycling in grasslands. Journal of Applied Ecology, 58(3), 518-527.
Moradi Shahghariyeh, M. and Tahmasbi, P., 2016. The effect of enclosure on carbon sequestration and soil physical and chemical properties in semi steppe rangelands of Chaharmahal and Bakhtiari Province. Natural ecosystem of Iran, 6(4): 97-109¬. [in Persian]
Ntalo, M., Ravhuhali, K., Moyo, B., Mmbi, N. & Mokoboki, H. (2022). Physical and chemical properties of the soils in selected communal properties associations of south africa. Peerj, 10, e13960.
Riahi Samani, M. & Raisi, F. (2013). Carbon dynamics in natural pastures under grazing and flooding in three grassland ecosystems of the Central Zagros Mountains, Water and Soil Journal (Agricultural Sciences and Industries), 28(4), 753-742¬. [in Persian]
Schuman, G.E., Janzen, H.H. & Herrick, J.E. (2002). Soil carbon dynamics and potential carbon sequestration by rangelands. Environmental Pollution, 116, 391- 396.
Shariff, A.R, Biondini, M.E. & Grtgiel, C.E. (1994). Grazing intensity effects on litter decomposition and soil nitrogen mineralization. Journal of Range Management, 47, 444- 449.
Sun, J., Wang, X., Cheng, G., Wu, J., Hong, J., & Niu, S. (2014). Effects of grazing regimes on plant traits and soil nutrients in an alpine steppe, northern tibetan plateau. Plos One, 9(9), e108821.
Sun, D.S., Wesche, K., Chen, D.D., Zhang, S.H., Wu, G.L., Du, G.Z. & Comerford, N.B. (2011). Grazing depresses soil carbon storage through changing plant biomass and composition in a Tibetan alpine meadow. Plant soil environment, 57 (6), 271–278.
Thomson, A. (2008). Integrated estimates of global terrestrial carbon sequestration. Global Environmental Change, 18, 192–203.
Wang, L., Gan, Y., Wiesmeier, M., Zhao, G., Zhang, R., Han, G. & Hou, F. (2018). Grazing exclusion—an effective approach for naturally restoring degraded grasslands in northern china. Land Degradation and Development, 29(12), 4439-4456.
Zhu, G., Yuan, C., Gong, H., Peng, Y., Huang, C., Wu, C. & Duan, H. (2021). Effects of short-term grazing prohibition on soil physical and chemical properties of meadows in southwest china. Peerj, 9, e11598.

متن کامل:

The Effect of Long-term Enclosure on the Amount of Soil Carbon Storage in Subtropical Wooded Rangelands of Khuzestan Province

Mehdi Abbasi1, Behnaz Attaeian2*, Mina Rabiei3 and Ali Rostami Khanizadeh4

1) Graduate Msc., Department of Natural Engineering, Faculty of Nature Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran.

2) Assistant Professor, Department of Nature Engineering, Faculty of Natural Resources and Environment, Malayer University, Malayer, Iran.

3) Associate Professor, Department of Natural Resources and Environment, Payamnoor University, Tehran, Iran.

4) Msc., Lorestan Environment Office, KhoramAbad, Iran.

*Corresponding author emails: attaeian94@gmail.com

Abstract:

Methods: To select the sampling locations, there were no restrictions in terms of topographic conditions. Therefore, four 100-meter transects were randomly In completely random design and 14 soil samples were collected along each transect at two depths of 0 to 10 cm and 10 to 30 cm, based on previous studies and the determination of the boundary distinguishing the surface and subsurface soil horizons. To compare the amount of carbon storage, an equal number of samples were also collected from an grazed area. Subsequently, the physical and chemical properties of the soil, including the carbon, nitrogen, texture, bulk density, electrical conductivity (EC), and acidity (pH) were measured. The soil samples were air-dried, and after crushing the aggregates, separating roots, stones, and other impurities, they were ground and passed through a 2 mm sieve (mesh 20). The Walkley-Black method was used to measure soil organic carbon, and the aggregate method was used to calculate bulk density. After collecting the data, SPSS v.18 was used to do independent t-test comparing the average values. Significance levels of 0.05 and 0.01 were considered. Prior to statistical analysis, the necessary assumptions regarding normality and homogeneity of variances were checked.

Results: The results showed the analysis of the physical and chemical properties of the soil at two depths of 0 to 10 cm (surface) and 10 to 30 cm (subsurface) in enclosed and grazing areas indicated that enclosed and grazed treatments significantly affected soil carbon storage at the surface depth (0-10 cm), the amount of soil nitrogen (0-10 cm), and the bulk density showing an increasing effect associated with depth. It appears that the soil in both areas have high organic matter and nitrogen content due to the aboveground and underground plant biomass. However, no significant change was observed on soil acidity between both the enclosed and grazed areas, which could be due to the same soil parent materials in both study sites. Additionally, grazing, in contrast to enclosed, had a significant and decreasing effect on electrical conductivity (EC) at the depth of 0-10 cm. A significant effect was also observed in the C/N ratio in the soil of the enclosed area compared to the grazing area at the depth of 0-10 cm. The findings indicated that in the study area, protection led to a significant increase in the amount of soil carbon storage at the surface depth (0-10 cm), the amount of soil nitrogen (0-10 cm), soil acidity (0-10 cm), and electrical conductivity (EC) (0-10 cm). Furthermore, the grazing had a significant increasing effect on the bulk density (0-10 cm). Nevertheless, neither encosion nor grazing had a significant effect on the C/N ratio in the soil of the study area.

Conclusion: Overall, the results of the present study indicate that the soil of enclosed area has more suitable conditions for increasing soil carbon sequestration compared to the soil of grazed areas in terms of physical and chemical properties. Excessive exploitation in grazing ecosystems has led to a reduction in carbon storage and sequestration in rangelands. Therefore, implementing common remediation and management programs, such as exclusion, seems essential for enhancing carbon sequestration and forage production in various rangeland ecosystems.

KeyWords: Carbon sequestration, Kharkhe national park, Rangeland management

اثر قرق بلندمدت بر ميزان ذخيره کربن خاک

در مراتع مشجر نيمه‌گرمسيري استان خوزستان

مهدي عباسي1، بهناز عطائيان2* ، مينا ربيعي3، عليرستم خانيزاده4

1) دانش آموخته کارشناسي ارشد، گروه مهندسي طبيعت، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه ملاير، ملاير، ايران.

2) استاديار گروه مهندسي طبيعت، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه ملاير، ملاير، ايران.

3) دانشيار، گروه منابع طبيعي و محيط زيست، دانشگاه پيام نور، تهران، ايران.

4) کارشناسي ارشد، اداره کل محيط زيست استان لرستان، خرم آباد، ايران.

* ايميل نويسنده مسئول: attaeian94@gmail.com

چکيده:

زمينه و هدف: مراتع محل ذخيره بيش از يک سوم کربن زيستکره خاکي هستند که قادرند دي ‌اکسيد کربن اتمسفري را از طريق پوشش گياهي جذب کرده و در بافتهاي گياهي و سپس خاک ذخيره کنند.تغييرات کمّي و کيفي ماده آلي لاشبرگ، پوشش هوايي، زيست‌توده زيرزميني و ترکيب خاک باشد. بهطورکلي، عدم يکنواختي آثار چرا بر پتانسيل ترسيب کربن در اکوسيستمهاي مرتعي در مناطق مختلف لزوم مطالعه و بررسي مديريتهاي چرايي در مناطق مختلف را گوشزد مينمايد. باتوجه به اينکه بخش اعظم استان کردستان در سيطره منطقه نيمهاستپي ميباشد و چراي دام بهعنوان اصليترين نوع کاربري در اين مراتع بهشمار ميآيد، بنابراين در اين پژوهش اثر قرق بلندمدت مراتع مشجر نيمهگرمسيري بر ذخيره کربن آلي خاک پارک ملي کرخه، استان خوزستان مورد بررسي قرار گرفت.

روش پژوهش: جهت انتخاب مکان نمونهبرداري محدوديتي از لحاظ شرايط توپوگرافي وجود ندارد به همين در قالب يک طرح کاملا تصادفي، تعداد 4 مقطع- برش عرضي 100 متري انتخاب شده و در طول هر ترانسکت تعداد 14 نمونه خاک در دو عمق 0 تا 10 و 10 تا 30 سانتيمتر با توجه به بررسيهاي انجام شده و تعيين مرز تفکيک افق سطحي و زيرين برداشت ميشود که جهت مقايسه ميزان کربن تثبيت شده به همين تعداد نمونهگيري از منطقه چراي آزاد نيز صورت گرفت. سپس خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک از جمله کربن، نيتروژن، بافت خاک، وزن مخصوص ظاهري، هدايت الکتريکي ((EC و اسيديته خاک (pH) اندازهگيري شد. نمونه خاکهاي هوا خشک شده و بعد از خرد کردن کلوخهها، جدا کردن ريشهها، سنگ و ديگر ناخالصيها، آسياب شده و از الک 2 ميليمتر (مش20) عبور داده شدند. براي اندازهگيري كربن آلي خاك از روش والكي- بلاك و به منظور محاسبة وزن مخصوص ظاهري از روش كلوخه استفاده شد پس از جمعآوري داده‌ها با استفاده از نرمافزار SPSS ورژن 18 و از طريق مقايسه ميانگين داده‌ها با آزمون t-test مستقل استفاده شد. سطح معنيداري معادل 05/0 و 01/0 در نظر گرفته شد. لازم بذکر است قبل از انجام آناليزها، پيش فرضهاي مورد نياز که نرماليتي و همگني واريانسها بودند، مورد بررسي قرار گرفتند.

يافتهها: نتايج حاصل از تجزيه خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک در دو عمق0 تا 10 (سطحي) و 10 تا 30 سانتيمتر (زيرسطحي) در منطقه قرق و چرا، نشان داد که قرق و چرا بر ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان وزن مخصوص ظاهري تأثيرگذار و با يک اثر افزاينده همراه هستند. به نظر ميرسد خاک اين مناطق به علت داشتن زيتوده هوايي و زير زميني گياه داراي مواد آلي و نيتروژن زيادي هستند. با وجود اين موارد اثر معنيداري بر ميزان اسيديته خاک در دو منطقه قرق و چرا مشاهده نشد که ميتواند بهعلت مواد مادري يکسان خاک دو منطقه باشد. همچنين چرا برخلاف قرق بر ميزان هدايت الکتريکي (EC) در عمق10-0 سانتيمتر اثر معنيداري و کاهشي داشت. همچنين در نسبت C/N موجود در خاک منطقه قرقشده برخلاف منطقه چرا در عمق10-0 سانتيمتر اثر معنيداري مشاهده شد. يافتههاي منطقهاي که قرق و چرا در آن صورت گرفته بود، حاکي از اين بود که در اين منطقه قرق باعث اثر افزايشي و معنيداري در مقدار ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر)، ميزان اسيديته خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان هدايت الکتريکي (EC) (عمق10-0 سانتيمتر) شده است. همچنين چراي انجام شده در اين منطقه حفاظتي بر ميزان وزن مخصوص ظاهري (عمق10-0 سانتيمتر) تأثير افزايشي و معنيداري داشته است. ليکن با اين وجود در قرق و چرا در اين منطقه بر نسبت C/N موجود در خاک اثر معنيداري نداشته است.

نتيجه‌گيري: بهطور کلي نتايج مطالعه حاضر گوياي اين مطلب است که خاک اراضي قرق نسبت به خاک اراضي چرا شده از لحاظ خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک وضعيت مطلوبتر و بهتري را جهت افزايش ترسيب کربن دارد و چون بهرهبرداريهاي بيرويه در اکوسيستمهاي چرا شده باعث کاهش ميزان توليد و ترسيب کربن مراتع گرديده است. پس اجراي برنامههاي اصلاحي و مديريتي متداول مانند قرق جهت افزايش ترسيب کربن و توليد علوفه در اکوسيستمهاي مرتعي متفاوت امري ضروري بنظر ميرسد.

کليد واژهها: پارک ملي کرخه، ترسيب کربن، مديريت مرتع

مقدمه

يکي از مسائل مهم عصر حاضر که جامعه انساني با آن مواجه ميباشد، افزايش گرماي جهاني و پديده تغيير اقليم است. تغيير اقليم و افزايش گرماي جهاني، در اثر افزايش غلظت گازهاي گلخانهاي در اتمسفر بوده و دياکسيدکربن يکي از مهمترين اين گازها محسوب ميگردد. غلظت دياکسيدکربن اتمسفري از280 ppm قبل از انقلاب صنعتي به 394 ppm در حال حاضر افزايش يافته است (Hui et al., 2017). در صد سال گذشته به دليل توسعه اقتصادي و فعاليتهاي منجر به افزايش سوخت‌هاي فسيلي و تغييرات کاربري روند افزايشي در غلظت گازهاي گلخانه‌اي اتمسفر مشاهده شده است (Hashimoto et al., 2002). غلظت دي اکسيدکربن اتمسفري از سال 1751 تاکنون به دليل احتراق سوختهاي فسيلي و تغيير کاربري اراضي، حدود 31 % افزايش پيدا کرده است، که حدود 34 % از کل ميزان کربن منتشر شده ساليانه، ناشي از تغيير کاربري اراضي و 66 % آن از طريق احتراق سوختهاي فسيلي وارد هوا ميگردد. در گذشته، توسعه کشاورزي علت اصلي افزايش غلظت دياکسيدکربن اتمسفري بود، ولي امروزه احتراق کربن فسيلي در صنايع و وسايل نقليه علت اصلي ميباشد (Lal, 2004). با آغاز انقلاب صنعتي در اوايل قرن نوزدهم ميلادي و رشد روز افزون تحولات بشري، تغييرات گوناگوني نيز در زندگي انسانها رخ داده است. نياز بشر به انرژي و مصرف انواع سوختهاي فسيلي نظير زغال سنگ، نفت و گاز طبيعي باعث افزايش شديد گازهايي مانند دي اکسيد کربن در جو شده است. افزايش جمعيت کره زمين از طرف ديگر باعث تغيير کاربري زمين، تخريب جنگلها، افزايش فعاليتهاي کشاورزي و دامداري و توليد ضايعات جامد و مايع شده که تبعات مختلفي به همراه داشته و پديده تغيير آب و هوا يکي از اين تبعات است. بنابراين بهمنظور کاهش دياکسيد کربن اتمسفري و ايجاد تعادل در محتواي گازهاي گلخانهاي، کربن اتمسفر بايد جذب و در فرمهاي متعدد ترسيب گردد (Cannell, 2003). يکي از راهکارهاي شناخته شده که به تعديل کربن اتمسفري و بهسازي وضع موجود کمک ميکند، ترسيب کربن در پوشش گياهي و خاك اکوسيستمهاي طبيعي است.

ترسيب کربن عبارت از تغيير دياکسيد کربن اتمسفري به شکل ترکيبات آلي کربندار توسط گياهان و نگهداري آن براي مدت زمان معين استDerner et al., 2007) ). پتانسيل ترسيب کربن در اکوسيستمهاي مرتعي تحت تأثير شرايط محيطي و مديريتي قرار مي‌گيرد. مديريت چرا يکي از راهکارهاي مديريتي چالش برانگيز در سطح اکوسيستمهاي مرتعي بهشمار ميآيد. امروزه قرقهاي کوتاه مدت و بلند مدت بعنوان يکي از روش‌هاي مديريتي در اکوسيستمهاي مرتعي آسيب ديده، به‌شمار مي‌آيد. قرق از جمله عملياتهاي اصلاحي مرتع بوده که با تأثير مستقيم و غير مستقيم بر ميزان درصد پوشش گياهي و زي‌توده، بر ترسيب کربن گونههاي مرتعي موثر است (Heidi, 2007). در همين راستا، دسترسي به تغييرات بلندمدت خصوصيات و خدمات اکوسيستمهاي مرتعي صرفأ در غالب پايش و يا استفاده از مديريتهاي بلند مدت کنترل شده امکانپذير است.

در بررسي تأثير قرق بر ميزان ترسيب کربن و صفات فيزيکي و شيميايي خاک در مراتع نيمهاستپي چهار محال بختياري محققين به اين نتيجه رسيدند که ميانگين ترسيب کربن کل و خاک در هر دو منطقه مورد مطالعه (نيمهاستپي گندمي و نيمهاستپ بوتهزار) در تيمار قرق تفاوت آماري معنيداري با تيمار غير قرق دارد، که نتايج نشان داد ميزان کربن موجود در خاک مناطق قرق بيشتر از مناطق غير قرق ميباشد .(Moradi Shahghariyeh and Tahmasbi, 2016)در بررسي تأثير قرق کپه‌کاري شده بر تغييرات پوشش گياهي با استفاده از آناليز چند متغيره در مراتع تنگ‌سرخ شهرستان بويراحمد، نتايج مقايسه شاخصها نشان داد که منطقه قرق بهطور معنيداري داراي غنا و تنوع گونهاي بيشتري نسبت به منطقه تحت چرا بود؛ اما به لحاظ يکنواختي تفاوت معنيداري بين دو منطقه مشاهده نشد. نيمرخ تنوع رني نيز نشان داد که منطقه قرق در آلفاهاي بيشتر از 1 تنوع بالاتري نسبت به منطقه تحت چرا دارد. بين درصد تاج پوشش گروههاي مختلف گياهي در اين دو منطقه تفاوت معنيداري وجود ندارد، اما به لحاظ درصدپوشش کل گونهها، منطقه قرق داراي ميزان بالاتري است. با توجه به نتايج تحقيق حاضر، ايجاد قرق همراه با کپهکاري با گياهان دارويي و ارزشمند بومي همچون آنغوزه و همچنين برنامه چرايي منظم در منطقه مورد مطالعه پيشنهاد ميگردد .(Jahantab et al., 2019) در پژوهشي به بررسي اثر سطوح مختلف حفاظتي-مديريتي مرتع بر توزيع کربن آلي در اجزاء اندازه‌اي خاک (مطالعه موردي: سالوک، خراسان شمالي) پرداخته شد. نتايج نشان داد، مقدار کربن در اعماق مختلف خاک در تيمار پارک ملي فاقد اختلاف ميباشد. به‌طور کلي به‌دليل پايداري اين منطقه، ميزان کربن در آن تغييرات زيادي ندارد؛ در حاليکه در مناطق حفاظت‌شده و شکار ممنوع در اعماق مختلف در مقدار کربن اختلاف مشاهده مي‌شود. در منطقه حفاظت‌شده به‌دليل چراي متوسطي که توسط حياط وحش و دامهاي عشايري صورت ميگيرد، رشد ريشه و افزايش تجزيه مواد آلي در لايههاي زيرين کم و بيشترين ميزان کربن در لايههاي سطحي مشاهده ميشود.

اثر شدت چراي دام بر ترسيب و ذخيره کربن در مراتع حفاظتشده بيجار تائيد کرده است که با افزايش شدت چراي دام ذخاير کربن کاهش چشمگيري داشتهاند. نتايج توزيع کربن نيز نشان داد که بيش از 98 % از کل ترسيب کربن را کربن آلي خاك تشکيل داد و همچنين ذخيره کربن در زيتوده زيرزميني، بيش از زيتوده هوايي بود (Joneidi et al., 2013). در منطقه شکار ممنوع چراي شديد حيات وحش باعث کاهش ورود مواد گياهي و افزايش هدررفت کربن آلي بر اثر انتشار دياکسيد کربن شده، در نتيجه مقدار کربن آلي خاک پائين است. همچنين در تمامي مناطق مورد مطالعه، محتواي کربن خاک با افزايش اندازه ذرات کاهش مييابد؛ بهطوريکه در تمامي مناطق مورد مطالعه کمترين ميزان کربن در اجزاء اندازهايF1 وF2 و بيشترين آن مربوط به اجزاء اندازهايF4 وF5 ميباشد (Kamali et al., 2020). در پژوهشي ديگر به مقايسه ذخيره کربن و نيتروژن خاک در دو عرصه قرق و چرا شده (مطالعه موردي: مراتع کوته شهرستان خاش) پرداخته شد. نتايج نشان داد که قرق باعث افزايش ذخيره کربن و نيتروژن کل در خاک منطقه قرق نسبت به منطقه چرا شده است. علاوه بر اين، با توجه به اينکه ميزان ذخيره کربن و نيتروژن کل در خاک عمقي (15-30سانتيمتر) بيشتر از خاک سطحي (0-15 سانتيمتر) بود. به نظر ميرسد در مناطق بياباني ميزان ذخيره کربن و نيتروژن خاک، در خاک عمقي بيشتر از خاک سطحي است (Khodadost et al., 2022). نتايج بررسي همبستگي پوشش گياهي، عناصر خاک و ذخيره کربن آلي گياه و خاک در مراتع کوهستاني تحت قرق و چرا در منطقه گردنه اسدآباد، همدان نشان داد که درصد پوشش گياهي، غنا و تنوع گونهاي در منطقه قرق بالاتر و بيشترين ميزان کربن آلي ذخيره در پوشش گياهي و خاک در منطقه قرق مشاهده شد. ذخيره کربن آلي در واحدهاي مديريتي قرق و چرا در خاک سطحي به‌ترتيب 13/83 و 35/74 و در پوشش گياهي به‌ترتيب 00273/0 و 00219/0 تن بر هکتار برآورد شد. هرچند همبستگي معنيداري بين شاخص‌هاي تنوع گياهي با ذخيره کربن آلي پوشش گياهي مشاهده نگرديد (Attaeian et al., 2023). پژوهش‌هاي ديگر نيز نشان داده‌اند که حذف چراي دام از طريق ايجاد قرق‌ها مي‌تواند به‌طور قابل‌توجهي موجب افزايش کربن آلي خاک SOC)( گردد. مطالعات نشان دادند اراضي مرتعي تحت مديريت قرق که با افزايش زي‌توده هوايي و کاهش فرسايش خاک همراه بودند، داراي ذخاير SOC بيشتري نسبت به مراتع با چراي مداوم بودند(Gebregergs et al., 2019) . مناطقي با پوشش گياهي طبيعي متراکم و کاهش فشار چراي دام، پتانسيل بالاتري براي تثبيت کربن دارند؛ موضوعي که نقش بازسازي پوشش گياهي را در انباشت SOC برجسته مي‌کند (Atsbha et al., 2019) . اين شواهد در مطالعات مروري نيز تائيد شده است که نشان دادند حذف چراي دام باعث کاهش اتلاف کربن از طريق دام و افزايش توليد اوليه خالص مي‌شود، و در نتيجه ورودي مواد آلي (مانند لاشبرگ، ريشه‌ها و فراورده‌هاي ميکروبي) به خاک را افزايش مي‌دهد(Hu et al., 2016) .

با توجه به تحقيقات مختلفي که در مورد اثرات چراي دام بر کربن خاک صورت پذيرفته، ديدگاه هماهنگي در اين مورد وجود ندارد و به دليل گستردگي عوامل محيطي و غير محيطي موثر بر اين فرآيند، نتايج گوناگوني ارائه شده است. برخي از محققين اثر چراي دام بر کربن ذخيره خاک را مثبت ارزيابي نمودهاند، که دليل اين نتيجه را تغيير در ترکيب پوشش گياهي و گرايش به سمت گياهان خشبي و بوتهاي در دراز مدت دانستهاند (Sun et al., 2011،2011 et al., He، Kamali et al., 2020، Khodadost et al., 2022، Attaeian et al., 2023 (. چراي دام تأثيري چندوجهي بر کربن آلي خاک (SOC) و ترسيب کربن در انواع سامانه‌هاي مرتعي دارد. مطالعات متعددي نشان داده‌اند که مديريت شدت و مدت زمان چرا مي‌تواند بسته به تعامل ميان پويايي پوشش گياهي، ساختار خاک و فرآيندهاي ميکروبي، منجر به افزايش يا کاهش سطوح SOC شود. تغييرات ناشي از چرا در ترکيب پوشش از يک سو، چرا موجب کاهش زي‌توده هوايي و ذخاير فعال کربن مي‌شود، اما از سوي ديگر، تغيير در پويايي پوشش گياهي ممکن است تخصيص زي‌توده به زيرزمين را افزايش داده، توليد ريشه را تقويت کرده و در نتيجه ذخيره‌سازي کربن غيرفعال در لايه‌هاي عميق‌تر خاک را افزايش دهد (Liang et al., 2021). اين سازوکار توسط چن¹ و همکاران (2024) نيز تأييد شده است که نشان دادند چرا در فصل‌هاي مختلف باعث تغيير در زي‌توده ريشه‌اي زيرزميني شده و بر تثبيت SOC و نيتروژن در لايه‌هاي خاص خاک تأثير مي‌گذارد. در واقع اثرات منفي و مثبت قرق بر ترسيب کربن مراتع در مطالعات بسياري مورد بررسي قرار گرفته است که ميتواند ناشي از تفاوت اقليم مناطق موردمطالعه، خصوصيات خاك، شرايط محيطي، ترکيب جامعه گياهي و مديريتهاي مختلف چرايي است(Schuman, 2002) . تغييرات کمي و کيفي ماده آلي لاشبرگ، پوشش هوايي، زيرزميني و خاک باشد. به طور کلي، عدم يکنواختي آثار چرا بر پتانسيل ترسيب کربن در اکوسيستمهاي مرتعي در مناطق مختلف لزوم مطالعه و بررسي مديريتهاي چرايي در مناطق مختلف را گوشزد مينمايد. با توجه به اهميت ترسيب کربن در سطح جهاني و همچنين به دليل تأثير عوامل مديريتي از جمله چراي دام بر ميزان ترسيب کربن، ضروري است ميزان ترسيب کربن و اثر شدتهاي مختلف چرايي بر ذخاير کربن در واحد سطح اين اکوسيستمها مورد ارزيابي قرار گيرد، تا ضمن دست يافتن به برآوردي اوليه از ميزان ذخاير کربن مراتع، بتوان اثر عواملي نظير شدت چراي دام بر ميزان کل کربن ترسيب شده در اين اکوسيستمها را براي اتخاذ تصميمهاي درست و پايدار مديريتي در مراتع کشور تعيين کرد. اين پژوهش با هدف بررسي اثرات بلندمدت قرق بر فرايند ذخيره‌سازي کربن آلي خاک در اکوسيستم مرتعي نيمه‌گرمسيري پارک ملي کرخه، واقع در استان خوزستان، انجام شد. با توجه به نقش کليدي خاک به‌عنوان يکي از مهم‌ترين مخازن کربن در سطح زمين، شناخت نحوه تأثيرگذاري مديريت کاربري اراضي، به‌ويژه حذف فشار چراي دام، بر پويايي کربن خاک از اهميت بالايي برخوردار است. در اکوسيستم‌هاي مرتعي نيمه‌گرمسيري که اغلب در معرض بهره‌برداري بي‌رويه و تخريب قرار دارند، قرق مي‌تواند به‌عنوان يک راهکار مديريتي مؤثر در بهبود عملکرد اکولوژيکي و ارتقاء ظرفيت ترسيب کربن عمل کند. نتايج اين مطالعه مي‌تواند در جهت تدوين سياست‌هاي مبتني بر رويکردهاي اکولوژيک براي حفاظت منابع طبيعي، احياي پوشش گياهي و مقابله با تغييرات اقليمي مورد استفاده قرار گيرد.

مواد و روشها

منطقه مورد مطالعه

در اين پژوهش مراتع جنگلي نيمهگرمسيري سايت پرورش و تکثير گوزن زرد ايراني واقع در پارک ملي کرخه به مساحت 200 هکتار که به مدت هشت سال جهت پرورش و تکثير گوزن زرد ايراني تحت مديريت قرق قرار داشته و بوسيله فنس توري فلزي به ارتفاع 5/2 متر محصور شده بهعنوان منطقه قرق انتخاب شد و مراتع جنگلي مجاور محدوده فنس کشي شده که مورد تاليف دامهاي سبک و سنگين از جمله گوسفند، بز، گاو و گاوميش قرار ميگيرد، بهعنوان منطقه چراي آزاد انتخاب شده است.

شوش پارک ملي کرخه

منطقه حفاظت شده و پارک ملي کرخه بين 32 درجه و 8 دقيقه تا 32 درجه و 3 دقيقه عرض شمالي و 48 درجه و 12 دقيقه تا 48درجه و 14دقيقه طول شرقي و مساحت آن 7500 هکتار است. منطقه داراي آب و هواي خشک و بياباني گرم است که کمبود بارندگي تبخير بالا و ميانگين دماي بالا از ويژگيهاي اين مناطق است بهطوريکه کمتر ديده ميشود که حتي در فصل سرد دما به زير صفر برسد. متوسط دماي سالانه در منطقه 24 درجه سانتيگراد و متوسط بارندگي در سال 240 ميليمتر است که کمترين دما و بيشترين بارندگي در فصل سرد بخصوص در اوايل زمستان تا اواسط بهمن اتفاق ميافتد. همچنين بيشترين دما در اوايل تابستان تا اواسط مرداد ماه ديده ميشود و فصل خشک سال نزديک به هشت ماه طول ميکشد. جهت باد در اغلب ماههاي سال شمال غرب ميباشد که در فصل خشکي با توجه به بيابانهاي غرب رودخانه کرخه اغلب با گرد و غبار همراه است. همچنين با توجه به اينکه تبخير در منطقه بالا ميباشد و با توجه به وجود رودخانه کرخه، اراضي کشاورزي آبي در اطراف منطقه و وجود کانالها و آبگيري متعدد رطوبت در محدوده پارک ملي کرخه نسبتا بالا که اين مقدار در اوايل شهريور ماه به اوج خود رسيده و تا 85 % ميرسد. پوشش گياهي منطقه را به سه دسته تقسيم ميکنند: 1) اشکوب بالايي منطقه شامل درختان پده، گز و در برخي قسمتها به صورت محدود بيد و کنار ميباشد. 2) اشکوب مياني شامل درختچههايي نظير سريم، بنگله (جاز) استبرق و در قسمتهاي تپهاي کنارک (رمليک) ميباشد. 3) اشکوب کف شامل بوتههاي يکساله مانند لگجي – تمشک و گياهان علفي يکساله از خانواده لگومينوزه، گرامينهها و غيره ميباشد.

شکل1. نقشه و تصوير هوايي منطقه مورد مطالعه و محل استقرار ترانسکتها

جدول 1. گياهان شاخص پارک ملي کرخه

نوع

اسم فارسي

نام انگليسي

درخت

پده

گز

Populus euphratica

Tamarix sp.

درختچه

سريم (خارديو)

بنگله (جاز)

تمشک

علف مار

استبرق

کهورک

Lycium shawii

Vietev pseudonegundo

Rubus sp.

Capparis spinosa

Calotropis procera

Prosopis spisigera

علفي و بوته اي

ماش وحشي

شبدر

شيرين بيان

خارشتر

علف شور

ترشک

يونجه

يونجه زرد

پنيرک

بارهنگ

اسفناج

فرفيون

فانوس چيني

پيربهار

جوموشکي

تاج ريزي سياه

سلمه تره

Vicia sp.

Trifotium sp.

Glyeyrrhiza glabra

Äihgji mannifera

Salola crassa

Rumex crispos

Medicago sp.

Melilotus indicu.s

Malva parviflora

Plantago sp.

Atripxlex sp.

Euphorbia

Physalia alkeken/i

Erigron Canadensis

Hardeum morinum

Solanom nigrum

Chenopodium murale

نمونه‌گيري خاک

منطقه مورد مطالعه با توجه به قرارگيري در جلگه خوزستان از لحاظ شرايط توپوگرافي از جمله شيب و جهت شيب داراي شرايط همگني ميباشد؛ لذا جهت انتخاب مکان نمونهبرداري محدوديتي از لحاظ شرايط توپوگرافي وجود ندارد به همين در قالب يک طرح کاملا تصادفي، تعداد 4 ترانسکت 100 متري انتخاب شده و در طول هر ترانسکت تعداد 14نمونه خاک در دو عمق0 تا 10 و10 تا 30 سانتيمتر با توجه به بررسيهاي انجام شده و تعيين مرز تفکيک افق سطحي و زيرين برداشت ميشود که جهت مقايسه ميزان کربن تثبيت شده به همين تعداد نمونهگيري از منطقه چراي آزاد نيز صورت ميگيرد. لذا جهت نمونهبرداري از منطقه تحت تيمار قرق با توجه به پوشش گياهي منطقه با روش سيستماتيک– تصادفي تعداد 4 ترانسکت خطي به طول صدمتر که معرف تيپ گياهي کل منطقه باشد، انتخاب شد و از هر ترانسکت تعداد 7 نقطه تصادفي جهت نمونهبرداري خاک انتخاب شد، نمونهبرداري در دو عمق0 تا10 سانتيمتر و10 تا 30 سانتيمتر و از قسمت معدني خاک انجام شد. هر کدام از نمونهها در کيسههاي مجزا ريخته شده و شمارهگذاري گرديد. براي نمونهبرداري در منطقه چراي آزاد نيز به همين روش 4 ترانسکت خطي انتخاب شده، نمونهها با همان شرايط منطقه قرق جمعآوري شد. جمعأ 112 نمونه برداشت شد. بعد از برداشت، نمونهها جهت آناليز به آزمايشگاه مرکزي اداره کل حفاظت محيطزيست استان لرستان منتقل شد.

آناليزهاي آزمايشگاهي

نمونه خاک‌هاي هوا خشک شده و بعد از خرد کردن کلوخه‌ها، جدا کردن ريشه‌ها، سنگ و ديگر ناخالصي‌ها، آسياب شده و از الک 2 ميلي‌متر (مش‌20) عبور داده شدند. براي اندازه‌گيري كربن آلي خاك (SOC) از روش والكي- بلاك و به منظور محاسبة وزن مخصوص ظاهري از روش كلوخه استفاده شد .(Blake et al., 1995) به‌منظور تعيين ميزان كربن ترسيب شده با مقياس کيلوگرم در هکتار از رابطة‌ 1 استفاده شد.

1) Cc =C(%)×Bd×e

که در آن، Cc : درصد کربن ترسيب شده در سطح يک متر مربع، C: درصد تراکم کربن آلي در عمق مشخصي از خاک و

جدول 2. ميانگين ترسيب کربن و پارامترهاي اندازه گيري شده در شرايط مديريتي قرق و چرا

وزن مخصوص ظاهري خاک (کيلوگرم بر متر مکعب)	هدايت الکتريکي (دسي زيمنس بر متر)	اسيديته	نسبت کربن به نيتروژن	نيتروزن (کيلوگرم در هکتار)	کربن (کيلوگرم در هکتار)
2/0± 44/1	97/0± 33/5	4/0± 7/7	4/0± 24/2	98/0± 18/2	001/1± 24/2	قرق
16/0± 6/1	87/0± 12/4	26/0±6/7	13/6± 37/2	97/0± 57/1	75/9± 7/1	چرا
01/0>P	01/0>P	05/0<P	05/0<P	01/0>P	05/0>P	سطح معنيداري

e: عمق خاک نمونهبرداري بر حسب سانتيمتر است. سپس پارامترهاي بافت، pH، EC، و نيتروژن اندازهگيري شد. در اين پژوهش براي تعيين بافت خاک از روش هيدرومتر استفاده شد (Gee et al., 1986). هيدرومتر يا چگاليسنج وسيلهاي است که توسط آن ميتوان غلظت ذرات موجود در مايعات را تعيين نمود و در خاکشناسي از هيدرومتر 152H-62 براي تعيين بافت خاک استفاده ميگردد. روش هيدرومتري مشابه روش پيپت است. اساس آن اندازه‌گيري چگالي سوسپانسيون خاک و آب است که به تدريج بر اثر رسوب مواد کاهش پيدا کرده و هيدرومتر بيشتر در مايع فرو مي‌رود اعداد قراﺋت شده روي هيدرومتر متناسب با حجم مايع جابجا شده خواهد بود. امروزه بهترين طريقه اندازهگيري نيتروژن کل (TN) خاک استفاده از روش کجلدال (اکسيد کردن مرطوب) ميباشد (Bremner et al., 1982).

اندازه‌گيري اسيديته خاک با استفاده از نسبت يک به پنج خاک و آب مقطر و گرفتن عصاره آن و دستگاه pH سنج انجام گرفت. به همين منظور مقدار پنج گرم خاک عبور داده شده از الک دو ميليمتر (مش20) اندازهگيري و سپس 25 سيسي آب مقطر به آن اضافه شد (محلول1:5) و به مدت دو ساعت با سرعت 250-300 در دستگاه شيکر قرار گرفت. پس از آن با استفاده ازدستگاه pH سنج مدل (PH/MV/Temp, AZ 86552) ميزان اسيديته هر محلول اندازهگيري شد. جهت اندازه‌گيري ميزان هدايت الکتريکي خاک با استفاده از نسبت يک به پنج خاک و آب مقطر و گرفتن عصاره آن و دستگاه EC متر انجام گرفت (Thomas, 2008).

تجزيه و تحليل آماري داده‌ها با استفاده از نرم‌افزارv.18 SPSS انجام شد. در اين مطالعه، متغيرهاي کمي شامل کربن آلي خاک، نيتروژن کل، وزن مخصوص ظاهري، اسيديته (pH) و هدايت الکتريکي (EC) مورد بررسي قرار گرفتند. نمونه‌برداري از دو تيمار مديريتي شامل قرق و چراي آزاد در دو عمق خاک (سطحي و زيرسطحي) صورت گرفت و براي هر تيمار و هر عمق، ۲۸ نمونه برداشت شد که در مجموع ۱۱۲ نمونه تجزيه و تحليل گرديد. به‌منظور بررسي نرمال بودن توزيع داده‌ها، از آزمون Shapiro-Wilk استفاده شد و نتايج نشان داد که توزيع داده‌ها نرمال بوده و يا انحراف از نرمال بودن در سطح قابل قبولي قرار دارد)05/0 (p ≥ . براي مقايسه ميانگين مقادير متغيرهاي اندازه‌گيري شده بين تيمارهاي قرق و چراي آزاد در هر عمق، از آزمون t مستقل استفاده شد. سطح معني‌داري آزمون‌ها ۰/۰۵ در نظر گرفته شد.

نتايج و بحث

خصوصيات فيزيک و شيميايي خاک در دو منطقه قرق و چرا

نتايج برآورد مقدار ترسيب کربن در واحد سطح (کيلوگرم بر هکتار) و ديگر پارامترهاي اندازهگيري شده از جمله نيتروژن، وزن مخصوص ظاهري، نسبت کربن و نيتروژن، اسيديته، هدايت الکتريکي و وزن مخصوص ظاهري در جدول 2 آمده است. ميانگين مقدار کربن آلي خاک در شرايط قرق 24/2 و در شرايط چرا 7/1 کيلوگرم در هکتار اندازهگيري شد.

شکل2 . ميانگين كل ترسيب كربن خاك در دو منطقه قرق و چرا

در دو منطقه قرق و چراي آزاد ميزان ذخيره کربن خاک اندازهگيري شد. نتايج نشان داد که قرق بر مقدار کربن در دو منطقه چرا و قرق تأثير معنيداري داشته است (05/0p≤). بهطوريکه نتايج بيانگر تغييرات ميزان کربن در منطقه قرق با ميانگين 24/2 کيلوگرم در هکتار بوده و اين ميزان در منطقه چرا 7/1 کيلوگرم در هکتار اندازهگيري شد که بر اين اساس ميزان کربن در منطقه قرق يک افزايش 7/31 درصدي نسبت به منطقه چرا داشت (شکل 2). نتايج اين تحقيق نشان داد که ميزان کربن ذخيره خاک در منطقه قرق نسبت به منطقه چرا تفاوت معنيداري داشت (شکل 2)، که با يافتههاي جنيدي² و همکاران (2015)، سان³ و همکاران (2011)، عطائيان⁴ و همکاران (2023) و خدادوست⁵ و همکاران (2022) مطابقت دارد. به نظر ميرسد که در منطقه مورد چرا به دليل کم شدن زيتوده هوايي و زيرزميني گياه که منتج به کاهش بازگشت مواد آلي به خاک شده، ميزان کربن ذخيرهاي خاک کاهش مييابد. همچنين با از بين رفتن پوشش محافظ سطح خاک، ساختمان خاک تخريب شده که اين امر موجب افزايش فرسايش بادي و آبي خاک منطقه چرا شده است. ميدانيم که فرسايش خاک باعث از بين رفتن مواد آلي خاک از جمله کربن ذخيرهاي خاک ميگردد. بيوماس و ويژگيهاي ريختي اندامهاي زيرزميني گياه بر اثر چرا کاهش مييابند، که خودبهخود باعث کاهش مواد آلي خاک بخصوص تأثير منفي بر مقدار کربن ذخيرهاي خاک ميشود. زيرا ثابت شده است که ريشه گياهان بزرگترين منبع ترسيب کربن به خاک است. نتايج اين تحقيق با يافتههاي قرباني⁶ و همکاران (2012) همسو نيست. دليل تفاوت نتايج ما با يافتههاي ايشان تفاوت منطقه مطالعاتي از لحاظ اقليم، خاک و اختلاف ارتفاع و تيپ پوشش گياهي دو منطقه باشد.

بررسي تغييرات ميزان ذخيره نيتروژن خاک در شرايط قرق و چرا

در بررسي تغييرات ميزان ذخيره کربن نيتروژن در منطقه قرق و چراي آزاد هم وضعيتي مشابه کربن مشاهده شد بهطوريکه ميزان نيتروژن خاک با اعمال مديريت قرق از ميزان 57/1 در منطقه چرا به مقدار 18/2 کيلوگرم در هکتار در منطقه قرق با ضريب اطمينان 99 % رسيد (شکل 3).

شکل3. تغييرات نيتروژن خاک در دو منطقه قرق و چرا

نتايج اين پژوهش نشان داد که ميزان ذخيره نيتروژن خاک در منطقه قرق نسبت به منطقه چرا تفاوت معنيداري داشت. بهطوريکه ميزان نيتروژن خاک در منطقه قرق بيشتر از منطقه چرا شد (شکل3). اين نتايج با مطالعات جعفري⁷ و همکاران (2015) و He و همکاران (2011) مطابقت دارد. آنها نيز به اين نتيجه رسيدند که در منطقه مورد چرا ميزان نيتروژن خاک کاهش يافته است که روندي مشابه با کاهش کربن ذخيرهاي خاک دارد. نتايج اين تحقيق همچنين با يافتههاي بروک⁸ و همکاران (1997) همسو نيست. آنها در پژوهش خود نشان دادند، چرا بر ميزان نيتروژن خاک تأثير مثبتي داشته است. پژوهشگران در تحقيق خود اظهار داشتهاند که چرا بر ميزان ذخيره نيتروژن کل خاک تاثير قابل ملاحظهاي ندارد، ولي نوع اقليم و پوشش گياهي بر ميزان ذخيره نيتروژن خاک موثر است.

تفاوت بين نتايج اين تحقيق با يافتههاي ايشان به دليل تفاوت در منطقه آب و هوايي و تيپ غالب پوشش گياهي باشد که اين تحقيق در منطقه نيمهاستپي زيرحوزه گرم قرار داشته، در حاليکه منطقه مورد مطالعه آنان ارتفاعات زاگرس مرکزي است که گونه‌‌هاي خانواده پروانه آساها در آنجا بيشتر است (Riahi et al., 2013).

بررسي تغييرات نسبت کربن به نيتروژن در شرايط قرق و چرا

نتايج آزمون جدول 2 نشان داد، قرق و چرا تاثير معنيداري در ميزان تغييرات نسبت کربن به نيتروژن (C/N ) نداشته است (05/0p>)، بهطوريکه اين ميزان در منطقه قرق با ميانگين 24/2 و در منطقه چرا با مقدار 37/2 کيلوگرم در هکتار اندازهگيري شد (شکل4).

شکل4. تغييرات نسبت کربن به نيتروژن خاک در دو منطقه قرق و چرا

نتايج اين پژوهش نشان داد که چرا و قرق بر نسبت کربن به نيتروژن تأثير بسيار ناچيزي داشتهاند (شکل4). در مطالعه شريف⁹ و همکاران (1994) با بررسي اثر چراي بر سطوح مختلف خاک مراتع به افزايش مقدار نسبت کربن به نيتروژن در منطقه چرا اشاره شد، که با يافتههاي تحقيق حاضر مطابقت دارد. همچنين در مطالعهاي جليلوند¹⁰ و همکاران (2006) گزارش شد در منطقه قرق به علت داشتن کربن بيشتر نسبت به منطقه چرايي، نسبت کربن به نيتروژن بالاتر است. البته در آناليز نتايج معنيدار نشده که با نتايج اين پژوهش همسو نبود.

جدول 3. ميانگين ترسيب کربن و پارامترهاي خاک سطحي و زير سطحي تحت شرايط مديريتي قرق

وزن مخصوص ظاهري خاک (کيلوگرم بر متر مکعب)	هدايت الکتريکي (دسي زيمنس بر متر)	اسيديته	نسبت کربن به نيتروژن	نيتروزن (کيلوگرم در هکتار)	کربن (کيلوگرم در هکتار)
18/0±35/1	01/1±26/5	27/0±74/7	32/0±32/2	07/1±7/2	4/7±75/2	0-10 سانتي متر
18/0±53/1	94/0±4/5	5/0±67/7	47/0±16/2	46/0±64/1	84/0±52/1	10-30 سانتي متر
01/0>P	05/0<P	05/0<P	05/0<P	01/0>P	01/0>P	سطح معنيداري

ترسيب کربن و خصوصيات فيزيک و شيميايي خاک در دو عمق 10-0 (سطحي) و 30-10 سانتيمتر (زير سطحي) در منطقه قرق

خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک در منطقه قرق در دو عمق 0 تا 10 و 10 تا 30 سانتيمتر مورد بررسي قرار گرفت که بيانگر افزايش مقادير کربن، نيتروژن، نسبت کربن به نيتروژن، اسيديته در خاک سطحي و کاهش هدايت الکتريکي و وزن مخصوص ظاهري در اين عمق نسبت به خاک زير سطحي بود (جدول3)، که در ادامه نتايج هر پارامتري بيان ميگردد.

شکل5. ميانگين كل ترسيب كربن در دو عمق سطحي و زير سطحي در منطقه قرق

بررسي تغييرات ميزان ذخيره کربن آلي خاک در دو عمق 10 تا 0 و 10 تا 30 سانتيمتر در منطقه قرق انجام شد، نتايج نشان داد ميزان کربن در خاک سطحي نسبت به خاک زير سطحي افزايش معنيداري داشته است (در سطح 99 درصد) و اين ميزان ذخيره کربن در خاک سطحي با ميانگين 75/2 و در خاک زير سطحي با مقدار 52/1 کيلوگرم بر هکتار بود (01/0p<). در خاک سطحي افزايش 7/44 درصدي ميزان ذخيره کربن نسبت به خاک زيرسطحي مشاهده شد (جدول 3؛ شکل 5).

بررسي ميزان ترسيب کربن و خصوصيات فيزيک و شيميايي خاک در دو عمق 10-0 (سطحي) و 30-10 سانتيمتر (زير سطحي) در منطقه چرا

خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک در منطقه چرا در دو عمق 0 تا 10 و10 تا 30 سانتيمتر مورد بررسي قرار گرفت که تغييراتي در پارامترهاي کربن، نيتروژن، نسبت کربن به نيتروژن، اسيديته و هدايت الکتريکي در خاک سطحي و وزن مخصوص ظاهري در اين عمق نسبت به خاک زير سطحي مشاهده شد (جدول 4)، که در ادامه به بررسي هر کدام ازين تغييرات ميپردازيم.

جدول 4. ميانگين ترسيب کربن و پارامترهاي خاک سطحي و زيرسطحي تحت شرايط مديريتي چرا

وزن مخصوص ظاهري خاک (کيلوگرم بر متر مکعب)	هدايت الکتريکي (دسي زيمنس بر متر)	اسيديته	نسبت کربن به نيتروژن	نيتروژن (کيلوگرم در هکتار)	کربن (کيلوگرم در هکتار)
62/1±17/0	45/4±87/0	6/7±29/0	32/2±32/0	97/1±04/1	75/2±72/9	0-10 سانتي متر
59/1±14/0	79/3±76/0	5/7±24/0	3/2±64/0	17/1±73/0	15/1±88/6	10-30 سانتيمتر
05/0<P	01/0>P	05/0<P	05/0<P	01/0>P	01/0>P	سطح معني داري

شکل6. ميانگين كل ترسيب كربن در دو عمق سطحي و زيرسطحي در منطقه چرا

نتايج اين پژوهش نشان داد که ميزان کربن ذخيره خاک در عمق سطحي بيشتر از ميزان کربن در عمق زيرسطحي است (شکل 6). به نظر ميرسد که دليل اين تفاوت در اين باشد که، حداقل پوشش باقي مانده از چرا، مقداري لاشبرگ توليد ميکند که پس از پوسيدگي جذب خاک سطحي شده و در رشد مجدد مورد استفاده گياه قرار ميگيرد. اين نتايج با مطالعات خاني‌زاده¹¹ و همکاران (2014) که گزارش دادهاند که چرا باعث کاهش بيوماس و طول ريشه گياهان و در نتيجه کاهش مواد آلي در افقهاي زيرين خاک ميگردد، همسو ميباشد. همچنين نتايج مطالعه حاضر با تحقيقات شومان¹² و همکاران (2002)، جنيدي و همکاران (2015)، کمالي¹³ و همکاران (2020) و عطائيان و همکاران (2023) مطابقت دارد.

بررسي همبستگي پارامترهاي اندازهگيري شده خاک با ميانگين 7 ساله حداکثر و حداقل دماي منطقه

در بررسي ميزان همبستگي بين ميانگين حداکثر دماي منطقه و پارامترهاي اندازهگيري شده خاک همچون ذخيره کربن خاک، نيتروژن خاک، نسبت کربن به نيتروژن، هدايت الکتريکي، وزن مخصوص ظاهري خاک و بافت خاک همبستگي مشاهده نشد. فقط همبستگي بين ميانگين حداکثر دماي منطقه و اسيديته خاک به ميزان797/0 در سطح معنيداري 05/0 وجود داشت. همچنين بين ميانگين حداقل دماي منطقه پارامترهاي خاک هيچ گونه همبستگي مشاهده نشد (جدول 5).

نتيجهگيري

نتايج حاصل از تجزيه خصوصيات فيزيک و شيميايي خاک در دو عمق0 تا 10 (سطحي) و 10 تا 30 سانتيمتر (زيرسطحي) در منطقه قرق و چرا نشان داد که قرق و چرا بر ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان وزن مخصوص ظاهري تأثيرگذار و با يک اثر افزاينده همراه هستند. به نظر ميرسد خاک اين مناطق به علت داشتن زيتوده هوايي و زير زميني گياه داراي مواد آلي و نيتروژن مناسبي هستند. هرچند در نسبت C/N خاک منطقه قرق و چرا تفاوت معني‌داري مشاهده نشد. با وجود اين موارد اثر معنيداري بر ميزان اسيديته خاک در دو منطقه قرق و چرا مشاهده نشد که ميتواند بهعلت مواد مادري يکسان خاک دو منطقه باشد. همچنين چرا برخلاف قرق بر ميزان هدايت الکتريکي (EC) در عمق10-0 سانتيمتر اثر معنيداري و کاهشي داشت. يافتههاي منطقهاي که قرق و چرا در آن صورت گرفته بود، حاکي از اين بود که در اين منطقه قرق باعث اثر افزايشي و معنيداري در مقدار ذخيره کربن خاک سطحي (عمق10-0 سانتيمتر)، مقدار نيتروژن خاک (عمق10-0 سانتيمتر)، ميزان اسيديته خاک (عمق10-0 سانتيمتر) و ميزان هدايت الکتريکي (EC) (عمق10-0 سانتيمتر) شده است. همچنين چراي انجام شده در اين منطقه حفاظتي بر ميزان وزن مخصوص ظاهري (عمق10-0 سانتيمتر) تأثير افزايشي و معنيداري داشته است.

اين تفاوت‌ها را مي‌توان حاصل برهم‌کنش مکانيسم‌هاي زيستي و غيرزيستي دانست که تحت تأثير مديريت چراي دام قرار دارند. در مراتع تحت چراي دام، لگدکوبي ناشي از حرکت دام‌ها منجر به افزايش تراکم خاک، افزايش چگالي ظاهري و در نهايت کاهش تخلخل و پايداري خاکدانه‌ها مي‌شود. به‌عنوان نمونه، سان و همکاران (2014) گزارش کردند که اختلال مکانيکي ناشي از چرا سبب فشردگي خاک و افزايش وزن مخصوص ظاهري مي‌شود. فنتاهون¹⁴ و همکاران (2021) نيز نشان مي‌دهد که شدت بالاي چرا موجب تغييرات فيزيکي در خاک، از جمله افزايش وزن مخصوص ظاهري مي‌شود. اين تغييرات ساختاري، فرآيندهاي نگهداشت رطوبت و چرخه عناصر غذايي را نيز تحت تأثير قرار مي‌دهند. چراي دام

جدول 5. ضريب همبستگي پيرسون (r) بين پارامترهاي اندازهگيري شده خاک

	کربن	نيتروژن	نسبت کربن به نيتروژن	اسيديته خاک	هدايت الکتريکي	وزن مخصوص ظاهري	حداکثر دماي مطلق	حداقل دماي مطلق
کربن	1
نيتروزن	**685/0	1
نسبت کربن به نيتروژن	**326/0	**2872/0-	1
اسيديته خاک	*19/0	071/0ns	085/0ns	1
هدايت الکتريکي	122/0ns	104/0ns	064/0ns	218/0-*	1
وزن مخصوص ظاهري	084/0ns	053/0	059/0ns	345/0-**	222/0*	1
حداکثر دماي مطلق	529/0ns	159/0ns	400/0ns	797/0-ns	525/0ns	131/0ns	1
حداقل دماي مطلق	628/0ns	144/0ns	368/0ns	605/0ns	034/0ns	298/0ns	631/0ns

**: 01/0> P در سطح 99 درصد همبستگي وجود دارد.

*: 05/0>P در سطح 95 درصد همبستگي وجود دارد.

ns: همبستگي وجود ندارد.

همچنين بر ورودي و توزيع ماده آلي در خاک تأثيرگذار است که اين امر، مستقيماً ذخيره کربن آلي و نيتروژن کل خاک را تحت تأثير قرار مي‌دهد. در شرايط حذف چرا، افزايش زي‌توده گياهي و تجمع لاشبرگ ناشي از نبود تغذيه گياهي توسط دام، منجر به افزايش ورودي‌هاي کربن و نيتروژن از طريق پوسيدگي ريشه‌ها و تجزيه لاشبرگ مي‌شود. حذف چرا باعث بهبود نگهداشت SOC و TN در نيمرخ خاک از طريق کاهش آبشويي نيترات و حفظ ماده آلي مي‌شود (Abrigo et al., 2024). افزايش SOC و نيتروژن کل در مناطق بدون چرا نسبت به مناطق تحت چرا در ساير مطالعات نيز گزارش کردند، که اين موضوع نقش مديريت چرا را در چرخه‌هاي بيوژئوشيميايي در اکوسيستم‌هاي مرتعي تأييد مي‌کند (Wang et al., 2018). ترکيب يوني محلول خاک که از طريق شاخص EC سنجيده مي‌شود، نسبت به اختلالات ناشي از چرا حساس بوده و مي‌تواند تحت تأثير رسوبات کود دامي و تغيير در ديناميک آبشويي، بين سايت‌هاي مورد بررسي تفاوت‌هايي نشان دهد. اين موضوع توسط ژو¹⁵ و همکاران (2021) که به بهبود ساختار خاک در اراضي فاقد چرا اشاره کردند، مورد تأکيد قرار گرفته است. برغم تغييرات کربن آلي و نيتروژن کل ، ثابت‌ماندن نسبت C:N ميان سايت‌هاي داراي چرا و بدون چرا نشان مي‌دهد که اگرچه مقادير مطلق کربن و نيتروژن تحت تأثير چراي دام تغيير مي‌کنند، اما نسبت اين دو عنصر نسبتاً ثابت باقي مي‌ماند. اين پايداري نسبت، حاکي از آن است که فرآيندهاي تجزيه ماده آلي و معدني‌شدن عناصر غذايي به‌صورت متوازن در هر دو وضعيت مديريت عمل مي‌کنند. نتالو¹⁶ و همکاران (2022) نيز روندي مشابه را گزارش کرده‌اند که در آن تغييرات SOC و TN در واکنش به مديريت چرا مشاهده شد، اما نسبت C:N تغيير چنداني نداشت. اين يافته‌ها بيانگر آنست‌که ورودي لاشبرگ گياهي و نرخ تجزيه ميکروبي بر هر دو عنصر تأثير همزمان و متناسب دارند. همچنين، مطالعاتي نظير لي¹⁷ و همکاران (2018) نشان مي‌دهند که چرا مي‌تواند به‌طور هم‌زمان چرخه کربن و نيتروژن را تحت تأثير قرار داده و با وجود تغيير در مقادير مطلق اين عناصر، نسبت استوکيومتري آن‌ها را حفظ کند. چنين تعادلي احتمالاً ناشي از تغييرات متناسب در زي‌توده هوايي و زيرزميني و همچنين فرآيندهاي مشابه در تجزيه و معدني‌شدن است که به‌صورت هماهنگ بر مخازن کربن و نيتروژن اثرگذار هستند. در مجموع، تفاوت‌هاي معنادار در مقادير SOC، TN، EC و BD بين سايت‌هاي تحت چرا و حفاظت‌شده را مي‌توان به تغييرات در ساختار فيزيکي خاک، ورودي‌هاي¹⁸ ماده آلي و فرآيندهاي نگهداشت عناصر غذايي نسبت داد که تحت تأثير مديريت چراي دام قرار دارند. با اين حال، ثبات نسبت C:N نشان مي‌دهد که مکانيسم‌هاي مؤثر بر تجمع و اتلاف کربن و نيتروژن، از جمله تجزيه لاشبرگ، پوسيدگي ريشه و فعاليت‌هاي ميکروبي در هر دو نوع مديريت به‌صورت همزمان و هماهنگ عمل مي‌کنند. اين نتايج با يافته‌هاي مطالعات پيشين هم‌راستا هستند ) Abrigo et al., 2024، Ntalo et al., 2022، Sun et al., 2014، Fenetahun et al., 2021، Zhu et al., 2021 (. با توجه به نتايج اين پژوهش که نشان داد قرق بلندمدت مي‌تواند به‌طور مؤثري موجب افزايش ترسيب کربن آلي و نيتروژن در لايه‌هاي سطحي و زيرسطحي خاک تا عمق ۳۰ سانتي‌متر در مراتع شبه‌حاره‌اي خوزستان شود، پيشنهاد مي‌شود که سياست‌هاي حفاظتي پارک ملي کرخه به سمت گسترش و تقويت نظام قرق در نواحي حساس و داراي پتانسيل بالاي احياي خاک هدايت شود. اجراي برنامه‌هاي قرق بلندمدت در مناطق با شدت چراي بالا، همراه با پايش منظم ويژگي‌هاي خاک و پوشش گياهي، نه تنها موجب بهبود کيفيت خاک و افزايش حاصلخيزي آن مي‌شود، بلکه در بلندمدت به کاهش انتشار گازهاي گلخانه‌اي، تقويت پايداري اکولوژيکي، و مقابله با بيابان‌زايي در اين منطقه کمک مي‌کند. همچنين پيشنهاد مي‌شود در کنار قرق کامل، از رويکردهاي مديريت چرا مانند چراي تناوبي کنترل‌شده بهره‌گيري شود تا در عين حفظ تنوع زيستي و سلامت خاک، نيازهاي جوامع محلي نيز در نظر گرفته شود. آموزش و مشارکت جوامع بومي در اجراي اين سياست‌ها، نقشي کليدي در موفقيت بلندمدت اقدامات حفاظتي خواهد داشت

سپاسگزاري

اين اثر تحت حمايت دانشگاه ملاير، دانشکده منابع طبيعي و محيط زيست انجام شده است. نويسندگان مقاله از مسئولان محترم دانشگاه سپاسگزاري مينمايند.

Reference:

Abrigo, M., Lezama, F., Grela, I. & Piñeiro, G. (2024). Grazing exclusion effects on vegetation structure and soil organic matter in savannas of río de la plata grasslands. Journal of Vegetation Science, 35(5).

Attaeian, B., Karami, F., Akhzari, D. & Kiani, G. A. (2023). Comparative Study of Vegetation Parameters, Soil Elements, and Organic Carbon Storage in Mountain Rangelands under Exclosure and Grazing Management: A Case Study in Asadabad, Hamadan. Journal of Rangeland, 17(2), 247-262. [in Persian]

Atsbha, T., Desta, A. B. & Zewdu, T. (2019). Carbon sequestration potential of natural vegetation under grazing influence in Southern Tigray, Ethiopia: implication for climate change mitigation. Heliyon, 5(8).

Bremner, J.M. & Mulvaney, C.S. (1982). Nitrogen-total. In: page, AL, Miller, RH, Keeney, RR, (Eds), Methods of soil analysis, and Part 2. Second ed. American society of agronomy, Madison, WI, 624 p.

Blake, G.R. & Hartge, K.H. (1995). Bulk density. In: Klute, A. (Ed.), Methods of Soil Analysis. Part I. Physical and Mineralogical Methods. Soil Sci. Soc. Am. Pub, 9(1), 363-376.

Burke, I.C., Laurenroth, W.K. & Milchunas, D.G. (1997). Biogeochemistry of Managed Grasslands in Central North America. In: Paul, E.A., K. Paustian, E.T. Elliott & C.V. Cole (Eds.), Soil Organic Matter in Temperate Agroecosystems: Long-term Experiments in North America. CRC Press, Boca Raton, FL, 85–102.

Cannell, G.R. (2003). Carbon sequestration and biomass energy offset theoretical, potential and achievable capacities globally in Europe and UK. Biomass and Bioenergy, 24, 97-116.

Chen, L. & Baoyin, T. (2024). Effects of plant productivity and species on soil carbon and nitrogen sequestration under seasonal grazing in a semi‐arid grassland of north china. Land Degradation and Development, 35(5), 1960-1970.

Fenetahun, Y., Yuan, Y., Xu, X., Fentahun, T., Nzabarinda, V., & Wang, Y. (2021). Impact of grazing intensity on soil properties in teltele rangeland, ethiopia. Frontiers in Environmental Science, 9, 664104.

Gee, G.W. & Bauder, J.W. (1986). Particle-size analysis, in A, Klute, ed. Methods of soil analysis, soil science society of America, Madison, Wiscon, pp.383–411.

Gebregergs, T., Tessema, Z., Solomon, N. & Birhane, E. (2019). Carbon sequestration and soil restoration potential of grazing lands under exclosure management in a semi‐arid environment of northern ethiopia. Ecology and Evolution, 9(11), 6468-6479.

Ghorbani, N., Raiesi, F. & Ghorbani, Sh. (2012). Influence of Livestock Grazing on the Distribution of Organic Carbon, Total Nitrogen and Carbon Mineralization within Primary Particle-Size Fractions in Shayda Rangelands with Cropping History. Iranian Journal of Soil and Water, 23(1), 209-222. [in Persian]

Hashimoto. M., Nose, T. & Muriguchi, Y. (2002). Wood products: ia carbon sequestration and impact on net carbon emissions of i cruntries. Environmental Science & Policy, 5, 183-193.

He, N.P., Zhang, Y.H., Yu, Q., Chen, Q.S., Pan, Q.M., Zhang, G.M. & Han, X.G. (2011). Grazing intensity impacts soil carbon and nitrogen storage of continental steppe. Ecosphere, 2(1), 1-10.

Hui, D., Deng, Q., Tian, H. & Luo, Y. (2017). Climate change and carbon sequestration in forest ecosystems. Handbook of climate change mitigation and adaptation, 594p.

Hu, Z., Li, S., Guo, Q., Niu, S., He, N., Li, L. & Yu, G. (2016). A synthesis of the effect of grazing exclusion on carbon dynamics in grasslands in china. Global Change Biology, 22(4), 1385-1393.

Jafari, M., Azarnivand, H. Sadeghipour, A., Kamali, N., Heydari, A. & Madah Arefi, H. (2015). The effects of different intensities of livestock grazing on carbon sequestration and soil nitrogen storage (case study: Chahar Shahriar plot). Pasture and watershed management. Journal of natural resources of Iran, 69(2), 353-366. [in Persian]

Jahantab, E., Mirzaee, M. & Gholami, P. (2019). The effect of Drill seeded exclosures on vegetation changes using multivariate analysis in Tang-e-Sorkh rangelands in Boyerahmad province, Iran. Rangeland, 13(2), 274-284. [in Persian]

Jalilund, H., Mortash, R. & Vahidpour, H. (2006). The effect of plant cover and some chemical properties of soil in Kajor pastures of Nowshahr. Pasture Journal, 66, 1-53. [in Persian]

Joneidi, H., Amani, S. & Kerami, P. (2015). The effect of livestock grazing intensity on sedimentation and carbon storage in Bijar protected pastures. Marta Research Journal, 10(1), 53-67. [in Persian]

Kamali, N., Eftekhari, A., Soori, M., Nateghi, S. & Bayat, M. (2020). Grazing impact on vegetation cover and some soil factors (Case study: Houz-e-Soltan Lake, Qom). Journal of Rangeland, 14(1), 85-94. [in Persian]

Khanizadeh, A.R., Erfanzadeh, R. & Siah Mansour, R. (2014). Investigating the effect of livestock grazing on the underground organs of Festuca ovina species in the semi-arid pastures of Lorestan. Second International Conference on Sustainable Development and Solutions and Challenges, pp. 24-26. [in Persian]

Khodadost, M., Saberi, M. & Tarnian, F. (2022). The carbon and nitrogen storage capacity of soil in two enclosure and grazed ‎sites (Case study: Kote rangelands of Khash City)‎. Rangeland, 16(3), 441-453. [in Persian]

Lal, R. (2004). Soil carbon sequestration impact on global climate change andfood security. Science, 304: 1623-1627.

Li, G., Zhang, Z., Shi, L., Zhou, Y., Yang, M., Cao, J. & Lei, G. (2018). Effects of different grazing intensities on soil c, n, and p in an alpine meadow on the Qinghai-tibetan plateau, china. International Journal of Environmental Research and Public.

Liang, M., Smith, N., Chen, J., Wu, Y., Guo, Z., Gornish, E., & Liang, C. (2021). Shifts in plant composition mediate grazing effects on carbon cycling in grasslands. Journal of Applied Ecology, 58(3), 518-527.

Moradi Shahghariyeh, M. and Tahmasbi, P., 2016. The effect of enclosure on carbon sequestration and soil physical and chemical properties in semi steppe rangelands of Chaharmahal and Bakhtiari Province. Natural ecosystem of Iran, 6(4): 97-109. [in Persian]

Ntalo, M., Ravhuhali, K., Moyo, B., Mmbi, N. & Mokoboki, H. (2022). Physical and chemical properties of the soils in selected communal properties associations of south africa. Peerj, 10, e13960.

Riahi Samani, M. & Raisi, F. (2013). Carbon dynamics in natural pastures under grazing and flooding in three grassland ecosystems of the Central Zagros Mountains, Water and Soil Journal (Agricultural Sciences and Industries), 28(4), 753-742. [in Persian]

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

Shariff, A.R, Biondini, M.E. & Grtgiel, C.E. (1994). Grazing intensity effects on litter decomposition and soil nitrogen mineralization. Journal of Range Management, 47, 444- 449.

Sun, J., Wang, X., Cheng, G., Wu, J., Hong, J., & Niu, S. (2014). Effects of grazing regimes on plant traits and soil nutrients in an alpine steppe, northern tibetan plateau. Plos One, 9(9), e108821.

Sun, D.S., Wesche, K., Chen, D.D., Zhang, S.H., Wu, G.L., Du, G.Z. & Comerford, N.B. (2011). Grazing depresses soil carbon storage through changing plant biomass and composition in a Tibetan alpine meadow. Plant soil environment, 57 (6), 271–278.

Thomson, A. (2008). Integrated estimates of global terrestrial carbon sequestration. Global Environmental Change, 18, 192–203.

Wang, L., Gan, Y., Wiesmeier, M., Zhao, G., Zhang, R., Han, G. & Hou, F. (2018). Grazing exclusion—an effective approach for naturally restoring degraded grasslands in northern china. Land Degradation and Development, 29(12), 4439-4456.

Zhu, G., Yuan, C., Gong, H., Peng, Y., Huang, C., Wu, C. & Duan, H. (2021). Effects of short-term grazing prohibition on soil physical and chemical properties of meadows in southwest china. Peerj, 9, e11598.

يادداشت ها¹⁹

[1] Chen

[2] Joneidi

[3] Sun

[4] Attaeian

[5] Khodadost

[6] Ghorbani

[7] Jafari

[8] Bruke

[9] Sharif

[10] Jalilvand

[11] Khanizadeh