بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک توده‌های متأثر از زوال بلوط ایرانی در جنگل‌های کهگیلویه و بویراحمد

متینی زاده, محمد; نوری, الهام; علی زاده, طاهره; پورهاشمی, مهدی; فرجی, فاطمه; خاکساریان, فرهاد

doi:10.22034/ijf.2024.440562.1971

بررسی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک توده‌های متأثر از زوال بلوط ایرانی در جنگل‌های کهگیلویه و بویراحمد

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

محمد متینی زاده ¹

الهام نوری ²

طاهره علی زاده ²

مهدی پورهاشمی ³

فاطمه فرجی ⁴

فرهاد خاکساریان ²

¹ دانشیار، مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

² کارشناس ارشد پژوهش،‌ مؤسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

³ استاد، مؤسسه تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

⁴ دکتری جنگلداری،‌ دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

10.22034/ijf.2024.440562.1971

چکیده

مقدمه: زوال بلوط در زاگرس از جهت‌های مختلف ارزیابی شده است. این اتفاق مهم‌ترین چالش بوم‌سازگان‌های جنگلی زاگرس در دهۀ اخیر محسوب می‌شود. عوامل متعددی سبب خشکیدگی می‌شوند که از مهم‌ترین آنها می‌توان به عوامل اقلیمی و دخالت‌های انسانی اشاره کرد. این عوامل زمینه را برای زوال این درختان فراهم می‌کنند و سبب تغییراتی در ویژگی‌های خاک که از مهم‌ترین منابع پایه بوم‌سازگان‌هاست می‌شوند. در این پژوهش تلاش شد با استفاده از روش‌های منطبق بر استاندارد در پایش جهانی خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک، چارچوب کاری استانداردی در زمینۀ این موضوع در جنگل‌های زاگرس تنظیم و اجرا شود.
مواد و روش‌ها: دو رویشگاه در دامنۀ شمالی سی‌سخت و سراب‌تاوه در استان کهگیلویه و بویراحمد مشخص شد. از بلوط ایرانی (Quercus brantii Lindl.) در تودۀ متأثر از زوال، پنج درخت سالم و پنج درخت خشکیده و در تودۀ شاهد فقط پنج درخت سالم انتخاب شد. در هر قطعه‌ نمونه یک پروفیل حفر و زیر تاج هر درخت از دو عمق خاک صفر تا 30 و 30 تا 60 سانتی‌متر یک نمونۀ ترکیبی تهیه شد. سپس نمونه‌های خاک برای اندازه‌گیری متغیرهای فیزیکی و شیمیایی به آزمایشگاه منتقل شدند.
نتایج: مقادیر ذرات رس در قطعه ‌نمونۀ شاهد بیشتر از قطعه ‌نمونۀ زوال بود (به‌ترتیب 68/46 و 46/31 درصد) و بافت خاک برای توده‌های شاهد و زوال به‌ترتیب رسی و لومی- رسی بود. بررسی‌ها در شیب شمالی جنگل‌های تحت بررسی نشان داد که متغیرهای هدایت الکتریکی (58/0 دسی‌زیمنس بر متر)، فسفر قابل ‌جذب و پتاسیم تبادلی (به‌ترتیب 20 و 820 میلی‌گرم در کیلوگرم) و کربنات کلسیم (34/37 درصد) در تودۀ متأثر از زوال و کلسیم و منیزیم محلول (به‌ترتیب 84/16 و 23 میلی‌گرم در کیلوگرم)، کربن آلی و نیتروژن کل (به‌ترتیب 7/2 و 27/0 درصد) در تودۀ شاهد بیشتر بودند. در تودۀ متأثر از زوال، مقادیر پتاسیم تبادلی و نیتروژن کل خاک در عمق 60-30 سانتی‌متر بیشتر از عمق 30-0 سانتی‌متر بود، حال‌ آنکه مقادیر این عناصر در تودۀ شاهد در عمق 30-0 سانتی‌متر به‌طور معنی‌داری بیشتر از عمق 60-30 سانتی‌متر بود. ویژگی‌های بصری دو تودۀ متأثر از زوال و شاهد براساس روش لادا، در وضعیت خوب و براساس امتیازهای آزمایشگاهی در وضعیت متوسط قرار داشتند.
نتیجه‌گیری: خاک با بافت رسی در قطعه ‌نمونۀ شاهد به حفظ بیشتر رطوبت و مواد غذایی کمک کرده است و از طرفی در توده‌های تحت تأثیر زوال، لاشبرگ ورودی به خاک کم است و در نتیجه بیشتر مقادیر پارامترهای اندازه‌گیری‌شدۀ فیزیکی و شیمیایی خاک به‌خصوص در عمق اول در مقایسه با تودۀ سالم کمتر بوده است. با توجه به ارزیابی لادا به‌طور کلی، دو تودۀ متأثر از زوال و شاهد بلوط ایرانی در شیب شمالی جنگل‌های کهگیلویه و بویراحمد از شرایط مناسب و خوبی برخوردار بودند.

کلیدواژه‌ها

درخت سالم و خشکیده

زاگرس

شیوه‌نامۀ لادا

عناصر غذایی خاک

نیمرخ خاک

موضوعات

خاک شناسی جنگل

عنوان مقاله English

Assessing soil physicochemical characteristics of stands affected by declining Iranian oak in Kohgilouye and Boyerahmad forests

نویسندگان English

M Matinizadeh ¹

E Nouri ²

T Alizadeh ²

M Pourhashemi ³

F Faraji ⁴

F Khaksarian ²

¹ Associate Prof., Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran.

² Senior Research Expert, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

³ Prof, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran

⁴ Ph.D. Faculty of Agriculture and Natural Resources, Urmia University, Urmia, Iran

چکیده English

Introduction: Oak decline in Zagros has been evaluated from different aspects and this event is the most important challenge for Zagros forest ecosystems in the last decade. Several factors cause decline, among the most important of which we can mention climatic factors and human interventions, which provide the basis for a decline in these trees and lead to changes in soil characteristics which is one of the most important bases of ecosystems. In this study, an attempt was made to set up and implement a standard framework related to this issue in Zagros forests using standard methods in global soil monitoring in arid and semi-arid regions.
Material and Methods: Two sites were determined in the northern slope of Sisakht and Sarab-Taveh in Kohgiluyeh and Boyer Ahmad provinces. The species of Quercus brantii Lindl., in the affected by decline stand five healthy and five declined trees, and in the control stand five healthy trees were selected. A profile was dug in each sample plot and on the south side and under a canopy of each tree a composite sample was prepared from two soil depths of 0-30 and 30-60 cm. The soil samples were then taken to laboratory to measure physical and chemical characteristics.
Results: The amount of clay particles in the control sample was greater than in the degraded sample (46.68% and 31.46%, respectively), and the soil textures for the control and degraded samples were clay and loam-clay, respectively. According to the results on the north slope in Zagros forest, soil values such as electrical conductivity parameters (0.58 ds/m), available phosphorus, and exchangeable potassium (20 and 820 ppm respectively) and Caco3 (37.34%) increased significantly in the affected by decline stand and dissolved calcium and magnesium (16.84 and 23 ppm, respectively) organic carbon and total nitrogen (2.7 and 0.27% respectively) were higher in control stand. Also, in the affected by decline stand, the amount of organic carbon, exchangeable potassium, and total nitrogen in the soil at the depth of 30-60 cm was higher than at the depth of 0-30 cm. But, in the control stand and at a depth of 0-30 cm, it was significantly more than at a depth of 30-60 cm. Finally, based on the standard scoring table by the LADA method, the visual characteristics of the two affected by decline stand and control were in good condition, and according to the laboratory scores, they were in an average condition.
Conclusion: In the control sample, more moisture and nutrients can be retained in the soil with a clay texture. In addition, the input of forest litter into the soil is lower in the degraded plots and, as a result, most of the measured physical and chemical parameters of the soil, especially in the first depth, were lower compared to the healthy stand. In general, in the affected by decline and control stands of Q.brantii in the northern slope of the Zagros forests, Kohgiluyeh and Boyer Ahmad, were in good condition.

کلیدواژه‌ها English

Declined and healthy tree

LADA method

Soil nutrient elements

Soil profile

Zagros

Barrow, N.J., & Ellis, A.S. (1986). Testing a mechanistic model. III. The effects of pH on fluoride retention by a soil. Journal of Soil Science, 37(2), 287-293. https://doi.org/10.1111/j.1365-2389.1986.tb00030.x

Bréda, N., Huc, R., Granier, A., & Dreyer, E. (2006). Temperate forest trees and stands under severe drought: a review of ecophysiological responses, adaptation processes and long-term consequences. Annals of Forest Science, 63(6), 625-644.

Dahlgren, R., Horwath, W., Tate, K.W., & Camping, T. (2003). Blue oak enhance soil quality in California oak woodlands. California Agriculture, 57(2), 42-47.

Foth, H.D., & Ellis, B.G. (1988). Soil fertility John Wiley & Sons. New York, USA.

Ghazan Shahi, J. (1997). Analysis of soil and plants, Motarjem Publications. 111 p. (In Persian)

Haidari, M., Matinizadeh, M., Pourhashemi, M., Nouri, E., & Bagheri Delijani, N. (2024). Investigating changes in the physical and chemical characteristics of soil in control and dieback stands in Marivan county, Kurdistan province in Iran. Forest Research and Development, 10(1), 95-111. https://doi.org/10.30466/jfrd.2024.55002.1703 (In Persian)

Hosseini, A., & Hossieni, M. (2016). The role of topographic and edaphic factors in mortality of trees in middle Zagros Persian Oak (Quercus brantii) forests. Journal of Forest Ecosystems Researches, 3(1), 47-58.(In Persian)

Hosseini, A., & Jafari, M. (2021). The effect of altitude and nurse type on the success rate of Brants oak and wild Pistachio seeding in Dalab, Ilam forests. Forest and Wood Products, 74(2), 159-169. https://doi.org/10.22059/jfwp.2020.308234.1127 (In Persian)

Hosseinzadeh, J., & Pourhashmi, M. (2014). Investigating the crown indices of Iranian oak trees in relation to the drying phenomenon in the forests of Ilam. Iranian Journal of Forest, 7(1), 57-66. (In Persian)

Houba, V.J.G., Van Der Lee, J.J., & Novozamsky, I. (1995). Soil and plant analysis - a series of syllabi. Part 5b: Soil analysis procedures, other procedures. Department of Soil Science and Plant Nutrition. Wageningen Agricultural University, Wageningen, Netherlands. 262 p.

Kabrick, J. M., Dey, D. C., Jensen, R. G., & Wallendorf, M. (2008). The role of environmental factors in oak decline and mortality in the Ozark Highlands. Forest Ecology and management, 255(5-6), 1409-1417. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2007.10.054

Kellner, K., Risoli, C., & Metz, M. (2011). Terminal evaluation of the UNEP/FAO/GEF project “Land Degradation Assessment in Drylands (LADA)”. United Nation Environment Programme.

Moshki, A., Nouri, E., & Soleyman Dehkordi, N. (2017). The pattern of soil carbon sequestration changes regarding physico-chemical soil properties (Case study: Semnan Sokan forest park). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 25(2), 244-253. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2017.111759 (In Persian)

Nelson, R.E. (1982). Carbonate and gypsum.--p. 181-197 (No. Colección general/631.41 M592m v. 2). En: Methods of soil analysis: part 2; chemical and microbiological properties.--Winsconsin, US: American Society of Agronomy, 1986. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.2ed.c11

Nouri, E., Matinizadeh, M., Moshki, A., Ensafi Moghaddam, T., & Rahimi, M. (2016). Evaluating the amount of heavy metals in dusts and their absorption by Brant’s oak (Quercus brantii Lindl.) (Case study: Meleh Siah, Ilam). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 23(4), 605-616. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2015.106582 (In Persian)

Olsen, S. R. (1954). Estimation of available phosphorus in soils by extraction with sodium bicarbonate. Circural 939. US Department of Agriculture.

Ostakh, E., Soosani, J., Abdolkhani, A., & Naghavi, H. (2019). Impact of decline on the concentration of chemical elements in the wood of declined and healthy Brant`s oak (Quercus brantii Lindl.). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 27(4), 413-424. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2020.128116.1870 (In Persian)

Owliaie, H.R., Adhami, E., Faraji, H., & Fayyaz, P. (2011). Influence of Oak (Quercus brantii Lindl.) on selected soil properties of oak forests in Yasouj Region. JWSS-Isfahan University of Technology, 15(56), 193-207. (In Persian)

Parvaneh, E., Etemad, V., Mohajer, M.M., Amiri, G.Z., & Attarod, P. (2016). The relationships between the rate of oak trees decline and forest types, soil characteristics and topographic conditions in Ghalaje Forests of Kermanshah, west of Iran. Iranian Journal of Forest, 8(3), 263-275. (In Persian)

Pratt, P.F. (1965). Potassium. Methods of soil analysis: Part 2 chemical and microbiological properties, 9, 1022-1030. https://doi.org/10.2134/agronmonogr9.2.c20

Rozas, V., & Sampedro, L. (2013). Soil chemical properties and dieback of Quercus robur in Atlantic wet forests after a weather extreme. Plant and soil, 373(1), 673-685.

Salehi, A., Mohammadi, A., & Safari, A. (2011). Investigation and comparison of physical and chemical soil properties and quantitative characteristics of trees in less-damaged and damaged area of Zagross forests (case study: Poldokhtar, Lorestan Province). Iranian Journal of Forest, 3(1), 81-89.(In Persian)

Schoeneberger, P.J., Wysocki, D.A., & Benham, E.C., & Soil Survey Staff. (2012). Field book for describing and sampling soils. Government Printing Office.

Shahrezaei, H., Faramarzi, M., Heydari, M., & Poorreza, M. (2020). Comparison of some soil physico-chemical and microbial characteristics in relation to oak decline in different elevation classes in Southern Zagros forest. Ecology of Iranian Forest, 8(16), 136-147. http://dx.doi.org/10.52547/ifej.8.16.136 (In Persian)

Singh, N., Singh, J., Kaur, L., Sodhi, N.S., & Gill, B.S. (2003). Morphological, thermal and rheological properties of starches from different botanical sources. Food chemistry, 81(2), 219-231. https://doi.org/10.1016/S0308-8146(02)00416-8

Soil Survey Staff. (2014). Keys to soil taxonomy. Washington: Natural Resources Conservation Service and Agriculture Department.

Soleimani, R., & Najafifar, A. (2020). Variability of soil chemical characteristics in Oak stands with different dieback. Journal of Plant Ecosystem Conservation, 8(16), 265-283. (In Persian)

Walkley, A., & Black, I.A. (1934). An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil science, 37(1), 29-38.

Zarafshar, M., Matinizadeh, M., Negahdarsaber, M.R., Pourhashemi, M., Bordbar, S.K., & Ziaeian, M.R. (2021). Soil characteristics and leaf nutrients of healthy and declined Brants oak (Quercus brantii Lindl.). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 29(2), 152-140. https://doi.org/10.22092/ijfpr.2021.352613.1967 (In Persian)