بخشی از مقاله
چکیده
کربن آلی خاک - SOC - کلیدیترین عامل در باروری و کیفیت خاک و حفاظت محیطزیست، بهویژه در مناطق نیمهخشک بوده و تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانهای در جو میباشد. مطالعه حاضر با هدف بدست آوردن اطلاعاتی در مورد ذخیره SOC در شهرستان بجستان از مناطق نیمهخشک استان خراسان رضوی تحت تاثیر کاربریهای اراضی باغی، زراعی و مرتعی در دو عمق 0-20 و 20-40 سانتیمتری انجام گرفت.
نتایج نشان میدهد که اراضی باغی در این منطقه نقش موثری بر ذخیره SOC دارند، به طوری که با میانگین 2/34 و 1/79 کیلوگرم بر مترمربع به ترتیب در افق سطحی و زیرسطحی با اختلاف معنیداری بیشترین میزان ذخیره کربن را داراست که این امر ناشی از نحوه مدیریت کشاورزان در این اراضی میباشد. بنابراین داشتن اطلاعات کافی از نقش کاربری اراضی مختلف در افزایش فرآیند ذخیره کربن میتواند در مدیریت پایدار اراضی به ویژه مناطق نیمهخشک کشور موثر باشد.
مقدمه
افزایش مصرف سوختهای فسیلی و تغییر کاربری اراضی و پوشش گیاهی موجب انتشار حجم عظیمی از گازهای گلخانهای به اتمسفر شده است - . - 1IPCC, 2001 دیاکسیدکربن مهمترین گاز گلخانهای بوده و افزایش تراکم آن از طریق جذب طول موجهای بازتابی، باعث افزایش گرمایش جهانی و در نتیجه تغییر اقلیم گردیده است . - IPCC, 2007 - تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالشها در توسعه پایدار میباشد که اثرات بسیار زیانباری بر محیط زیست و حیات انسان بر روی کره زمین دارد .
امروزه به دلیل عدم وجود دادههای کافی درباره ذخایر فعلی و گذشته کربن آلی خاک و همچنین عوامل کنترل کننده آن، توان بالقوه خاکها برای ترسیب کربن به صورت موضوع بحث برانگیزی مسکوت مانده است - Smith, . - 2005 در حالیکه یکی از مهمترین روشهای کاهش گازهای گلخانهای، ترسیب آنها در خاک یا اندامهای گیاهان است. Lal - 2004 - نیز خاکهای جهان را سومین ذخیرهگاه اصلی کربن - آلی و معدنی - و حدود 4 برابر میزان کربن موجود در زیتوده و حدود 3/3 برابر کربن موجود در جو میداند.
عوامل بسیاری مانند توپوگرافی، کاربری اراضی، نوع خاک، مدیریت اراضی و پوشش گیاهی تغییرات مکانی کربن آلی را در مقیاسهای مختلف کنترل میکنند. بررسی و ارزیابی این ناهمگنیهای کربن آلی میتواند درستی برآورد ذخایر کربن آلی را بهبود ببخشد و ما را در پیادهسازی پیمایش موثر ذخایر کربن آلی یاری دهد - عجمی و همکاران، . - 2016 از دیگر سو در بسیاری از مناطق خشک و نیمه خشک جهان فقر مواد آلی خاک از چالشهای اساسی کشاورزی به شمار میآید. اگرچه مناطق خشک به واسطه پوشش گیاهی ضعیفتر، میزان کربن آلی پایینتری نسبت به اکوسیستمهای معتدل و مرطوب حاره دارند، اما بیش از 30 درصد مساحت خشکیهای جهان را شامل شده و برآوردها بیانگر آن است 10-20 درصد کربن زیست کره - آلی و غیرآلی - در این مناطق ذخیره شده است .
در ایران نیز مقدار مواد آلی خاکها در بخش قابل توجهی از آن بسیار کم بوده به طوری که در بیش از 60 درصد اراضی کشاورزی کمتر از یک درصد و در بخش قابل توجهی از آنها کمتر از نیم درصد گزارش شده است - کلباسی، . - 1375 اگرچه بیشتر مطالعات مرتبط با ذخیره کربن آلی خاک در بخش 20 سانتیمتری سطح خاک انجام شده است اما با توجه به اهمیت کربن آلی خاک در پاسخ به سئوالات بسیار زیادی در ارتباط با مسائل محیطی از قبیل گرمای جهانی توجه به کربن موجود در لایه زیر سطحی خاک نیز بسیار با اهمیت میباشد. به طوریکه Wiesmeier et al., - 2015 - بیان میدارند که در مطالعات آتی در ارتباط با بررسی اثر کاربری اراضی بر ذخیره کربن توجه به لایههای زیر سطحی خاک نیز دارای اهمیت میباشد.
منطقه بجستان در استان خراسان رضوی در زمینه تولید محصولات باغی و کشاورزی متنوع بوده و دارای کشتهای متفاوت باغی و زراعی اعم از انار، پسته، گندم، جو و زعفران میباشد. این منطقه دارای دمای بالای هوا در بسیاری از روزهای سال بوده که منجر به تجزیه سریع کربن آلی خاک و هدر رفت آن به صورت دیاکسید کربن میگردد. از دیگر سو با توجه به نقش موثر کربن آلی در بهبود خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک که متعاقبا منجر به اثرات مثبت بر روی رشد و افزایش عملکرد محصولات، جلوگیری از فرسایش خاک و افزایش خاکدانهسازی میگردد.
بنابراین کربن آلی به عنوان یک شاخص حساس برای بررسی نقش مدیریت مناسب این اراضی میتواند قابل استفاده باشد. بهویژه با توجه به قرار گرفتن شهرستان در مناطق نیمهخشک تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و برنامههای مدیریتی کلان در زمینه کاهش گازهای گلخانهای در جو، کربن آلی به عنوان ابزار مناسبی میتواند استفاده گردد که مدیریت آن مستلزم شناخت ساختار تغییرپذیری آن در زمان و مکان است. لذا هدف تحقیق حاضر با طرح این سوال بیان میشوند که آیا الگوی ذخیره کربن آلی خاک به نحوه مدیریت در کشاورزی و کاربریهای اراضی مختلف در این منطقه وابسته است؟
مواد و روشها
منطقهی مطالعاتی در بین طولهای جغرافیایی 57' 56"ْ57 تا 00' 40"ْ58 شرقی و عرضهای جغرافیایی 17' 91"ْ34 تا 33' 79"ْ34 شمالی قرار گرفته است که شهرستان بجستان در جنوب غربی استان خراسان رضوی واقع شده است - شکل . - 1 متوسط بارندگی سالانه در طی دوره آماری 1370 تا 1390 در شهرستان بجستان 256/44 میلیمتر، متوسط رطوبت 38 درصد، میانگین دمای سالانه 19/5 درجه سانتیگراد میباشد - اطلاعات اداره هواشناسی شهرستان بجستان - . رژیمهای رطوبتی و حرارتی خاک منطقهی مطالعاتی، بهترتیب، اریدیک و ترمیک میباشند. سیمای کلی منطقه به صورت کوهستان و دشت میباشد.
اراضی کشاورزی، باغی و مرتع مهمترین کاربریهای اراضی موجود در منطقه را شامل میشوند که کشتهای زراعی گندم و جو و باغی اعم از انار، زعفران و پسته از مهمترین محصولات این منطقه میباشند. از آنجایی که منطقه مورد مطالعه در زمینه تولید محصولات کشاورزی و باغی بخصوص انار و پسته در استان خراسان رضوی دارای اهمیت است، لذا تحقیق حاضر با توجه به اهداف مطالعه واثر تنوع کاربری بر ذخیره کربن آلی منطقه در این محدوده انجام پذیرفت.
شکل -1 نقشه موقعیت محدوده مطالعاتی در کشور ایران و استان خراسان رضوی
80 نمونه خاک به روش کاملا تصادفی از دو عمق 0-20 و 20-40 سانتیمتری در بخشی از اراضی کشاورزی، باغی و مرتعی برداشت شد که سهم کاربریهای اراضی کشاورزی، باغی و مرتع به ترتیب 32، 30 و 18 نمونه بود. کلیه نمونهها جهت آنالیز، هوا خشک گردیده و پس از کوبیده شدن از الک 2 میلیمتر عبور داده شدند. سپس کربن آلی به روش اکسیداسیون توسط دی کرومات پتاسیم و وزن مخصوص ظاهری به روش کلوخه اندازهگیری شدند. برای محاسبه ذخیره کربن آلی نیز از طریق رابطه 1 - عجمی و همکاران، - 2016 استفاده گردید
نتایج و بحث
آمار توصیفی شامل میانگین، حداقل، حداکثر، انحراف معیار، چولگی وکشیدگی برای دادهها محاسبه گردید. جهت بررسی نتایج، ابتدا نرمال بودن دادهها از طریق آزمون کولموگروف- اسمیرنوف بررسی شد، که نتایج چولگی موجود در جدول 1 نیز نتایج نرمال بودن را تایید مینماید. سپس آزمون آنالیز واریانس برای بررسی اثر عامل کاربری اراضی بر ذخیره کربن آلی خاک انجام شد. در صورت معنیدار بودن نقش کاربری اراضی مورد بررسی بر میزان ذخیره کربن، آزمون مقایسه دانکن در سطح 0/05 درصد استفاده شد. تمامی آنالیزهای آماری با استفاده از نرم افزا SPSS نسخه 17 انجام گردید.
با توجه به جدول 1 بیشترین مقدار ذخیره کربن آلی خاک در کل حوزه مربوط کاربری باغ و کمترین مقدار آن در در کل حوزه 0/34 میباشد که مربوط به کاربری زراعت است.
