بررسی تغییرات برخی ویژگی های شیمیایی و زیستی خاک پس از آتش‎ سوزی در جنگل های زاگرس (مطالعه موردی: گهواره- کرمانشاه)

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: آتش سوزی جنگل در تمام اکوسیستم های جهان بسیار رایج است. هم روی پوشش گیاهی و هم خاک تاثیر می گذارد. همچنین در حفظ تنوع و ثبات اکوسیستم‎ها مفید است. اثر آتش سوزی جنگل بر خاک جنگل بسیار پیچیده است. آتش سوزی بر مواد آلی خاک، عناصر ماکرو و ریز مغذی، خواص فیزیکی خاک مانند بافت، رنگ، pH، تراکم ظاهری و همچنین جامعه میکروبی خاک تاثیر می گذارد. خاک پس از وقوع آتش‎سوزی می‎تواند تغییرات بلندمدت، میان مدت و کوتاه مدتی را تجربه کند؛ که این تغییرات بسته به نوع ویژگی های خاک، شرایط آب و هوایی، مدت، شدت و فراوانی آتش‎سوزی متفاوت است. جنگل های زاگرس که بیشتر شاخه‎زاد هستند از خطر آتش سوزی در امان نبوده و آتش به طور مداوم این جنگل ها را تحت تاثیر قرار می دهد. با توجه به اینکه پایداری طولانی مدت این جنگل ها وابسته به حفظ کیفیت خاک است، بررسی اثرات آتش بر خصوصیات خاک بسیار مهم است. این مطالعه جهت بررسی اثر آتش‎سوزی بر تغییرات ویژگی های شیمیایی و زیستی جنگل های زاگرس در استان کرمانشاه، شهرستان گهواره در منطقه لرینی انجام شد. مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه بخشی از جنگل های زاگرس در استان کرمانشاه، شهرستان گهواره، منطقه لرینی با طول جغرافیایی ۳۴ درجه، ۱۰ دقیقه و ۳۵ ثانیه و عرض جغرافیایی ۴۶ درجه، ۳۴ دقیقه و ۲۸ ثانیه که ارتفاع آن از سطح دریا به طور متوسط ۱۴۶۸ متر بود. این بررسی در سال ۱۴۰۰ انجام شد و آتش سوزی های متعددی قبل از آن در وسعت های متفاوت در منطقه رخ داده است. برای نمونه‎برداری از خاک، نقاط با اندازه‎گیری به وسیله متر بر روی ردیف‎ها مشخص شد و به صورت منظم و با فواصل زمانی مشخص در ماه‎های مهر، آذر، بهمن، فروردین و خرداد، نمونه‎برداری از خاک صورت گرفت. فاصله نمونه‎ها در هر ردیف ۲۰ متر و فاصله ردیف‎ها از هم ۵۰ متر بود به گونه ای که ۳ ردیف در منطقه سوخته و ۳ ردیف در منطقه شاهد (نسوخته) مشخص شدند. برخی از ویژگی های خاک مانند، pH و هدایت الکتریکی، کربن آلی، فسفر قابل جذب، تنفس خاک، کربن زیست‎توده میکروبی، تنفس برانگیخته با سوبسترا و کسر متابولیک در نمونه‎های خاک اندازه‎گیری شدند. داده ها با نرم افزار SAS ۹.۴ مورد تجزیه واریانس قرار گرفت و مقایسه میانگین ها با آزمون دانکن در سطح احتمال خطا ۱ و ۵ درصد بررسی شدند. یافته ها: pH خاک با گذشت زمان و کاهش دمای هوا در زیر تاج (نسوخته و سوخته) و بیرون تاج نسوخته کاهش یافت و پس از گذر از فصل سرما pH خاک در این سه محل روند صعودی داشت. دامنه pH خاک از مهر ماه تا خرداد ماه در هر ۴ تیمار از ۷/۳۱ تا ۷/۶۶ متغیر بود. نتایج تجزیه واریانس داده ها نشان داد که اثرات ساده آتش سوزی و محل نمونه برداری و اثرات متقابل تیمارها تاثیری بر مقدار هدایت الکتریکی خاک در ماه های مختلف نمونه برداری نداشت. با وقوع آتش‎سوزی میزان فسفر قابل جذب افزایش یافت. بیشترین مقدار فسفر قابل جذب در زیر و بیرون تاج سوخته و کمترین میزان آن در زیر و بیرون تاج شاهد بود. همچنین دامنه تغییرات کربن آلی بیانگر این است که با گذشت زمان در هر ۴ تیمار، کربن آلی خاک افزایش یافته است. بیشترین افزایش در زیر تاج سوخته (۱/۵۱ درصد) و کمترین میزان آن نیز در زیر تاج شاهد (نسوخته) مشاهده شد. با بررسی روند تغییرات مشاهده می شود تنفس پایه خاک در ابتدای آتش سوزی بالا بوده ولی به مرور کاهش پیدا می کند و سپس در ماه های آخر نمونه برداری از مقدار اولیه نیز بیشتر شده است. در این پژوهش علی‎رغم بروز آتش‎سوزی و تاثیر منفی بر کربن آلی خاک مقدار تنفس پایه در خاک مناطق سوخته بیشتر از مناطق سوخته نشده است. نتایج نشان داد با گذشت زمان و کاهش دما مقدار تنفس ناشی از سوبسترا در زیر و خارج تاج (سوخته و شاهد) کاهش می‎یابد. در ابتدای نمونه‎برداری زیر تاج سوخته نشده بیشترین میزان تنفس ناشی از سوبسترا (۵۶۲ میلی‎گرم کربن بر کیلوگرم) و بیرون تاج سوخته کمترین مقدار (۵۱۳/۱۱ میلی‎گرم کربن بر کیلوگرم) را به‎خود اختصاص داد. با گذشت زمان و کاهش دما مقدار تنفس ناشی از سوبسترا در زیر و خارج تاج (سوخته و شاهد) کاهش می‎یابد. با توجه به نتایج تجزیه واریانس داده ها اثرات متقابل آتش سوزی و محل نمونه برداری بر کسر متابولیکی خاک معنی دار شد البته معنی داری اثرات متقابل بر کسر متابولیکی در بهمن و خرداد ماه مشاهده نشد. بیشترین مقدار کسر متابولیک در زیر تاج نسوخته (۰/۹۴ میلی گرم کربن بر میلی گرم کربن زیست توده در روز) و کمترین مقدار آن در بیرون تاج سوخته نشده (۰/۲۶ میلی گرم کربن بر میلی گرم کربن زیست توده در روز) اندازه‎گیری شد. با گذشت زمان و کاهش دما میزان این پارامتر در تیمار زیر تاج منطقه سوخته نشده کاهش و در سه تیمار زیر و بیرون تاج سوخته و بیرون تاج سوخته نشده، افزایش یافت. در پایان دوره بیشترین مقدار کسر متابولیک در زیر تاج منطقه سوخته شده (۰/۷۲ میلی گرم کربن بر میلی گرم کربن زیست توده در روز) و کمترین مقدار آن در بیرون تاج منطقه سوخته شده (۰/۵۹ میلی گرم کربن بر میلی گرم کربن زیست توده در روز) اندازه‎گیری شد. نتیجه گیری: نتایج نشان داد آتش ‎سوزی در هر دو محل زیر تاج و خارج تاج سطحی بوده و تاثیر چندانی بر ویژگی های شیمیایی و زیستی خاک نداشته است. ازاین رو در شاخص‎هایی چون کربن آلی و هدایت الکتریکی خاک تغییر قابل توجهی دیده نشد و آتش‎سوزی تنها موجب افزایش فسفر در مناطق سوخته نسبت به شاهد شد. به‎دلیل رخ‎داد آتش‎سوزی سطحی، احتراق موجب افزایش چشمگیری در شاخص‎های زیستی نشد.

Keywords:

Bacteria , Fertility Island , Fire , Fungus , Organic Carbon     , آتش , باکتری , جزیره حاصل‎ خیزی , قارچ , کربن آلی