بخشی از مقاله
مقدمه
چراي مفرط و آتشسوزيهاي عمدي و غیرعمدي در اکوسیستمهايمرتعی معمولاً دو عامل اصلی و مهم تخریب پوشش گیاهی و خاك، و در پی آن فرسایش خاك و کاهش پایداري سیستم در این عرصهها محسوب میشوند - جدي و چائیب، 2010؛ استوف و همکاران، . - 2010 دام و سایر اجزاي اکوسیستمهاي مرتعی همواره در کنش متقابل با یکدیگر هستند و تا زمانی که جمعیت دام در هر اکوسیستم متناسب با ظرفیت مراتع باشد، به منابع با ارزش آن همچون آب، خاك و گیاه خساراتی وارد نمیشود. بنابراین، اعمال مدیریت صحیح و اتخاذ روشهاي مناسب احیاي مرتع به منظور افزایش سطح تولید و احیاي مراتع مستلزم داشتن اطلاعات و دانش کافی در خصوص اکوسیستمهاي مرتعی میباشد - جدي و چائیب، . - 2010 عدم تعادل بین ظرفیت مرتع و تعداد دام از یک طرف و چراي مفرط، که در اغلب نقاط جهان به ویژه در ایران بهطور گسترده صورت میگیرد، موجب ایجاد تغییرات زیادي در پوشش گیاهی و خصوصیات گوناگون خاك در مقیاس اکوسیستم میشود - رئیسی و همکاران، . - 1384 سطوح پایین و یا متوسط چرا اثرات اندك بر کربن خاك داشت ولی سطوح بالاي چرا اغلب تأثیرات منفی بر کربن خاك گذاشت - رایس و اونسباي، . - 2007 چراي شدید ممکن است سبب کاهش کیفیت لاشبرگ، کاهش شدید فعالیت میکروبی و کاهش قابل توجه میزان بیوماس میکروبی خاك گردد - بارجر و همکاران، . - 2004 علاوه بر چرا، آتشسوزي باعث ایجاد آشفتگی و تغییراتی در اجزاي اکوسیستمهاي مرتعی از جمله ماده آلی خاك میگردد - استوف و همکاران، 2010؛ نوارا و همکاران، . - 2010 آتشسوزي در طولانی مدت بر ذخیره ماده آلی خاك و پویایی آن تأثیر منفی دارد - استوف و همکاران، 2010؛ نوارا و همکاران، . - 2010 آتشسوزي مراتع ممکن است اثرات زیانآوري بر ماده آلی و متعاقب آن بر ویژگیهاي فیزیکی و شیمیایی خاك داشته باشد. آتشسوزي پوشش گیاهی و لایه لاشبرگ را بهطور مستقیم از بین میبرد و با سوختن ماده آلی و گرم شدن خاك سطحی، ماده آلی خاك کاهش مییابد. کاهش ماده آلی بر اثر آتشسوزي، کاهش پایداري خاکدانهها، کاهش تهویه و افزایش جرم ویژه ظاهري را به دنبال خواهد داشت - استوف و همکاران، . - 2010 کربن بیوماس میکروبی و تنوع میکروبی بر اثر آتشسوزي کاهش مییابد - جونامی و همکاران، . - 2006 با این حال، اثر همزمان آتشسوزي و چراي دام بر کربن آلی کل و اجزاي ناپایدار آن هنوز مشخص نمیباشد. بنابراین هدف این تحقیق بررسی اثرات همزمان آتشسوزي و شدتهاي مختلف چرا بر میزان ماده آلی خاك و اجزاي مختلف آن بود.
مواد وروشها
به منظور بررسی اثرات چرا و آتشسوزي بر کربن آلی کل، کربن آلی ویژه، تنفس پایه و بیوماس میکروبی خاك، مراتع کرسنک، بارده، ارجنک، مرغملک، هرچگان و پردنجان در شمال غربی استان چهارمحال و بختیاري براي این تحقیق انتخاب شدهاند.
نمونهبرداري در هر تیمار از دو عمق 0-10cm و 10-20cm به صورت تصادفی در اوایل بهار با ایجاد یک ترانسکت به طول 100 متر صورت گرفت. در هر منطقه نمونهبرداري خاك به صورت جفتی از نقاط شاهد - بدون آتشسوزي - و آتشسوزي شده با ایجاد یک ترانسکت در فواصل 25 متر براي هر دو عمق صورت گرفت. نقاط شاهد نقاطی هستند که داراي چراي سبک و یا سنگین میباشند. سطوح مختلف چرا توسط اداره منابع طبیعی استان چهارمحال و بختیاري تعیین شده است. براي هر عمق، نمونههاي منفرد مخلوط و یک نمونه مرکب براي هر تیمار آتشسوزي و شاهد - چرا شده و بدون آتشسوزي - در هر منطقه تهیه شد. پس از انتقال نمونهها به آزمایشگاه، خاك هواخشک و از الک 2 میلیمتري عبور داده شد. کربن آلی کل خاك بر اساس روش والکلی و بلاك اندازهگیري شد - نلسون و سامرز، . - 1982 براي اندازهگیري کربن آلی ویژه 25 گرم خاك را توزین و سپس 100 میلیلیتر محلول هگزامتافسفات سدیم 0/05 درصد 5 - گرم بر لیتر - به نمونه اضافه شد و به مدت 16 ساعت روي شیکر با سرعت 120 دور در دقیقه قرار گرفت. سپس سوسپانسیون خاك از الک 0/053 میلیمتر عبور داده شد و کربن آلی ویژه به روش والکلی و بلاك اندازهگیري شد - نلسون و سامرز، . - 1982 به منظور اندازهگیري کربن بیوماس میکروبی، از روش تدخین-انکوباسیون استفاده شد. در این روش اختلاف CO 2 تولید شده ناشی از تنفس میکروبی در دو خاك تدخین شده با کلروفرم - کلروفرم بدون اتانول - و تدخین نشده، پس از اعمال راندمان تجزیه کربن بیوماس میکروبی - 0/45 - ، به عنوان کربن موجود در بیوماس میکروبی در نظر گرفته شد و بر حسب میلیگرم در کیلوگرم خاك گزارش گردید - جورجنسن و بروکس، . - 1990
نتایج و بحث
نتایج نشان میدهد که کاهش کل کربن آلی خاك - OC - بر اثر آتشسوزي 21 - درصد - تنها در لایه بالایی خاكها در شرایط چراي سنگین معنیدار - P 0/1 - بود - جدول . - 1 این کاهش را میتوان به علت سوختن پوشش گیاهی و کاهش ورودي سالانه ماده آلی در مناطق سوخته شده تحت چراي سنگین نسبت داد. همینطور کربن آلی خاك در پلاتهاي سوخته کمتر از پلاتهاي کنترل شده بود - نوارا و همکاران، . - 2010 غلظت کربن آلی ویژه - - POC و نسبت آن به کل کربن آلی خاك - POC/OC - بر اثر آتشسوزي در لایه بالایی و پایینی مناطق با شدت چراي سبک و سنگین تغییر محسوسی نشان نداد . - P 0/1 -
کاهش کربن بیوماس میکروبی - MBC - بر اثر آتشسوزي در عمق سطحی خاكهاي مناطق با شدت چراي سبک و سنگین نیز معنیدار - P 0/1 - بود - جدول . - 1 با این حال، کاهش MBC بر اثر آتشسوزي در عمق زیرین تنها در خاكهاي مناطق با شدت چراي سنگین معنیدار بود - P 0/1 - ، بهطوري که مقدار MBC در تیمار چراي سبک پس از آتش نسبت به شاهد در لایه سطحی 18/4 درصد و در لایه زیر سطحی 24/6 درصد کاهش یافت. افزون بر آن، در تیمار چراي سنگین پس از آتش نسبت به شاهد در لایه سطحی و زیر سطحی به
ترتیب 32 و 22 درصد کاهش نشان داد. کاهش MBC بر اثر آتشسوزي میتواند ناشی از کاهش کربن آلی خاك باشد. جونامی و همکاران - 2006 - نیز بیان نمودند که میزان کربن بیوماس میکروبی در خاكهاي آتش سوزي شده نسبت به خاكهاي فاقد آتشسوزي کمتر بود. با این وجود، اثر آتشسوزي بر نسبت کربن بیوماس میکروبی به کربن آلی خاك - MBC/OC - در هر دو لایه خاك و شدتهاي مختلف چرا معنیدار نبود . - P 0/1 - همین طور اثر آتش بر کاهش تنفس پایه 25 - درصد - در مقایسه با شاهد تنها در لایه زیر سطحی خاكهاي با شدت چراي سنگین معنیدار - P 0/1 - بود - جدول . - 1
جدول - 1 - نتایج تجزیه آماري - آماره - t و مقایسه میانگین اثر آتشسوزي و شدت چرا بر کربن آلی کل - OC - ، کربن آلی ویژه - POC - ، تنفس پایه - BR - و کربن بیوماس میکروبی - MBC - خاكهاي مورد مطالعه در عمق 0-10 و 10-20 سانتیمتر - مقادیر انحراف استاندارد در پرانتز نشان داده شدهاند -
بهطور خلاصه، نتایج تحقیق حاضر نشان داد آتشسوزي سبب کاهش ماده آلی خاك و بیوماس میکروبی میگردد ولی تأثیري روي ماده آلی ویژه خاك ندارد. با این حال، اثر آتشسوزي بر ماده آلی و بیوماس میکروبی خاك به عمق نمونه برداري و شدت چرا بستگی دارد. به نظر میرسد اثر آتشسوزي بر این دو ویژگی خاك در لایه سطحی محسوستر باشد.
