تأثیر آتش‌سوزی بر برخی از ویژگی‌های شیمیایی خاک جنگل در شمال ایران (مطالعه موردی: جنگل خیرودکنار)

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه

2 دانشیار، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس

3 استاد، دانشکده کشاورزی، دانشگاه گیلان

چکیده

آتش‌سوزیها اثرات قابل‌توجهی بر خصوصیات بیوژئوشیمیایی خاکهای جنگلی دارند. آتش با تغییر در محتوی عناصر غذایی خاک قادر است حاصل‌خیزی خاکهای جنگلی را در طول زمان تحت تأثیر قرار دهد. این تحقیق اثر آتش‌سوزی سال 1377 در قسمتهایی از سری چلیر (جنگل آموزشی- پژوهشی خیرودکنار) را بر روی خواص شیمیایی خاک جنگل مورد ارزیابی قرار داده است، به‌طوری که اثر آتش‌سوزی پس از 7 سال بر روی مشخصه‌هایی مانند واکنش خاک، هدایت الکتریکی، درصد نیتروژن و کربن کل، نیتروژن و فسفر قابل جذب و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک مورد بررسی قرار گرفته است. منطقه مورد مطالعه پس از بررسی‌های لازم به 4 منطقه کنترل، آتش‌سوزی شدید، متوسط و کم تفکیک گردید، سپس در هر منطقه پس از حفر 5 پروفیل اقدام به برداشت نمونه‌های خاک از 3 عمق در هر پروفیل شد. نتایج نشان داد که عمق خاک دارای تأثیر معنی‌داری بر تمام مشخصه‌های اندازه‌گیری شده به‌جز نیتروژن قابل جذب است، در حالی‌که تأثیر شدت آتش‌سوزی و اثر متقابل شدت آتش‌سوزی و عمق خاک، تنها بر واکنش خاک، هدایت الکتریکی و ظرفیت تبادل کاتیونی معنی‌دار بود. به‌طوری که افزایش شدت آتش سوزی سبب افزایش میزان واکنش خاک، هدایت الکتریکی و ظرفیت تبادل کاتیونی و کاهش سایر مشخصه‌ها گردید. در ضمن با افزایش شدت آتش‌سوزی، اختلاف بین افق‌های خاک در رابطه با مشخصه‌های اندازه‌گیری شده نیز افزایش یافت. همچنین مطالعات نشان داد که در تمامی موارد به‌جز ظرفیت تبادل کاتیونی، افق A بیشتر از سایر افق‌ها تحت تأثیر آتش‌سوزی قرار گرفته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Impacts of fire on some chemical properties of forest soil in north of Iran (Case study: Kheyroudkenar forest)

نویسندگان [English]

  • Abbas Banej Shafiei 1
  • Moslem Akbarinia 2
  • Peirooz Azizi 3
  • Javad Eshaghi Rad 1
1 Assistant Prof., Faculty of Natural Resources, University of Urmia
2 Associate Prof., Faculty of Natural Resources, University of Tarbiat modares
3 Professor, Faculty of Agricultural Sciences, University of Guilan
چکیده [English]

Fires have considerable effects on biogeochemical properties of forest soils. Fire could change soil nutrient elements which may affect forest soil fertility through the time. The aim of the study was to assess the effect of the fire that occurred in 1998 on chemical properties in some parts of Chelir’s district of Kheyroudkenar Educational and ResearchForest. In this study, the effect of fire on some soil chemical properties including pH, EC, total nitrogen and carbon percent, available nitrogen and phosphorus and CEC has been evaluated after seven years of the event. After a brief survey, the studied forest was divided to four sections regarding to fire damage consisting of control, sever, moderate and low plots. At each plot, five profiles were dug and from three depths of each profile, soil samples were collected. Results showed that the soil depth had significant effect on all soil properties, excluding available nitrogen, but the fire severity and its interaction with soil depth, had significant effect just on pH, EC and CEC, which in turn increased fire severity, soil pH, EC and CEC and decreased the amount of the other properties. Furthermore, increasing fire severity increased the difference between the soil depths significantly, regarding to soil properties. In addition, the whole soil chemical properties in A horizon, except CEC, were significantly more influenced by fire than the other horizons.

کلیدواژه‌ها [English]

  • fire severity
  • soil depth
  • Soil chemical properties
  • forest fire
- بانج شفیعی، ع.، 1385. تأثیر آتش‌سوزی بر خصوصیات اکولوژیکی جنگل سری 4 چلیر حوضه 45 گلبند. رساله دکتری، دانشگاه تربیت مدرس، 182 صفحه.

- بانج شفیعی، ع.، اکبری‌نیا، م.، جلالی، غ.، عزیزی، پ. و حسینی، م.، 1386. تأثیر آتش‌سوزی بر ساختار جنگل، مطالعه موردی: سری چلیر خیرودکنار، حوضه 45 گلبند نوشهر. پژوهش و سازندگی، 76: 112-105.

- صالحی، ع.، 1383. بررسی تغییرات خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در ارتباط با ترکیب پوشش درختی و عوامل توپوگرافی در بخش نم‌خانه جنگل خیرودکنار. رساله دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 146 صفحه.

- لطفی جلال‌آبادی، ع.، 1378. بررسی اثرات جنگل‌شناسی آتش‌سوزی در جنگل خیرودکنار. جلسه بحث کارشناسی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، 44 صفحه.

- همت‌بلند، الف.، 1387. اثرات آتش‌سوزی بر روی برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک جنگلهای منطقه مریوان. پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه تربیت مدرس، 97 صفحه.

- Ahlgren, C.E., 1974. Effects of fires in temperate deciduous forests: North Central United States. In: Kozlowski, T.T. and C.E. Ahlgren (Eds.), Fire and Ecosystems. Academic Press, New York: 195-223.

- Ahlgren, I.F. and Ahlgren, C.E., 1960. Ecological effects of forest fires. Bot. Rev., 26: 483-553.

- Arocena, J.M. and Opio, C., 2003. Prescribed fire-induced changes in properties of sub-boreal forest soils. Geoderma, 113: 1-16.

- Ballard, T.M. and Hawkes, B.C., 1989. Effects of burning and site preparation on growth and nutrition of planted White Spruce. Forestry Canada, Pacific and Yukon Region, Victoria, BC BC-X-309, 36 p.

- Barnes, B.V., Zak, D.R., Denton, S.R. and Spurr, S.H., 1998. Forest Ecology. John Wiley and Sons, USA, 774 p.

- Campbell, G.S., Jungbauer, J.D., Bristow, K.L.Jr. and Hungerford, R.D., 1995. Soil temperature and water content beneath a surface fire. Soil Sci., 159: 363-374.

- Carballas, T., Villar, M.C., Cabaneiro, A., Acea, M.J., Trasar, C., Carballas, M., Paz-Andrade, M.I., Diáz-Raviná, M., Nodar, R., Saá, A., Fernández, I., Prieto-Fernández, A., Vázquez, F.J. and Zehner, R., 1997. Effects of fires on soil quality, Biochemical aspects. In: Balabanis, P., Eftichidis, G. and Fantechi, R., (Eds.), Forest Fire Risk and Management. ECSC-EC-EAEC, Brussels: 250-261.

- Certini, G., 2005. Effects of fire on properties of forest soils: a review. Oecologia, 143: 1-10.

- Chandler, C., Cheney, Ph., Thomas, Ph., Trabaud, L. and Williams, D., 1983. Fire in Forestry. Forest Fire Behaviour and Effects, vol. I., Wiley, New York. 450 p.

- Choromanska, U. and DeLuca, T.H., 2001. Prescribed fire alters the impact of wildfire on soil biochemical properties in a ponderosa pine forest. Soil Sci. Soc. Am. J., 65: 232-238.

- DeBano, L.F., Neary, D.G. and Ffolliott, P.F., 1998. Fires Effects on Ecosystems. Wiley, New York, 333 p.

- DeByle, N.V., 1976. Fire, logging and debris disposal effects on soil and water in northern coniferous forests. In: 1976 Proc. XVI IUFRO World Congr., International Union of Forest Research Organizations Div. I Oslo, Norway. College of Life Sciences and Agriculture, Orono, Maine: 201-212.

- DeLuca, T.H. and Zouhar, K.L., 2000. Effects of selection harvest and prescribed fire on the soil nitrogen status of ponderosa pine forests. For. Ecol. and Manage., 138: 263-271.

- Driscoll, K.G., Arocena, J.M. and Massicotte, H.B., 1999. Post-fire soil nitrogen content and vegetation composition in sub-boreal spruce forests of British Columbia’s central interior, Canada. For. Ecol. Manage., 121: 227-237.

- Feller, M.C., 1982. The ecological effects of slash burning with particular reference to British Columbia: a literature review. Land Management Report No. 13., Province of British   Columbia Ministry of Forests, 60 p.

- Friend, A.L., 1989. Differences in nutrient distribution between adjacent cut and uncut east-slope cascade forest stands suggest nutrient losses. Forestry Sciences Laboratory, PNW Research Station, Wenatchee, WA., 65 p.

- Gillon, D., Gomendy, V., Houssard, C., Marechal, J. and Valette, J.C., 1995. Combustion and nutrient losses during laboratory burns. Int. J. Wildland Fire, 5: 1-12.

- Grier, C.E., 1975. Wildfire effects on nutrient distribution and leaching in a coniferous ecosystem. Can. J. For. Res., 5: 599-607.

- Hartford, R.A. and Frandsen, W.H., 1992. When it’s hot, it’s hot. or maybe it’s not! (Surface flaming may not portend extensive soil heating). Int. J. Wildland Fire, 2: 139-144.

- Harvey, A.E., Jurgensen, M.F. and Larsen, M.J., 1979. Role of forest fuels in the biology and management of soil. USDA Forest Service, General Technical Report INT-65, Intermountain Forest and Range Experimental Station, Ogden, UT., 174 p.

- Hatten, J., Zabowski, D., Scherer, G. and Dolan, E., 2005. A comparison of soil properties after contemporary wildfire and fire suppression. For. Ecol. Manage., 220: 227-241.

- Ilstedt, U., Giesler, R., Nordgren, A. and Malmer, A., 2003. Changes in soil chemical and microbial properties after a wildfire in a tropical rainforest in Sabah, Malaysia. Soil Biology and Biochemistry, 35: 1071-1078.

- Johnson, D.W. and Curtis, P.S., 2001. Effects of forest management on soil C and N storage: meta analysis. For. Ecol. Manag., 140: 227-238.

- Kalra, P. and Maynard, D.G., 1991. Methods Manual for Forest Soil and Plant Analysis. Information Report, NOR-X-319 Forestry Canada, Edmonton, AB., 93 p.

- Kozlowski, T.T. and Ahlgren, C.E., 1974. Fire and Ecosystems. Academic Press, New York, 450 p.

- Macadam, A., 1989. Effects of prescribed fire on forest soils. BC Ministry of Forests Research Report 89001-PR, Victoria, 15 p.

- Minroe, D., 1986. Effects of site preparation on seedling growth: a preliminary comparison of broadcast burning and pile burning. USDA For. Ser. Res., Note PNW-RN-452, 12 p.

- Neary, D.G., Klopateck, C.C., DeBano, L.F. and Ffolliott, P.F., 1999. Fire effects on belowground sustainability: a review and synthesis. For. Ecol. Manag., 122: 51-71.

- Raison, R.J., 1979. Modification of the soil environment by vegetation fires, with particular reference to nitrogen transformations: a review. Plant Soil, 51: 73-108.

- Rhoades, C.C., Meier, A.J. and Rebertus, A.J., 2004. Soil properties in fire-consumed log burnout openings in a Missouri oak savanna. For. Ecol. Manage., 192: 277-284.

- Rundel, P.W., 1981. Fire as an ecological factor. In: Lange, O.L., Nobel, P.S., Osmond, C.B. and Ziegler, H., (Eds.), Physiological PlantEcologyI.Springer-Verlag, New York, USA, 501-538.

- Swanson, F.J., 1981. Fire and geomorphic processes. In: Mooney, H.A., Bonincksen, T.M., Cristensen, N.L., Lotan, J.E. and Reiners, W.A., (Eds.), Proceedings, Fire Regimes and Ecosystems Conference. Honolulu, Hawaii, U.S. Department of Agriculture, Forest Service, General Technical Report, WO-26: 401-420.

- Wan, S., Hui, D. and Luo, Y., 2001. Fire effects on nitrogen pools and dynamics in terrestrial ecosystems: a meta-analysis. Ecol. Appl., 11: 1349-1365.

- Wells, C.G., Campbell, R.E., DeBano, L.F., Lewis, C.E., Fedrikson, R.I., Franklin, E.C., Froelich, R.C. and Dunn, P.H., 1979. Effects of fire on soil: a state-of knowledge review. USDAForest Service General Technical Report, WO-7. WashingtonDC, 34 p.

- Wright, H.E. and Heinselman, M.L., 1973. The ecological role of fire in natural conifer forests of western north America, introduction. Quart. Res. NY., 3: 319-328.