نشریه علمی - پژوهشی مرتع و آبخیزداری

ارزیابی اثر عملیات آبخیزداری بر ذخیره کربن آلی اکوسیستم (مطالعه موردی: حوزه آبخیز تَهَم، استان زنجان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

2 بخش تحقیقات جنگل، موسسه تحقیقات جنگلها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

10.22059/jrwm.2026.414494.1874
چکیده
ذخیره کربن آلی خاک از خدمات مهم اکوسیستمی مناطق نیمه‌خشک است و عملیات آبخیزداری می‌تواند بر آن اثر بگذارد. هدف، مقایسه ذخیره کربن آلی اکوسیستم و نرخ ظاهری افزایش سالانه آن در عملیات آبخیزداری حوزه آبخیز تهم بود. نُه تیمار عملیاتی (چهار بیولوژیک، چهار مکانیکی، یک بیومکانیک) و دو وضعیت مرجع (مرتع طبیعی و آبراهه فرسایش‌یافته) بررسی شدند. واحد آزمایشی «عرصه مستقل» بود؛ برای هر تیمار دارای تکرار، پنج عرصه با فاصله حداقل ۱۰۰ متر انتخاب و زیرنمونه‌ها پیش از تحلیل تجمیع شدند. چون دو وضعیت مرجع و سد خاکی یک عرصه داشتند، تحلیل استنباطی به هشت تیمار دارای تکرار محدود شد (تجزیه واریانس یک‌طرفه؛ درجات آزادی ۷ و ۳۲) و این سه، توصیفی گزارش شدند. خاک از دو عمق ۰ تا ۲۵ و ۲۵ تا ۵۰ سانتی‌متر نمونه‌برداری و ذخیره کربن بر دو مبنای عمق ثابت و جرم معادل خاک برآورد شد؛ زی‌توده و لاشبرگ نیز اندازه‌گیری شد. همه مقادیر به کربن آلی محدود است؛ کربن معدنی خاک، که در خاک‌های آهکی منطقه سهم قابل توجهی دارد، اندازه‌گیری نشد. سهم مخزن خاک از کربن آلی اکوسیستم ۹۴/۴ تا ۹۹/۲ درصد بود. در این هشت تیمار، ذخیره کربن خاک ۰ تا ۵۰ سانتی‌متر (۲۳/۲۱ تا ۲۹/۶۵ تن در هکتار) تفاوت معنی‌داری نداشت (F(۷،۳۲)=۱/۲۴؛ P=۰/۳۱؛ ω²=۰/۰۴)، در حالی که کربن زی‌توده (F=۳۰/۵۵؛ P<۰/۰۰۱) و لاشبرگ (F=۳/۳۹؛ P=۰/۰۰۸) تفاوت معنی‌دار داشتند. ذخیره کربن مرتع طبیعی ۵۹/۹۴ و آبراهه فرسایش‌یافته ۱۹/۲۶ تن در هکتار بود؛ تصحیح جرم معادل خاک نسبت آن‌ها را از ۳/۱۱ به ۳/۹۳ رساند. نرخ ظاهری افزایش سالانه ۰/۱۹۸ تا ۰/۴۱۵ تن در هکتار در سال بود. عملیات آبخیزداری با ذخیره کربن بیشتر از عرصه تخریب‌یافته همراه بود، اما برتری هیچ عملیاتی در مخزن خاک تأیید نشد و هیچ تیماری پس از دو تا دو و نیم دهه به سطح مرتع طبیعی نرسید؛ پس حفاظت از مراتع طبیعی اولویت دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله English

Assessing the effects of watershed management practices on ecosystem organic carbon stocks (Case study: Taham watershed, Zanjan Province, Iran)

نویسندگان English

Mohammad Tahmoures 1
Mahmoud Bayat 2
1 Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Agricultural Research, Education and Extension Organization, Tehran, Iran
2 Forest Research Department, Research Institute of Forests and Rangelands, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tehran, Iran
چکیده English

Soil organic carbon (SOC) storage is a key ecosystem service in semi-arid regions that watershed management may modify. We compared ecosystem organic carbon stocks and apparent annual accumulation rates among nine watershed-management practices and two reference conditions in the Taham watershed, Iran. These comprised four biological, four mechanical and one bio-mechanical practice, plus a natural rangeland and an eroded gully. The experimental unit was the independent site: five sites at least 100 m apart per replicated practice, with within-site subsamples aggregated before analysis. Because each reference condition and the earth dam was a single site, inference was restricted to the eight replicated practices (one-way ANOVA, df 7 and 32); these three were reported descriptively. Soil was sampled at 0–25 and 25–50 cm; SOC stocks were calculated at fixed depth and on an equivalent-soil-mass (ESM) basis, with biomass and litter carbon measured separately. All values refer to organic carbon only: soil inorganic carbon, a potentially substantial pool in these calcareous soils, was not measured. Soil held 94.4–99.2% of ecosystem organic carbon. Among the eight replicated practices, 0–50 cm SOC stock ranged from 23.21 to 29.65 t ha⁻¹ and did not differ significantly (F(7,32) = 1.24; P = 0.31; ω² = 0.04), whereas biomass carbon (F = 30.55; P < 0.001) and litter carbon (F = 3.39; P = 0.008) did differ. Descriptively, the natural rangeland stored 59.94 and the eroded gully 19.26 t ha⁻¹; ESM correction raised their ratio from 3.11 to 3.93. Apparent annual SOC accumulation ranged from 0.198 to 0.415 t ha⁻¹ yr⁻¹. Watershed management was associated with greater SOC stocks than the degraded reference, but no practice was statistically superior in the soil pool and none reached the natural-rangeland stock after two to two and a half decades. Conserving remaining natural rangelands should therefore be a priority.

کلیدواژه‌ها English

Check dams
Ecosystem carbon pools
Equivalent soil mass
Natural rangeland
Soil organic carbon stock
Vegetation restoration

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 06 مهر 1405

  • تاریخ دریافت 25 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 01 مهر 1405
  • تاریخ پذیرش 04 مهر 1405
  • تاریخ انتشار 06 مهر 1405