مهدی حیدری

جنگل‌ها به‌عنوان اکوسیستم‌های کلیدی زمین، تأثیرات گسترده‌ای بر ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک دارند. شناخت ارتباط بین ساختار جنگل و ویژگی‌های خاک به درک بهتر شرایط اکوسیستم‌های جنگلی و مدیریت پایدار آن‌ها کمک می‌کند. هدف از این مطالعه بررسی تأثیر تاج‌پوشش، فرم رویشی و سن درختان در توده‌های شاخه‌زاد و دانه‌زاد بلوط بر کیفیت خاک جنگل‌های زاگرس در غرب ایران و همچنینمدل‌سازی و تحلیل الگوی پراکنش مکانی خصوصیات خاک با بهره‌گیری از روش‌های کریجینگ در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) است. در این تحقیق، تأثیرات فرم توده جنگلی (دانه‌زاد و شاخه‌زاد)، تاج پوشش (باز و متراکم) و سن توده (مسن و جوان؛ بر مبنای قطر برابر سینه) بر خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، زیستی خاک و شاخص کیفیت خاک بررسی شد. برای نمونه‌برداری در هر کدام از توده‌های مورد بررسی (دانه‌زاد جوان، دانه‌زاد مسن، شاخه‌زاد جوان و شاخه‌زاد مسن)، 12 قطعه نمونه با ابعاد ۲۰ در ۲۰ متر به‌صورت تصادفی پیاده شد. نمونه‌های خاک از عمق صفر تا ۲۰ سانتی‌متری در سه نقطه در هر قطعه نمونه به صورت تصادفی جمع‌آوری و به آزمایشگاه منتقل شدند. بررسی اثر خصوصیات توده‌های مورد مطالعه بر ویژگیهای خاک با استفاده از مدل‌های خطی عمومی (GLM) و تحلیل واریانس بررسی گردید. همچنین، به‌منظور بررسی روابط بین متغیرها و تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم خصوصیات ساختار توده و بر ویژگیهای مختلف خاک و کیفیت آن، از مدلسازی معادلات ساختاری (SEM) در نرم‌افزار AMOS استفاده شد. در ادامه مدل‌سازی مکانی داده‌ها با روش‌های کریجینگ (عام، معمولی و ساده) انجام و مدل بهینه واریوگرام با نرم‌افزار GS+ تعیین شد. دقت مدل‌ها با خطای جذر میانگین مربعات (RMSE) ارزیابی شد . نتایج تحقیق نشان‌ داد که ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک به طور معنی داری تحت تأثیر فرم رویشی و تراکم تاج آن‌ها قرار دارد. مقایسه خصوصیات فیزیکی خاک مشخص شد که بیشترین میزان تخلخل مربوط به توده دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (46/51) و کمترین مقدار آن مربوط به دانه‌زاد مسن با تاج باز (40/36) است. چگالی ظاهری بیشترین مقدار خود را در دانه‌زاد مسن با تاج باز (68/1) و کمترین مقدار را در دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (31/1) نشان داد. رطوبت اشباع بیشترین مقدار خود را در دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (80/57) و کمترین مقدار را در دانه‌زاد جوان با تاج باز (01/46) نشان داد. در مقایسه خصوصیات شیمیایی خاک، بیشترین مقدار کربن آلی در دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (11/4) و کمترین مقدار در شاخه‌زاد جوان با تاج باز (95/3) مشاهده شد. بیشترین اسیدیته در دانه‌زاد جوان با تاج باز (56/6) و کمترین مقدار در شاخه‌زاد مسن با تاج باز (29/6) بود. نیتروژن در تاج متراکم بیشتر از تاج باز بود و کمترین مقدار آن در دانه‌زاد جوان با تاج باز (27/0) مشاهده گردید. درخصوصیات بیولوژیکی بیشترین تنفس برانگیخته (SIR) در دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (8/206) و کمترین مقدار آن در دانه‌زاد جوان با تاج باز (04/117) بود. همچنین، بیشترین مقدار تنفس پایه (BR) در دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (1/72) و کمترین آن در شاخه‌زاد مسن با تاج باز (35/53) مشاهده شد. در نهایت، بیشترین کربن زیست‌توده (MBC) در دانه‌زاد جوان با تاج متراکم (5/2) و کمترین مقدار آن در شاخه‌زاد مسن با تاج باز (14/1) بود. در تحلیل مسیر، تاج‌پوشش به‌عنوان مهم‌ترین عامل شناسایی شد که هم مستقیم و هم غیرمستقیم (از طریق خصوصیات شیمیایی و بیولوژیکی خاک) بر کیفیت خاک تأثیر گذاشته است. فرم رویشی نیز اثر منفی بر کیفیت خاک داشته؛ به‌طوری‌که انتقال از فرم دانه‌زاد به شاخه‌زاد منجر به کاهش کیفیت خاک شده است. سن توده نیز به‌طور غیرمستقیم و از طریق تاج‌پوشش بر کیفیت خاک تأثیر داشت. یافته‌ها نشان می‌دهند که خصوصیات شیمیایی به‌عنوان میانجی‌های مؤثرتری در تغییرات کیفیت خاک در این جنگل‌های نیمه‌خشک بلوط شناخته می‌شوند و تأثیر مثبت و قابل توجهی بر کیفیت خاک دارند. علاوه بر این، خصوصیات زیستی نیز پس از ویژگی‌های شیمیایی نقش مهمی در بهبود کیفیت خاک ایفا می‌کنند.با افزایش سن درختان بلوط، در توده دانه‌زاد کیفیت خاک بیشتر شد، در حالی که در درختان شاخه‌زاد این روند مشاهده نشد. مقایسه میانگین کیفیت خاک نیز نشان داد که بالاترین کیفیت در توده دانه‌زاد مسن با تاج متراکم (94/0) و پایین‌ترین آن در توده شاخه‌زاد مسن با تاج باز (82/0) است. همچنین نتایج واریوگرام‌های برازش شده نشان داد که بیشتر ویژگی‌های خاک با مدل کروی و رس و ماده آلی با مدل نمایی انطباق بیشتری داشتند. ارزیابی دقت مدل‌ها نیز نشان داد که کریجینگ معمولی با پایین‌ترین RMSE برای شن (41/1)، سیلت (18/1)، هدایت الکتریکی (43/1)، اسیدیته (76/1)، وزن مخصوص ظاهری (33/1) و رطوبت (47/1) و کریجینگ ساده با کمترین RMSE برای رس (98/0) و ماده آلی (99/0) بهترین روش‌ها برای درون‌یابی بودند. این پژوهش تأثیر متفاوت نوع توده جنگلی و تاج‌پوشش بر خصوصیات خاک را تأیید کرد. این نتایج ضرورت طراحی برنامه‌های مدیریتی مؤثر را در جهت بهبود کیفیت خاک منطبق با تغییرات ساختار توده‌ ها پس از اختلال یا تخریب در این اکوسیستم‌ها را نشان داده و تایید می‌کند که استفاده از مدل‌های مناسب و روش‌های کریجینگ دقت پیش‌بینی ویژگی‌های خاک را افزایش می‌دهند و می‌توانند به مدیریت بهینه منابع خاک و برنامه‌ریزی پایدار در جنگل‌های زاگرس کمک کنند.