
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,649,897 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,255,934 |
پویایی زمانی ویژگیهای خاک در مراحل تحولی تودههای آمیخته ممرز در جنگل شصتکلاته استان گلستان | ||
پژوهشهای علوم و فناوری چوب و جنگل | ||
دوره 30، شماره 1، فروردین 1402، صفحه 67-85 اصل مقاله (919.4 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwfst.2023.21030.2007 | ||
نویسندگان | ||
شهره کاظمی1؛ هاشم حبشی* 2؛ سید محمد حجتی3؛ سید محمد واعظ موسوی4؛ فاطمه رفیعی جزی5 | ||
1دانشجوی دکتری جنگل شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
2دانشیار ، گروه جنگل شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
3استاد ، گروه جنگلداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران. | ||
4استادیار ، گروه جنگل شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
5دکتری بیولوژی خاک جنگل، دانشکده علوم جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران. | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: بررسی تغییرات ویژگیهای فیزیکی، شیمیای و زیستی خاک طی مراحل تحولی جنگل در بهبود عملکرد خدمات اکولوژیکی جنگلهای پایینبند میتواند راهکار مناسبی برای مدیریت این جنگلها باشد. بنابراین این تحقیق با هدف بررسی اثر مراحل مختلف تحولی توده بر برخی از ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک توده ممرز آمیخته در دو فصل پاییز و تابستان (با فاصله زمانی یکسال) در سری دو طرح جنگلداری شصت کلاته گرگان انجام شد. مواد و روشها: برای تشخیص مراحل مختلف تحولی پس از جنگل گردشی تعداد 35 قطعهنمونه نیم هکتاری مستطیلی به ابعاد 50 × 100 متر در نظر گرفته شد. در هر کدام از قطعهنمونهها نوع گونههای درختی، درختچهای و متغیرهای قطر برابر سینه و ارتفاع کل اندازهگیری شد. در نهایت با استفاده از شاخص مراحل تحولی فلدمن و همکاران، سه مرحله تحولی جوانی، اوج و تخریب برای تمام قطعهنمونهها تعیین و برای هر مرحله تحولی، سه تکرار در نظر گرفته شد. در هر یک از این نه قطعه نمونه اصلی نیم هکتاری تعداد پنج ریزقطعهنمونه 20 در20 متر که یکی از آنها در مرکز و چهار ریزقطعهنمونه دیگر در چهار گوشه انتخاب و بررسی ویژگیهای فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک در هر ریزقطعهنمونه در سه نمونه خاک از عمق 15-0 سانتی متر در دو فصل تابستان و پاییز انجام شد. در مجموع تعداد 270 نمونه خاک تجزیه آزمایشگاهی شد. یافتهها: نتایج این تحقیق نشان داد که در بین ویژگیهای فیزیکی خاک تغییرات بافت شامل شن، رس، سیلت و جرم مخصوص ظاهری در بین مراحل مختلف تحولی در دو فصل پاییز و تابستان اختلاف معنیداری ندارد. اما در هر دو فصل رطوبت خاک در مرحله اوج (پاییز: 47/1±51/30؛ تابستان: 18/1±07/24) بیشتر از مرحله اولیه (پاییز: 13/1±78/23؛ تابستان: 95/0±89/18) و تخریب (پاییز: 53/1±45/23؛ تابستان: 21/45±1/21) بود. بررسی ویژگیهای شیمیایی و زیستی خاک نشان داد که هدایت الکتریکی، کربن آلی، نسبت کربن به نیتروژن، آمونیوم و نیترات خاک بین مراحل مختلف تحولی در فصل پاییز دارای اختلاف معنیدار بود. در فصل تابستان نیز اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، نیتروژن کل، زیتوده میکروبی کربن، آمونیم و نیترات بین مراحل مختلف تحولی دارای اختلاف معنیدار بود. نتایج تجزیه به مؤلفههای اصلی با استفاده از متغیرهای مورد مطالعه نشان داد که به طور کلی مؤلفههای اصلی اول و دوم به ترتیب 16/39 و 11/15 درصد از تغییرات کل را به خود اختصاص دادند. متغیرهای واکنش خاک، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، آمونیم و نیترات همبستگی بالایی با محور اول داشتند. متغیرهای رطوبت خاک، آمونیم و نیترات همبستگی مثبتی با زیتوده کربن میکروبی داشتند. درحالیکه متغیرهای اسیدیته، هدایت الکتریکی و درصد کربن آلی همبستگی منفی با زیتوده کربن میکروبی داشتند. متغیرهای آمونیم و نیترات خاک نیز همبستگی منفی با اسیدیته، هدایت الکتریکی و درصد کربن آلی داشت و همبستگی مثبت با رطوبت خاک نشان دادند. نتیجهگیری: با استناد به نتایج پژوهش حاضر، میتوان بیان کرد که در جنگل پایین بند ممرز آمیخته مراحل مختلف تحولی بر ویژگیهای شیمیایی و زیستی خاک جنگل اثرگذار است. باوجود اینکه در سایر مطالعات اثر معنیدار مراحل تحولی روی ویژگیهای فیزیکی خاک نیز گزارش شده بود، ولی در پژوهش حاضر مراحل تحولی اثر معنیداری روی ویژگیهای فیزیکی خاک نداشت. نتایج این پژوهش حاوی اطلاعات ارزشمندی درباره پویایی فصلی ویژگیهای خاک جنگلهای پایینبند هیرکانی در مراحل مختلف تحولیست که رابطه توده جنگل را با تغییرات خصوصیات خاک طی زمان نشان میدهد. با توجه به وجود اختلاف شدید آمونیوم بین فصول مورد بررسی، پیشنهاد میشود تا روند فرایند آمونیفیکاسیون به روشهای دقیق تری در رابطه با سایر ویژگیهای زیستی خاک از جمله فعالیت آنزیمی نیز مورد توجه قرار گیرد تا بتوان در مورد وضعیت حاصلخیزی مرحله دیس کلیماکس جنگلهای پایین بند بیشتر فهمید. | ||
کلیدواژهها | ||
واژههای کلیدی: پویایی آمونیوم و نیترات؛ ساختار جنگل؛ جنگل پایینبند؛ زیتوده میکروبی | ||
مراجع | ||
1.Alizadeh, T. 2012. Check some biological, physical, and chemical properties of soil in three stages of succession in the natural forests in the western forests of Gilan province. [MSc. Thesis.] Rasht, University of Gilan. 83p. (In Persian)
2.Korpel, S. 1995. Degree of equilibrium and dynamical changes of the forest on the example of natural forest of Slovakia. J. of Acta Facultatis Forestalis Zvolen, Czechoslovakia. 24: 1. 9-30.
3.Del Rio, M., Pretzsch, H., Alberdi, I., Bielak, K., Bravo, F., Brunner, A., Condés, S., Ducey, M.J, Fonseca, T., Lupke, N., Pach, M., Peric, S., Perot, T., Souidi, Z., Spathelf, P., Steba, H., Tijardovic, M., Tome, M., Vallet, P., and Bravo-Oviedo, A. 2016. Characterization of the structure, dynamics, and productivity of mixed-species stands: review and perspectives. J. of Forest Research. 135: 1. 23-49.
4.Parhizkar, P., and Sagheb-Talebi, Kh. 2016. Status of unmanaged oriental beech stands in different development stages within a 5-years period (case study: Langa Kelardasht). Plant Research J. (Iranian Biology J.). 29: 1. 31-42. (In Persian)
5.Amanzadeh, B. 2016. Investigation on structure, natural stand development stages, and ecological characteristics of canopy gaps in mixed stands of Nav forests, Asalem. Ph.D. thesis, Sari, University of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources. 208p. (In Persian)
6.Rahmani, A., Teimouri, M., Matinizade, M., Kalafi, Y., and Amanzade, B. 2016. Evaluation of soil and leaves nutrients concentration of beech (Fagus orientalis Lipsky) in different development stages of a beech stand (Case study: Raze forest, Guilan). J. of Forest and Poplar Research. 24: 2. 323-331. (In Persian)
7.Oliaee, H., and Sadri, N. 2016. Forest Soils. Agricultural education research. Press, 368p. (In Persian)
8.Yousefi Kalkonari, M. 2017. Assessment of stand characteristics and plant biodiversity among different stand development stages in pure beech stands. [MSc. Thesis.] Sari, University of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources. 72p. (In Persian)
9.Habashi, H., Shabani, E., and Moslehi, M. 2018. Investigation on the base cation variations in throughfall and litter flow of Acer velutinum in the Caspian forest. J. of Forest and Wood Products. 71: 3. 221-230. (In Persian)
10.Nalbandi-Qaraqiyeh, Z. 2015. Ecology of forest soils. Iranian Agricultural Science. Press, 412p. (In Persian)
11.Zhu, K., Wang, Q., Zhang, Y., Zarif, N., Ma, Sh., and Xu, L. 2022. Variation in soil bacterial and fungal community composition at different successional stages of a broad-leaved Korean Pine forest in the Lesser Hinggan Mountains. J. of Forests. 13: 625. 1-17.
12.Carter, R. 1979. Diagnosis and interpretation of forest stand nutrient status. J. of Forest Stand Nutrient Status. 8: 90-97.
13.Marvi Mohajer, M.R., and Sefidi, K. 2013. Forest Ecology. Academic Jahad. Press, 400p. (In Persian)
14.Zandi, L., Jafarian, Z., Kavian, A., and Kooch, Y., 2021. Investigation of changes in soil microbial characteristics due to changes in the type and land use age (Case study: Kiasar Mazandaran rangelands). J. of Water and Soil Conservation. 28: 2. 103-121. (In Persian)
16.Azaryan, M., Abrari Vajari, K., and Amanzadeh, B. 2020. Variability of soil physical, chemical, and biological properties in developmental stages of beech (Fagus orientalis Lipsky) forest of Asalem, Gilan Province, Iran. J. of Forest and Poplar Research. 28: 2. 124-136. (In Persian)
17.Li, Y., Yang, F., Ou, Y., Zhang, D., Liu, J., Chu, G., Zhang, Y., Otieno, D., and Zhuo, G. 2013. Changes in Forest Soil Properties in Different Successional Stages in Lower Tropical China. J. of Plos one. 8: 11. 1-10.
18.Mchado, D.L., Gervasio Pereira, M., Lopes Dos Santos, L., Ribeiro Diniz, A., and Guareschi R. 2019. Organic Matter and Soil Fertility in Different Successional Stages of Seasonal Semidecidual Forest. J. of Revista Caatinga. 32: 1. 179-188.
19.Liu, Y., Zhu, G., Hai, X., Li, J., Shangguan, Zh., Peng, Ch., and Lei, D. 2020. Long-term forest succession improves plant diversity and soil quality but does not significantly increase soil microbial diversity: Evidence from the Loess Plateau. J. of Ecological Engineering. 142: 1-13.
20.Zhao, X., Peiling, L., Feng, Y., Zhang, W., Njoroge, B., Long, F., Zhou, Q., Qu, Ch., Gan, X., and Liu, X. 2022. Changes in soil physicochemical and microbiological properties during natural succession: A case study in lower subtropical China. J. of Plant Science. 13: 1-13.
21.National Forests and Ranges Organization, Forestry Technical Office. 2012. General administration of natural resources and watershed management of Golestan province (second revision, forestry plan booklet of Shast Kalateh Gorgan). 320p.
22.Radaei, M., and Habashi, H. 2022. The effect of harvesting intensity in the single tree selection system on mixed Hornbeam stand characteristics. J. of Wood and Forest Science and Technology. 29: 2. 137-152. (In Persian)
23.Feldmann, E., Glatthorn, J., Hauck, M., and Leuschner, C. 2018. A novel empirical approach for determining the extension of forest development stages in temperate old-growth forests. European J. of Forest Research. 137: 3. 1-15. 24.Mataji, A., and Sagheb-Talebi, Kh. 2007. Development stages and dynamics of two oriental beeches (Fagus orientalis) communities at natural forests of Kheirudkenar-Noshahr. J. of Forest and Poplar Research. 15: 4. 398-416. (In Persian)
25.Ghazanshahi, J. 2019. Plant and soil analysis. Ayyez. Press, 272p. (In Persian)
26.Amini, Sh. 2012. Impact of cavity area on vegetation biodiversity and soil characteristics in a managed forest (Case study: Khalil Mahaleh and Abbas Abad Behshahr forestry plan series two). [MSc. Thesis.] Sari, University of Sari Agricultural Sciences and Natural Resources. (In Persian)
27.Shabani, S., Akbarinia, M., Jalali, G., and Aliarab, A.R. 2011. Relationship between soil characteristics and Beech regeneration density in canopy gaps with different sizes. J. of Wood and Forest Science and Technology. 18: 3. 63-77.
28.Makineci, E., Demir, M., Comez, A., and Yilmaz, E. 2008. Chemical characteristics of the surface soil, herbaceous cover, and organic layer of a compacted skid road in a fir (Abies bornmulleriana Mattf.) forest. J. of Transportation Research Part D Transport and Environment. 12: 7. 453-459.
29.Thiel, A.L., and Perakis, S.S. 2009. Nitrogen dynamics across silvicultural canopy gaps in young forests of western Oregon. J. of Forest Ecology and Management. 258: 273-287.
30.Muscolo, A., Sidari, M., and Mercurio, R. 2007. Influence of gap size on organic matter decomposition, microbial biomass, and nutrient cycle in Calabrian pine (Pinus laricio, Poiret) stands. J. of Forest Ecology Management. 242: 412-418.
31.Jafari, M., and Sarmadian, F. 2011. Basics of soil science and soil classification. Tehran University Press, 788p. (In Persian)
32.Asgari, H. 2012. The importance of soil organic matter. GorganUniv. Press, 237p. (In Persian)
33.Mao, R., Zeng, D.H., Yan, A.G., Yang, D., Li, L.J., and Liu, Y.X. 2010. Soil microbiological and chemical effects of a nitrogen-fixing shrub in poplar plantations in the semi-arid region of Northeast China. European J. of Soil Biology. 46: 3. 325-329. 34.Hu, X., Shu, Q., Guo, W., Shang, Z. and Qi, L. 2022. Secondary Succession Altered the diversity and co-occurrence networks of the soil bacterial communities in tropical lowland rainforests. J. of Plants. 11: 10. 1344.
35.Zhu, B., Wang, X.P., Fang, J.Y., Piao, S.L., Shen, H.H., Zhao, S.Q., and Peng, C.H. 2010. Altitudinal changes in carbon storage of temperate forests on Mt Changbai, Northeast China. J. of Plant Research. 123: 4. 439-452.
36.Feng, C., Ma, Y., Jin, X., Wang, Z., Ma, Y., and Chen, H. Y. 2019. Soil enzyme activities increase following the restoration of degraded subtropical forests. J. of Geoderma. 351: 1. 180-187.
37.Nasri, M. 2017. Comparison of regeneration density and soil characteristics in the natural and man-made gap in Tutaki forests of Siahkal. PhD thesis, Ardabili, University of Mohagheh Ardabili. 129p. (In Persian)
38.Reyes, F., Zanetti, S., Espinosa, A., and Alvear, M. 2010. Biochemical properties in vascular epiphytes substrate from a temperate forest of chile. J. of Soil Science and Plant Nutrition 10: 2. 126-138.
39.Scharenbroch, B., and Bockeim, J. 2007. Impacts of forest gaps on soil properties and processes in old-growth northern hardwood-hemlock forests. J. of Plant and soil. 294: 1. 219-233.
40.Kazemi, Sh., Hojjati, S.M., Fallah, A., and Barari, K. 2016. The effect of forest management on soil net mineralization rate in Khalilmahle, Behshahr. J. of Ecology of Iranian forest. 4: 8. 9-18. (In Persian)
41.Vais, A., Popova, V., Andronova, A., Nemich, V., Nepovinnykh, A., and Mikhaylov, P. 2023. Assessment of carbon productivity dynamics in Aspen stands under climate change based on forest inventories in central Siberia. J. of forests. 14: 1. 1-11.
42.Berg, B., McClaugherty, C., Santo, A.V.D., and Johnson, D. 2001. Humus buildup in boreal forests: effects of litterfall and its N concentration. Canadian J. of Forest Research. 31: 6. 988-998.
43.Amini, R. 2009. Dynamics of nutrient elements of beech and hornbeam leaves in the organic layer of the mixed beech forest of Shastkalate, Gorgan. [MSc. Thesis.] Gorgan, University of Agricultural Sciences and Natural Resources Gorgan. 128p. (In Persian)
44.Oulehle, F., Goodale, C.L., Evans, C.D., Chuman, T., Hruška, J., Kram, P., Navrátil, T., Tesař, M., Ač, A., Urban, O., and Tahovska, K., 2021. Dissolved and gaseous nitrogen losses in forests controlled by soil nutrient stoichiometry. J. of Environmental Research Letters. 16: 6. 1-11.
45.Sikora, L.J., and Stott, D.E. 1997. Soil organic carbon and nitrogen. J. of Methods for assessing soil quality, America, pp. 157-167.
46.Schuster, J., Mittermayer, M., Maidl, F.X., Nätscher, L., and Hülsbergen, K.J. 2022. Spatial variability of soil properties, nitrogen balance, and nitrate leaching using digital methods on heterogeneous arable fields in southern Germany. J. of Precision Agriculture. pp. 1-30.
47.Cheng, X., Li, Y., Liang, J., Zhang, J., Zheng, Y., Chen, X., and Li, L. 2016. Responses of microbial biomass and community composition to soil nitrate gradients in Chinese fir plantations. J. of Applied Soil Ecology. pp. 97-105.
48.Kaur, R., Chaudhary, D.R., and Walia, S. 2013. Microbial biomass carbon and soil enzyme activities as affected by land use change in the Indo-Gangetic plain of Punjab. J. of the Indian Society of Soil Science. 61: 4. 277-284.
49.Chodak, M., and Niklinska, M. 2010. Microbial activity and biomass in forest soils: effects of soil moisture, temperature, and acidity. J. of Plant Nutrition and Soil Science. 173: 1. 120-128.
50.Jangid, K., Williams, M.A., Franzluebbers, A.J., Schmidt, T.M., Coleman, D.C., and Whitman, W.B. 2008. Land-use history has a stronger impact on soil microbial community composition than aboveground vegetation and soil properties. J. of Soil Biology and Biochemistry. 40: 6. 1457-1464.
51.Shah Piri, A., Kooch, Y., and Dianati, Gh. 2021. Evaluation of soil quality indicators in degraded and converted forest habitats to rangeland in Western Mazandaran. J. of Soil and water research. 52: 3. 857-867.
52.Cheng, F., Peng, X., Zhao, P., Yuan, J., Zhong, C., Cheng, Y., and Zhang, S. 2013. Soil microbial biomass, basal respiration, and enzyme activity of main forest types in the Qinling Mountains. J. of PLOS ONE. 8: 6. 1-12.
53.Singh, J.S., Pandey, V.C., and Singh, D.P. 2011. Efficient soil microorganisms: a new dimension for sustainable agriculture and environmental development. J. of Agriculture, Ecosystems & Environment. 140: 3-4. 339-353.
54.Wang, H., Liu, L., Wang, W., Zhou, Z., and Wu, X. 2015. Soil microbial biomass carbon and nitrogen in relation to soil nutrient and carbon management indices in Chinese forest ecosystems. J. of Applied Soil Ecology. 96: 202-209.
55.Kooch, Y., Samadzadeh, B., and Hosseini, S.M. 2017. The effects of broad-leaved tree species on litter quality and soil properties in a plain forest stand. J. of Catena. 150: 3. 223-229.
56.Xu, Z., Chang, Y., Li, L., Luo, Q., Xu, Z., Li, X. and Wang, Y. 2018. Spatial estimation of soil carbon, nitrogen, and phosphorus stoichiometry in complex terrains: a case study of Schrenk's spruce forest in the Tianshan Mountains. J. of Biogeosciences Discussions. pp. 1-27.
57.Hart, S.C., Nason, G.E., Myrold, D.D., and Perry, D.A. 1994. Dynamics of gross nitrogen transformations in an old-growth forest: the carbon connection. J. of Ecology. 75: 4. 880-891.
58.Osono, T., Azuma, J.I., and Hirose, D. 2014. Plant species effect on the decomposition and chemical changes of leaf litter in grassland and pine and oak forest soils. J. of Plant and Soil. 376: 1. 411-421. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 255 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 230 |