بررسی توده‌های دست‌کاشت سوزنی و پهن‌برگ پارک مخمل کوه خرم‌آباد از نظر ترسیب کربن خاک و تنوع زیستی زیرآشکوب

نوع مقاله: علمی- پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

2 استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3 دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4 دانشجوی دکتری، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

چکیده

در جنگل­کاری، انسان در پی دستیابی به یک بوم­نظام جدید و سازگار با شرایط حاکم در منطقه می­باشد. هدف از این مطالعه بررسی ترسیب کربن خاک، ارزش اقتصادی آن و تنوع زیستی گونه­های علفی کف در توده­های جنگل­کاری شده مورد مطالعه و معرفی عوامل تأثیر­گذار در ترسیب کربن می­باشد. در هر توده 10 درخت سالم و غالب انتخاب شد و در زیر تاج پوشش (در چهار جهت جغرافیایی) و در جهت شمالی (در فضای باز) درختان منتخب اقدام به اندازه­گیری تنوع زیستی در پلات­های 1×1 متر گردید. نمونه­های خاک نیز از عمق سطحی در زیر تاج پوشش درختان تهیه شد. نتایج نهایی (وزن نهایی محاسبه شده از روش سلسله مراتبی) نشان داد که به‌ترتیب گونه­های کاج­بروسیا، ارغوان و ون به‌عنوان بهترین گونه از نظر معیار­های مورد بررسی می­باشند، که برای جنگل­کاری در مناطق مشابه جهت دسترسی به اهداف مذکور توصیه می‌شوند. نتایج رگرسیون گام به گام نیز نشان داد که درصد سنگلاخی، رطوبت، چگالی ظاهری و ماده آلی از مهمترین عوامل تأثیر­گذار در ذخیره کربن هستند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation on soil carbon sequestration and understory biodiversity of hard wood and soft wood plantations of Khoramabad city (Makhamalkoh site)

نویسندگان [English]

  • Akram Azadi Rimaleh 1
  • Seyyed Mohammad Hojati 2
  • Hamid Jalilvand 3
  • Hamed Naghavi 4
1 M.Sc student, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. Iran
2 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. ‎Iran.‎
3 Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I. R. ‎Iran.‎
4 PhD Student, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. Iran.‎
چکیده [English]

In forestry, human seeks to achieve a new ecological system which suits local conditions. The aim of the research is to investigate soil carbon sequestration and its economic value, herbaceous cover biodiversity of the studied forest plantation stands and introduce factors affecting carbon sequestration. In order to measure biodiversity in five stands, 10 healthy and dominant trees were selected at each stand and 1 x 1 m. plots were allocated under each canopy cover (at four geographical aspects) and out of it at north aspect Sampling was made from soil surface beneath each tree's canopy cover. The results showed that the greatest species according to the studied criteria, using Analytical Hierarchy Process, were Pinus brutia, Cercis siliquastrum and Fraxinus excelsior, respectively and they are recommended for forest plantation at similar ecological conditions.  Furthermore, step by step regression analysis showed that gravel %, moisture %, bulk density and organic content % are the most effective parameters for carbon storage.

کلیدواژه‌ها [English]

  • forestry
  • Economic value
  • AHP (Analytical Hierarchy Process)
  • Pinus brutia
  • Cercis siliquastrum and Fraxinus

فصلنامة علمی - پژوهشی تحقیقات جنگل و صنوبر ایران

جلد 21  شمارة 4، صفحة 715-702، (1392)

 

بررسی توده­های دست­کاشت سوزنی و پهن­برگ پارک مخمل کوه خرم­آباد از نظر ترسیب کربن خاک و تنوع زیستی زیرآشکوب

 

اکرم آزادی ریمله1*، سید محمد حجتی2، حمید جلیل‌وند3 و حامد نقوی4

1*- نویسنده مسئول، کارشناس ارشد، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری. پست‌الکترونیک: Akramazadi1988@yahoo.com

2- استادیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

3- دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

4- دانشجوی دکتری، گروه جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه کشاورزی و منابع طبیعی ساری

تاریخ دریافت: 9/7/91                                                                  تاریخ پذیرش: 18/3/92

 

چکیده

در جنگل­کاری، انسان در پی دستیابی به یک بوم­نظام جدید و سازگار با شرایط حاکم در منطقه می­باشد. هدف از این مطالعه بررسی ترسیب کربن خاک، ارزش اقتصادی آن و تنوع زیستی گونه­های علفی کف در توده­های جنگل­کاری شده مورد مطالعه و معرفی عوامل تأثیر­گذار در ترسیب کربن می­باشد. در هر توده 10 درخت سالم و غالب انتخاب شد و در زیر تاج پوشش (در چهار جهت جغرافیایی) و در جهت شمالی (در فضای باز) درختان منتخب اقدام به اندازه­گیری تنوع زیستی در پلات­های 1×1 متر گردید. نمونه­های خاک نیز از عمق سطحی در زیر تاج پوشش درختان تهیه شد. نتایج نهایی (وزن نهایی محاسبه شده از روش سلسله مراتبی) نشان داد که به‌ترتیب گونه­های کاج­بروسیا، ارغوان و ون به‌عنوان بهترین گونه از نظر معیار­های مورد بررسی می­باشند، که برای جنگل­کاری در مناطق مشابه جهت دسترسی به اهداف مذکور توصیه می‌شوند. نتایج رگرسیون گام به گام نیز نشان داد که درصد سنگلاخی، رطوبت، چگالی ظاهری و ماده آلی از مهمترین عوامل تأثیر­گذار در ذخیره کربن هستند.

 

واژه‌های کلیدی: جنگل­کاری، ارزش اقتصادی، روش سلسله مراتبی (AHP)، کاج بروسیا، ارغوان، ون

 


مقدمه

تغییر اقلیم یکی از مهمترین چالش­ها در توسعه ­پایدار است که تأثیر منفی بر اکوسیستم­های خشکی و دریایی دارد (Anonymous, 2000). تغییر اقلیم سبب وقوع بحران­های شدید زیست محیطی ازجمله تخریب اکوسیستم­های طبیعی، کاهش تنوع زیستی، وقوع سیل، خشکسالی و بیابان­زایی می­گردد (Cannell, 2003). از منافع اصلی ترسیب کربن خاک بهبود شرایط آب و هوایی، افزایش ذخیره کربن، افزایش تنوع زیستی در مقیاس جهانی، افزایش کیفیت و کمیت منابع آب و هوا، کشاورزی پایدار، توسعه صنعت گردشگری در مقیاس ملی، افزایش منابع غذایی، افزایش منابع پایه تولید، کاهش هدررفت منبع خاک، افزایش کیفیت و کمیت محصولات مختلف و بازدهی دائمی می­باشد (Anonymous, 1967). بنابراین مدیریت بهینة اکوسیستم­های مختلف باید در جهت افزایش قابلیت ترسیب کربن باشد. البته فهم ارزش اقتصادی از خدماتی که عرصه­های جنگلی به رایگان در اختیار جوامع انسانی قرار می­دهد، موجب شفافیت و تسهیل فرایندهای تصمیم­گیری در زمینه کاربری اراضی شده و کارآمدتر شدن اقدامات حفاظتی را درپی دارد (Panahi Pour, 2007).

با افزایش سطح علمی و نیز پیشرفت در زمینة علوم طبیعی، اهمیت تنوع زیستی در زمینه­های مختلف آشکار گردیده است، به طوری که اهداف مدیریت جنگل به سمت افزایش تنوع زیستی متمرکز شده استPourbabaei, 1998) ). حفظ تنوع زیستی یکی از مهمترین موضوعات در مدیریت پایدار جنگلها بشمار می­آید .(Ito et al., 2004) زیر آشکوب یک جز جدایی­ناپذیر از اکوسیستم جنگل است، که به طور کلی بخش زیادی از تنوع زیستی جامعه گیاهی را تشکیل می‌دهد (Tchouto et al., 2006). پوشش گیاهی زیرآشکوب بر پویایی جامعه اثر می­گذارد که به چرخه مواد غذایی کمک می­کند (Tao Lü, 2011). ولی متأسفانه به آشکوب علفی کف جنگل که اهمیت زیادی در تنوع گیاهی دارد توجهی نمی‌شود.

جنگل­کاری نه تنها به‌عنوان یکی از روش­های بازسازی اراضی تخریب شده می­باشد (Cannell, 2003)، بلکه یک اقدام برای حفاظت از خاک، آب، مبارزه با بیابان­زایی، تهیه چوب و افزایش ذخیره کربن و نیتروژن شناخته شده است (Chen et al., 2010). جنگل­کاری از طریق عوامل متفاوتی مانند ساختار و ترکیب آشکوب بالا (Tao Lü, 2011)، انتقال نور و ویژگی بستر (لاشبرگ)، آشکوب بالای جنگل، مقدار ساقاب و خصوصیات شیمیایی آن (Barbier et al., 2008)، مواد غذایی خاک و رطوبت در دسترس، تاریخ جانشینی، راهبرد مدیریتی جنگل، پراکندگی و ... باعث تفاوت در تنوع زیستی و ترکیب گونه­های زیر آشکوب می­شود، درنتیجه ترکیب زیر آشکوب معمولا در جنگل­های مختلف متفاوت است (Tao Lü, 2011). هدف از این مطالعه بررسی معیارهای مختلف ذکر شده برای ارزیابی توده­ها، و همچنین مدلسازی و معرفی عوامل مؤثر در ترسیب کربن می­باشد. با توجه به چنین فضایی از تصمیم­گیری (در نظر گرفتن معیارهای مختلف) از روش AHP (که از معروفترین و مناسب‌ترین روش MCDM (Multi Criteria Decision Making) برای اولویت­بندی گونه­های درختی جهت جنگل­کاری می­باشد) استفاده گردید (Azadi Nejat et al., 2009). به مطالعات زیر در زمینه معیارهای در نظر گرفته شده (تنوع زیستی، ترسیب کربن خاک و ارزش اقتصادی آن) و روش مورد استفاده می­توان اشاره کرد.

 (2010) Varamesh et al به بررسی اثر جنگل­کاری در افزایش ترسیب کربن و بهبود برخی ویژگی­های خاک در پارک چیتگر تهران پرداختند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که ترسیب کربن در خاک توده اقاقیا (19/78 تن در هکتار) به طور معنی­داری (01/0 >p) بیشتر از توده کاج تهران (57 تن در هکتار) و اراضی بایر (8/10 تن در هکتار) است. ارزش اقتصادی را برای گونه­های مذکور 79/2 و 741/3 میلیون دلار محاسبه کردند. نتیجه رگرسیون گام به گام در بررسی آنها نیز نشان داد که درصد رس و نیتروژن به‌ترتیب از مهمترین اجزای تأثیرگذار بر مقدار کربن آلی خاک هستند.

همچنین (2011) Asadian et al. در مطالعه­ای که به منظور بررسی تنوع زیستی در دو توده دست کاشت (کاج سیاه و زبان‌گنجشک) واقع در جنگل الندان- ساری انجام دادند، به این نتیجه رسیدند که برخلاف عقیده­ی متداول در مورد نامناسب بودن شرایط زیستی در توده­های سوزنی­برگ، این عرصه­ها توانایی فراهم کردن شرایط مناسب برای حضور گونه‌های علفی و چوبی حداقل در سالهای اولیه استقرار را در خود دارا می‌باشند. اضافه براین، (2000) Humphery et al. تنوع زیستی در جنگل­های دست کاشت انگلستان را بررسی کردند. نتایج تحقیق آنها نشان داد که توده­های دست کاشت با گونه­های سوزنی­برگ غیر بومی باعث آماده سازی شرایط زیستگاه برای ظهور گیاهان و جانوران بومی می­شود. همچنین (2012) Li et al. در مطالعه­ای تحت عنوان بهبود خصوصیات فیزیکی و شیمیایی، ظرفیت نیتروژن و کرین خاک جنگل­کاری سوزنی­برگ ماگنولیا در زمین­های شنی و نیمه­خشک تخریب یافته چین به این نتیجه رسیدند که جنگل­کاری در منطقه نیمه­خشک شنی باعث بهبود کیفیت خاک و افزایش ظرفیت ترسیب کربن می­شود.

به علاوه، (2009) Azadi Nejat et al به کاربرد فرایند تحلیل سلسله مراتبی (AHP) در ارزیابی جنگل­کاری­های شهری به منظور انتخاب گونه درختی مناسب در مناطق خشک و نیمه­خشک پرداختند، آنها به این نتیجه رسیدند که با انجام مراحل مختلف (اندازه­گیری میانگین موزون) هر گونه­ای که دارای بالاترین میانگین موزون باشد به‌عنوان مناسب­ترین گونه با توجه به معیارهای مختلف، معرفی شده و گونه­های دیگر در اولویت بعدی برای کاشت قرار می­گیرند.

 

مواد و روش­ها

منطقه مورد مطالعه

پارک جنگلی مخمل کوه (با طول جغرافیایی32,15, °48 و48,15, °48 شرقی و عرض جغرافیایی آن 41,30, °33و11,35, °33شمالی) به مساحت 475 هکتار با حداقل ارتفاع 1200 متر و حداکثر ارتفاع 1600 متر در محدوده 8 کیلومتری شهرستان خرم­آباد و در کنار جاده آسفالته خرم­آباد به الشتر واقع شده است. اقلیم به‌دست آمده از فرمول آمبرژه (با توجه به ارتفاع منطقه مورد مطالعه) سرد و نیمه‌خشک می­باشد. دوره خشکی از خرداد ماه شروع می­شود و تا مهر ماه ادامه دارد. میانگین بارش سالانه، میانگین دما در گرمترین و سردترین ماه سال، به‌ترتیب برابر با 5/505 میلی­متر، 9/29 و 6/5 درجه سانتی­گراد می­باشد. منطقه مورد مطالعه از نظر زمین­شناسی جزء زاگرس چین‌خورده بوده و مربوط به دوران سنوزوئیک می­باشد. نوع خاک موجود در منطقه کوهستانی، سنگلاخی، سنگلاخی و آبرفتی می­باشد. عملیات جنگل­کاری در طی سال 73 تا 75 با گونه­های کاج­بروسیا (Pinus brutia ten.)، سرو­نقره­ای (Cupressus arizonica Green)، ون (Fraxinus excelsior Linn)، زیتون (Olea Europaea L.) و ارغوان (Cercis siliquastrum) انجام شده است و به‌ترتیب 9/0، 8/0، 7/1، 42/0 و 73/0 هکتار از مساحت هر کدام از توده­های ذکر شده در این تحقیق مورد مطالعه قرار گرفته است.

 

روش تحقیق

در هر کدام از پنج توده (سرو نقره­ای، کاج بروسیا، ارغوان، ون و زیتون) 10 درخت سالم در بخش­های میانی هر توده (برای جلوگیری از اثرات حاشیه) انتخاب گردید. برای اندازه­گیری تنوع زیستی پوشش علفی کف در چهار جهت اصلی جغرافیایی، در زیر تاج پوشش هر درخت و در فضای باز در جهت شمالی همان درختان از پلات 1×1 متر استفاده شد (برای بررسی تنوع زیستی در زیر تاج پوشش از پلات­ها میانگین گرفته شد). شاخص­های تنوع زیستی (تنوع شانن­وینر و سیمپسون)، غنا (منهینیک و مارگالف) و یکنواختی) با استفاده از نرم‌افزارPAST محاسبه شدند. از فرمول­های زیر برای محاسبه شاخص­های غنا و تنوع استفاده شده است (جدول1).

 

 

 

شکل1- موقعیت منطقه مورد مطالعه

 

جدول1- شاخص­های مربوط به تنوع، غنا و یکنواختی (Asmail Zade & Hussein, 2007)

شاخص­ها

فرمول

متغیرها

توضیحات

شاخص تنوع سیمپسون (Simpson)

1-D=-

Pi

نسبت تعداد افراد گونه i ام به تعداد کل افراد

شاخص تنوع شانون­وینر

H=-

S

تعداد گونه

شاخص غنا مارگالف

R1=

N

تعداد کل افراد

شاخص غنا منهینیک

R2=

 

 

شاخص یکنواختی شانون وینر

  =EH=

 

 

 

 

نمونه­برداری خاک از عمق 10-0 سانتیمتر با استفاده از استوانه فلزی (به قطر 8 سانتی­متر) انجام شد (Hojjati, 2008)، پس از انتقال نمونه­ها به آزمایشگاه در هوای آزاد خشک شدند و نمونه­های خشک شده خرد و از الک 2 میلی­متری عبور داده شد. بافت خاک (درصد اجزای تشکیل‌دهنده خاک) با استفاده از روش هیدرومتری، اسیدیته خاک از روش پتانسیومتری یا استفاده از دستگاه pH متر، وزن مخصوص ظاهری به روش سیلندر بر حسب گرم بر سانتی­متر مکعب، شوری خاک را به روش هدایت‌الکتریکی، کربن آلی به روش والکی و بلاک، درصد آهک معادل از روش تیتراسیون، درصد ماده آلی با توجه به مقدار کربن آلی محاسبه شد و درصد رطوبت خاک نیز به روش رطوبت وزنی در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد (Jafari Haghighi, 2003). مقدار ترسیب کربن بر حسب تن در هکتار براساس فرمول زیر محاسبه شد (Razakamanarivo et al., 2011):

Soct/h=(BDi×Ci×(1-% Stone)×Ti)

 

BDi چگالی ظاهری بر حسب گرم/سانتیمتر مکعب، Ci درصد کربن آلی، %Stone درصد سنگلاخی و Ti عمق خاک بر حسب سانتیمتر.

در نهایت با توجه به اینکه هر تن کربن در هکتار 67/3 تن دی­اکسید کربن می­باشد (Agheli Kohne Shahri, 2003) و مقدار محاسبه شده در میانگین میزان مالیات (4/65 دلار) که برابر با 2/688119 ریال می­باشد (Rousta, 2011) ضرب شد و ارزش اقتصادی آن برآورد گردید.

 

تحلیل آماری

با توجه به نرمال بودن داده­ها بر اساس آزمون کولموگروف- اسمیرنوف برای مقایسه کلی پنج تیپ از نظر ویژگی­های خاک و شاخص تنوع زیستی از آنالیز واریانس یکطرفه (ANOVA) استفاده شد. برای مقایسه چند گانه میانگین­ها، از آزمون استیودنت- نیومن- کلز (SNK) و دانکن (LSR) در سطح احتمال 5 درصد استفاده شد و در نهایت از نرم‌افزار expert choice برای وزن‌دهی و تعیین گونه مناسب استفاده گردید. به‌منظور بررسی همبستگی بین کربن ذخیره شده با فاکتورهای اندازه­گیری شده از آزمون پامتری پیرسون استفاده شد. برای انتخاب مدل مناسب از رگرسیون گام به گام استفاده شد که ترسیب کربن به‌عنوان متغیر وابسته و مشخصه­های خاک به‌عنوان متغیر مستقل در نظر گرفته شدند و برای رسم نمودارها از نرم‌افزارExecl استفاده شد.

 

نتایج

نتایج آنالیز واریانس یک‌طرفه نشان داد که ترسیب کربن خاک در بین توده­های مورد بررسی دارای اختلاف معنی­دار است (جدول2). براساس نتایج گروه­بندی دانکن نیز خاک توده­های سوزنی برگ مورد مطالعه با بیشترین مقدار ترسیب کربن اختلاف معنی­داری را با توده­های پهن­برگ مورد مطالعه داشتند (جدول3). همان­طور که در جدول2 نشان داده شده است، مقدار ترسیب کربن در دو گونه سرو نقره­ای و کاج بروسیا (به‌ترتیب 38/11 و 08/11 تن در هکتار) به طور معنی‌داری(P) بیشتر از ون و زیتون (به‌ترتیب 17/7 و 55/6 تن در هکتار) می­باشد. در نتیجه ارزش اقتصادی بدست‌آمده آن نیز در سرو نقره­ای و کاج (به‌ترتیب 28752998 و 28006252 ریال) بیشتر از گونه­های پهن­برگ ون و زیتون (به‌ترتیب 18112296 و 1655132ریال) می­باشد، همان­طور که مشاهده می­شود مقایسه میانگین خصوصیات خاک در توده‌های جنگل­کاری شده نشان داد که بیشترین مقدار اسیدیته، درصد آهک، چگالی ظاهری، درصد سیلت و درصد رطوبت و کمترین درصد شن و سنگلاخی وزنی در گونه­های سوزنی­برگ وجود دارد.

 

 

جدول2- نتایج آنالیز واریانس یک‌طرفه فاکتورهای اندازه‌گیری شده در خاک توده‌های جنگلکاری مخمل کوه

منبع تغییرات

اسیدیته

هدایت الکریتکی

رطوبت

چگالی ظاهری

کربن آلی

ماده آلی

درصد آهک

سطح معنی­داری

00/0

78/0

00/0

005/0

235/0

235/0

003/0

منبع تغییرات

درصد سنگلاخی وزنی

درصد رس

درصد سیلت

درصد شن

ذخیره کربن

ارزش اقتصادی

 

سطح معنی­داری

001/0

104/0

00/0

00/0

013/0

013/0

 

 

جدول3- میانگین­های مشخصه­های خاک در توده­های جنگل­کاری سوزنی­برگ و پهن­برگ

توده

مشخصه­های خاک

سرو نقره­ای

کاج بروسیا

ارغوان

ون

زیتون

اسیدیته

a85/8

b68/8

b5/8

b58/8

b51/8

درصد رطوبت

a96/6

b19/4

b2/3

bc93/2

c36/2

چگالی ظاهری (گرم/سانتیمتر3)

a2/2

a1/2

ab2

ab9/1

b75/1

درصد آهک

a73/12

ab07/8

ab8/8

b7/4

b3/2

درصد سنگلاخی وزنی

c46/44

bc4/48

ab3/56

a7/61

a53/61

درصد سیلت

a52/23

a13/23

a32/23

b8/13

a74/13

درصد شن

b13/55

b92/57

b77/60

a94/69

a56/69

ذخیره کربن(تن بر هکتار)

a38/11

a08/11

ab46/10

bc17/7

c55/6

ارزش اقتصادی (ریال)

a28752998

a28006252

ab26424866

bc18112296

c16551326

 

 

در بررسی همبستگی بین ترسیب کربن و مشخصه­های خاک (جدول4) مشخص شد که ترسیب کربن در سطح احتمال 99 درصد با درصد رطوبت، درصد آهک، درصد کربن آلی، درصد ماده آلی، چگالی ظاهری و نسبت کربن به نیتروژن همبستگی مثبت و با درصد رس و درصد شن همبستگی منفی دارد و در سطح احتمال 95 درصد با هدایت­الکتریکی همبستگی مثبت نشان می­دهد. در بررسی مدل برآورد ترسیب کربن مشخص شد که بهترین مدل برازش داده شده، مدل خطی با ضریب تبیین 96/0 است (جدول​های5 و 6) که بیانگر این است که 96% تغییرات متغیر ذخیره کربن از طریق تغییرات متغیرهای درصد سنگلاخی وزنی، ماده­آلی، چگالی ظاهری و رطوبت در یک رابطه خطی قابل توجیه است (جدول6).

 

جدول4- بررسی همبستگی ترسیب کربن با مشخصه­های خاک در توده­های مورد مطالعه

 

C/N

فسفر

درصد شن

درصد سیلت

درصد آهک

درصد سنگلاخی

ذخیره کربن

**46/0

*33/0-

**573/0-

**627/0

**423/0

**734/0-

 

درصد ماده آلی

درصد کربن آلی

چگالی ظاهری

درصد رطوبت

هدایت الکتریکی

درصد رس

ذخیره کربن

**694/0

**694/0

**424/0

**586/0

*28/0

**525/0-

*و** به‌ترتیب نشان‌دهنده معنی­داری در سطح 05/0 و 01/0

 

جدول5- بهترین معادله در برآورد ذخیره کربن با مشخصه­های خاک در منطقۀ مورد مطالعه براساس رگرسیون گام به گام

مدل

معادله رگرسیونی

1

Y= 4/4 19/0-X1 + 7/5X2 +9/2 X3

Y= ذخیره کربن   1X= درصد سنگلاخی وزنی     2X= ماده آلی    3X= چگالی ظاهری

 

جدول6- مشخصات مدل منتخب برای برآورد ذخیره کربن و مشخصه­های خاک

مدل

ضریب همبستگی

ضریب تبیین تصحیح شده

انحراف معیار

p

F

1

98/0

96/0

0.82

000/0

4/409

 

 

در جدول7 مشخصات تعداد کل گونه­ها در توده­ها ذکر شده است. در جدول8 نیز نتایج آنالیز واریانس اختلاف معنی­داری را در بین گونه­ها نشان داد (شاخص یکنواختی در زیر تاج پوشش اختلاف معنی­داری را نشان نداد). نتایج مقایسه میانگین­ها برای شاخص­های تنوع در جدول9 نشان می­دهد که شاخص شانون­وینر در زیر گونه زیتون و ارغوان بیشترین و در گونه سرو کمترین مقدار را داشت. گونه کاج نیز حالت بینابین داشت که با گونه ون در یک گروه قرار می‌گرفت. از نظر شاخص غنا منهینیک زیتون بهترین وضعیت را داشت دیگر پهن­برگان در یک گرو و بعد از زیتون قرار داشتند. شاخص غنا مارگف به‌ترتیب در گونه­های زیتون، ارغوان و ون و سوزنی­برگان (یک گروه) بیشترین مقدار را داشت. در فضای باز شاخص تنوع به‌ترتیب در گونه­های کاج، ون و ارغوان (در یک گروه)، زیتون و سرو بیشترین مقدار را داشت. گونه­های زیتون، سوزنی­برگان، ون و ارغوان به‌ترتیب بیشترین مقدار یکنواختی را داشتند. از نظر غنا کاج­بروسیا بیشترین و سرونقره­ای کمترین مقدار را داشتند (جدول10).

 

 


جدول7- گونه­های علفی موجود در توده­ها

 

مشخصه گونه­ها

 

مشخصه گونه­ها

ردیف

اسم فارسی

اسم علمی

خانواده

ردیف

اسم فارسی

اسم علمی

خانواده

1

گل گاو زبان ایتالیایی

Anchusa italica L.

Boraginacae

27

گندم نیا ضخیم

Poa timoleontis Heldr. Ex Boiss

Graminae

2

 

Echium italicum L.

Boraginacae

28

گندم نیا چتری

Aegilops  crassa Boiss

Graminae

3

 

Ankyropetalum gypsopHilloides Fenzl

CaryopHyllaceae

29

چچم

Aegilops umbellulata Zhuk.

Graminae

4

گل آفتابی اروپائی

Holosteum umbellatum L.

CaryopHyllaceae

30

گیس بافته

Lolium rigidum L.

Graminae

5

با بونه شیرازی

Helianthemum ledifolium(L.) Miller

Cistaceae

31

گزنه سای ساقه آغوش

Trachynia distachya (L.)Link

Graminae

6

تاتاری عربی

Anthemis pseudocotula Boiss

Compositae

32

گوش بره شاهرودی،

Lamium amplexicaule L.

Labiatae

7

گلرنگ زرد

Carduus arabicus Jacp.ex Murry

Compositae

33

گوش بره سر نیزه ای

Phlomis canceolate Bunge

Labiatae

8

 

Carthamus oxyachanthus L.

Compositae

34

مریم گلی لوله ای

PHlomis kurdica Rech.f.

Labiatae

9

ریش قوش یکساله

Charidinia orientalis Desf

Compositae

35

یونجه صغیر

Salvia macrosiphon Boiss

Labiatae

10

شکر تیغال شرقی

Crepis kotschyana (Boiss.)Boiss

Compositae

36

یونجه سخت

Medicago minima(L.)Bartalini

Leguminosae

11

گل پنبه

Echinops orientalis L.

Compositae

37

شبدر

Modicago rigidula

Leguminosae

12

 

Filago pyremidata L.

Compositae

38

تمشکین

Trifolium lappaceum L.

Leguminosae

13

کا کل پری

Hedypnois  rhagadioloides(L.)F.W.Schmidt

Compositae

39

 

Bellevelia  glauca (Lindl.) Kunth

Liliaceae

14

خار پنبه شاهوئی

Lasiopogon muscoides (Desf.)DC.

Compositae

40

شیر مرغ

Muscari comosum(L.)Miller

Liliaceae

15

خار پنبه

Onopodon carduchorum L.

Compositae

41

ختمی پنجه ای بریده

Ornithogalum ersicum

Liliaceae

16

زرد خار

Onopordon acanthium L.

Compositae

42

 

Alcea digitata(Boiss)Alef

Malvaceae

17

پیر گیاه

picnomon Acarna (L.) Cass.

Compositae

43

شبدر زبر

Malva rioundifolia

Malvaceae

18

 

Senecio vernalis Waldst.& Kit.

Compositae

44

شبدر لرستانی

Trifolium  scabrum L.

Papilionacea

19

ریش میش

Serratula cerinthifolia L.

Compositae

45

شبدر ستاره ای

Trifolium cherleri L.

Papilionacea

20

خورشید صبح

Urospermum picroides (L.)DC

Compositae

46

یونجه باغی عقربی

Trifolium stellatum L.

Papilionacea

21

 

Zoega leptaurea L.

Compositae

47

اسپرس تاج خروسی

Coronilla scorpioides L.

Papilionacea

22

گل گندم مهاجر

Rhagadiolus edulis Scop.

Compositae

48

بارهنگ فرانسوی

Onobrychis crita-galli (L.)Lam

Papilionacea

23

گل گندم زرد

Centaurea Bruguieriana (DC.)Hand.Mzt

Compositae

49

 

Plantago bellardi(Pilger) Rech.f.

Plantaginaceae

24

کنگر خوراکی

Centaurea solstitialis L.

Compositae

50

 

Taeniatherum crintum (Schreb.)Nevski

Poaceae

25

پیچک صحرائی

Gundelia tornefortii L.

Compositae

51

الاله قرمز

Lysimachia linum-stellatum L.

Primulaceae

26

پیچک برگ گرگی

Convolvulus arvensis L.

Convolvulacoea

52

بادام کوهی

Ranunculus asiaticus L.

Ranunculaceae

 


ادامه جدول7

مشخصه گونه­ها

مشخصه گونه­ها

ردیف

اسم فارسی

اسم علمی

خانواده

ردیف

اسم فارسی

اسم علمی

خانواده

53

جو دو سر

Convolvulus pilosellaefolius Desr.

Convolvulacoea

65

 

Amygdalus scoparia L.

Rosaceae

54

ناز زیبا نازخوش رنگ

Avena fatua L.

Cramineae

66

شیر پنیر

Sanguisorba minor Scop.

Rosaceae

55

خردلی

Sedum callichroum L.

Crassulaceae

67

گونه چند ساله شیر پنیر

Galium parisiense L.

Rubiaceae

56

خردل گونه ای

Hirschfeldia incana Moench

Cruciferae

68

 

Galium Kurdicum L.

Rubiaceae

57

 

Sinapis arvensis L.

Cruciferae

69

زول گرمسیری

Cheilantes persica Swartz

Sinopteridaceae

58

طوسک گنگلومرائی

PterocepHalus plumosus(L.)Coult

Dipsacaceae

70

غازیاغی

Eryngium creticum Lam.

Umbelliferae

59

 

Scabiosa laucactis L.

Dipsacaceae

71

 

Falcaria vulgaris Bernh.

Umbelliferae

60

جوهرز

Ephorbia helioscopia

Ephorbiaceae

72

شانه ونوس

Pimpinella affinis (Boiss)

Umbelliferae

61

نوک لک لکی هرز

Erodium cicutarium (L.) LHer

Geraniaceae

73

 

Scandix pecten-veneris L.

Umbelliferae

62

جارو علفی پر کرک

Hordeum glaucum Steud.

Graminae

74

ماستونک نازک برگ

Scandix stellatus Bank & Soland.

Umbelliferae

63

جو پیاز ار

Bromus seriseus Drobov

Graminae

75

 

Torilis leptopHylla (l.)Reichenb.

Umbelliferae

64

چمن سمی

Hordeum bulbosum L.

Graminae

76

 

Valerianella dactytopHylla Bioss.& Hohen

Valerianaceae

 

جدول8- نتایج آنالیز واریانس یکطرفه برای هر دو حالت مقایسه­ای در توده­های مورد مطالعه

5b

4b

3b

2b

1b

5a

4a

3a

2a

1a

 

00/0

00/0

00/0

00/0

00/0

00/0

82/0

01/0

00/0

0.01

سطح معنی­داری

=aزیر تاج پوشش، =b فضای باز ، 1 =شانون وینر، 2 =سیمپسون، 3= یکنواختی، 4= منهینیک، 5= مارگالف

 

جدول9- مقایسه میانگین در زیرآشکوب برای توده­های مورد مقایسه

شاخص گونه­

سرو

کاج

ون

ارغوان

زیتون

شانون وینر

93/1b

1/2ab

2/2ab

34/2a

38/2a

سیمپسون

82/0b

86/0ab

85/0ab

88/0a

86/0ab

منهینیک

21/2b

63/2b

61/2b

15/3ab

7/3a

مارگالف

4/1b

63/1b

55/1b

84/1b

24/2a

 


جدول10- مقایسه میانگین در فضای باز برای توده­های مورد مقایسه

شاخص  گونه

سرو

زیتون

ارغوان

ون

کاج

شانون وینر

51/1b

98/1a

1/2a

16/2a

33/2a

سیمپسون

73/0b

85/0a

83/0a

85/0a

9/0a

یکنواختی

85/0ab

88/0a

74/0c

78/0bc

83/0ab

منهینیک

13/1c

75/1b

21/2a

37/2a

56/2a

مارگالف

7/0c

02/1b

1/1ab

24/1ab

32/1a

 

 

در شکل​های2 تا 7 به نتایج حاصل از روش سلسله مراتبی AHP اشاره شده است (شکل2 وزن معیارها را نسبت به هم مشخص نموده، و در شکل​های3 تا 6 وزن نسبی توده­ها نسبت به هم برای هر معیار مشخص گردیده است و در نهایت در شکل7 به وزن نهایی توده­ها با توجه به همه­ی معیارها اشاره گردیده است). همان­طور که در شکل7 مشاهده می­شود به‌ترتیب کاج بروسیا، ارغوان و ون بیشترین و زیتون و سرو نقره­ای کمترین وزن نهایی را داشتند.

 

 

 میزان ناسازگاری = 00/0

 

شکل2- وزن معیارها بر پایه روش میانگین حسابی

 

میزان ناسازگاری = 00/0

 

 

شکل3- وزن نسبی توده­ها از نظر ترسیب کربن خاک

 

 

 

 

میزان ناسازگاری =00/0

 

 

شکل4- وزن نسبی توده­ها از نظر ارزش اقتصادی ترسیب کربن خاک

 

            میزان ناسازگای = 00/0

 

 

شکل5- وزن نسبی توده­ها از نظر تنوع زیستی گونه­های علفی در فضای باز توده­ها

 

 

میزان ناسازگاری = 00/0

شکل6- وزن نسبی توده­ها از نظر تنوع زیستی گونه­های علفی در زیر تاج پوشش

 

میزان ناسازگاری= 00/0

 

 

شکل7- وزن نهایی توده­های مورد بررسی در ارتباط با معیارهای تنوع زیستی، ترسیب کربن و ارزش اقتصادی آن

 

 

 

بحث

همان­طور که پیشتر ذکر شد هدف این پژوهش تعیین بهترین گونه برای جنگل­کاری در مناطق مشابه براساس معیارهای تأثیرپذیر از نوع گونه (ترسیب کربن خاک، ارزش اقتصادی آن و تنوع ریستی) با استفاده از روش سلسله مراتبی (AHP) و همچنین تعیین متغیر­های خاکی مؤثر در ترسیب کربن خاک بود.

براساس نتایج به‌دست آمده مشخص شد که بیشترین میزان ذخیره کربن و ارزش اقتصادی حاصل از آن در خاک گونه‌های سوزنی­برگ (سرونقره­ای و کاج بروسیا) وجود داشت که با نتایج مطالعه (2011) Nobakht et al. و (2005) Abdi هم­خوانی داشت. بنابراین به نظر می­رسد که تجمع لاشبرگ در سطح خاک و حفاظت بیشتر توده­های سوزنی­برگ از خاک تأثیر زیادی در جلوگیری از هدر رفتن کربن دارد و بر این اساس سوزنی­برگان کربن بیشتری را جذب می­کنند (Cannell, 2003). به عبارتی، انتخاب گونه مناسب عاملی مهمی در کاهش گازهای گلخانه­ای می­باشد (Haghdoost et al., 2011). همچنین Richards et al. (2007) پیشنهاد کردند که مدیریت روابط بین کربن آلی و سایر خواص خاک ممکن است یک پیش‌شرط مهم برای حفظ و افزایش کربن آلی خاک مناطق جنگل­کاری شده باشد. در این خصوص، رابطه واضحی بین بافت خاک و ذخیره کربن آن مشاهده می­شود (Borchers et al., 1992). در پژوهش پیشرو بافت خاک اکثرا شنی لومی بود و مقدار رس با توجه به سنگلاخی بودن منطقه بسیار کم بود. با توجه به تأثیرپذیر بودن پوشش گیاهی از خصوصیات خاک در جنگل­کاری باید به نحوی عمل نمود که شرایط رویشگاه با توجه به نیازهای گروه‌های اکولوژیک اصلاح گردد(Koch, 2007) . آهک موجود در خاک گونه­های سوزنی­برگ بیشتر از پهن­برگان می­باشد که باعث ایجاد شرایط قلیایی شده است. البته مقدار جذب مواد غذایی توسط درختان، فعالیت میکروارگانیسم­ها و تغییر در جذب نیتروژن و مقدار کربن به تغییرات pH وابسته می­باشد (Augusto et al., 2002). به علاوه، (2011) Nobakht et al. در تحقیقی نشان دادند که اجزای تشکیل‌دهنده بافت خاک از عوامل مؤثر بر مقدار ترسیب کربن خاک می­باشد. غیر از این، (2010)Varamesh et al.  درصد رس را به‌عنوان یکی از عوامل مؤثر در افزایش ترسیب کربن معرفی کردند. نتایج تحقیقی دیگر از آنها (2011b)Varamesh et al.  نشان داد که درصد سنگلاخی و درصد رس به‌ترتیب همبستگی مثبت و منفی با مقدار ماده آلی دارند، در مطالعه آنها شن یکی از مهمترین عوامل مؤثر در مقدار کربن آلی بود. نتایج آنها با نتایج موجود از نظر رس کاملا هم­خوانی داشت، از نظر درصد سنگلاخی و شن در این مطالعه نیز هم­بستگی وجود داشت ولی منفی بود، نتایج این تحقیق نشان داد که درصد سنگلاخی یک عامل مهم در نتایج رگرسیونی برای برآورد مقدار ذخیره کربن می­باشد. آقای دکتر (2005) Abdi نیز افزایش سنگ، سنگریزه و شن در بافت خاک را عامل افزایش ترسیب کربن دانست و دلیل آن را سازگاری زیاد گون­ها به خاک­های سبک و واریزه­ای نسبت داد که با نتایج موجود مطابقت دارد.

باید بیان داشت که نوع و ترکیب گونه­های موجود در آشکوب فوقانی جنگل تأثیر زیادی در ورودی کربن به خاک دارند و مقدار کربن خاک را تغییر می­دهند (Schulp et al., 2008). تجمع لاشبرگ در سطح خاک در توده­های سوزنی­برگ را می‌توان به‌عنوان عاملی برای افزایش ترسیب کربن خاک دانست، از طرفی افزایش ترسیب کربن خاک می­تواند ناشی از افزایش تنوع زیستی باشد (Anonymous, 1967) که این موضوع در توده­های کاج بروسیا و سرو نقره­ای مشاهده گردید. می­توان گفت پوشش گیاهی هر رویشگاه به‌عنوان برآیندی از شرایط بوم­شناختی و عوامل زیست‌محیطی حاکم بر آن رویشگاه می‌باشد (Moghadam, 2001)، زیرا ترکیب و ساختار آشکوب بالا از طریق دسترسی به منابع و شرایط (نور، آب و مواد غذایی خاک) و ساختار فیزیکی لایه (لاشبرگ) بستر بر پوشش کف اثر می­گذارد (Uddin et al., 2011).

باید بیان نمود که برای تصمیم­گیری در این گونه موارد (جنگل­کاری) نیاز به اطلاعات جامعی می­باشد (Ashrafi et al., 2007)؛ در نتیجه در این مطالعه علاوه بر اندازه­گیری تنوع در چهار جهت اصلی جغرافیایی، در زیر تاج پوشش، اقدام به اندازه­گیری تنوع در فضای باز نیز شد. نتایج نشان داد که گونه کاج بروسیا در زیر تاج پوشش حالت بینابین و در گروه پهن­برگانی که آنها نیز حالت بینابین داشتند قرار می­گرفت که دلیل آن را می­توان تاج پوشش متراکم این گونه و کاهش دسترسی به نور دانست (Ashrafi et al., 2007) ولی در فضای باز آن از بیشترین مقدار تنوع زیستی برخوردار بود که آن را می­توان به خصوصیات رویشی گونه و فراهم کردن شرایط برای حضور گونه نور و سایه­پسند نسبت داد.

مطالعه­های مختلفی در راستای تنوع زیستی در توده­های سوزنی­برگ و پهن­برگ انجام شده است. آقایانMohammad (2007) Nejad Kyasary et al. با بررسی تنوع زیستی پوشش گیاهی در جنگل­های دست­کاشت سوزنی­برگ، بیان کرده­اند که در توده کاج سیاه، بدلیل شرایط ویژه خاک (pH و وجود مواد خنثی‌شونده) و کیفیت رویشی گونه درختی در این توده، افزایش فراوانی و غنای پوشش گیاهی در این عرصه صورت گرفته است که با نتایج مطالعه حاضر مطابقت دارد.نویسندگانی همانند (1998)Virolianen et al. ، (2004)Cusack & Montagnini  و (2000)Humphery et al.  در مورد جنگل­کاری با سوزنی­برگان، به اثر مثبت کاشت سوزنی­برگ در افزایش تنوع گونه­های بومی اشاره می‌کنند. نتایج آنها نشان داد که سوزنی‌برگی مانند سرونقره­ای باعث کاهش تنوع می­گردد، که با نتایج مطالعه (2004) Ito et al. و (2007)Ashrafi et al.  هم­خوانی داشت ولی در سوزنی­برگی مانند کاج­بروسیا از نظر تنوع گونه­های علفی کف در گروه پهن­برگان قرار گرفت، یا حتی در فضای باز وضعیت بهتری را نیز داشت که مخالف نتایج ذکر شده است و با نتایج (1998) Virolianen et al.، (2004) Cusack and Montagnini و (2000)Humphery et al.  هم­خوانی دارد. آقایان (2007) Mohammad Nejad Kyasry et al.  نیز اشاره می­کنند که گونه­های سوزنی­برگ با کمترین درصد پوشش لاشبرگ، امکان بیشترین توسعه غنا و یکنواختی را به وجود می­آورند که با نتایج موجود هم­خوانی دارد. با توجه به نتایج به‌دست آمده در هر معیار گونه­ها شرایط مختلفی را داشتند، به‌طوری‌که امکان تصمیم­گیری به صورت مستقیم نبود، از طرفی برای تصمیم­گیری در جنگل­کاری نیاز به اطلاعات جامعی می­باشد (Ashrafi et al, 2007). برای دستیابی به این هدف از یکی از روش­های تصمیم­گیری چند معیاره (تحلیل سلسله مراتبی) که برای ارزیابی مسائل چند بعدی و متناقض بکار می­رود (Ghodsi Pour, 2006) استفاده شد. در نهایت با توجه به وزن نهایی محاسبه شده براساس معیار تنوع زیستی، ترسیب کربن خاک و ارزش اقتصادی آن به‌ترتیب گونه­های کاج بروسیا، ارغوان و ون به‌عنوان بهترین گونه شناخته شدند، که برای جنگلکاری به‌منظور دسترسی به اهدف مذکور در مناطق مشابه معرفی می‌شوند.

 

منابع مورد استفاده

References

- Abdi, N., 2005. Estimate the carbon sequestration capacity by Astragalus in Markazi and Isfahan provinces. MSc thesis (Grassland Science). Science and Research, Islamic Azad University, Tehran Branch, 194 p.

- Agheli Kohne Shahri, L., 2003. Calculation of Green GNP and stability degree of national income. PhD thesis of Economic Sciences, Faculty of Humanity Sciences, Tarbiat Modarres University, 225 p.

- Anonymous, 1967. Pasture development and range improvement through botanical and ecological studies. FAO, UNDP, No TA2311. Rome, 146 p.

- Anonymous, 2000. Carbon sequestration in desertified rangelands of Hossein Abad, South Khorasan province. Phase1 UNDP in Iran, 10 p.

- Asadian, M., Hojjati, S.M., Pormajidian, M. R. and Falah, A., 2011. An Investigation on biodiversity in two Stands of Pinus nigra and Fraxinus excelsior plantations (Case study: Alandan series of Mazandaran Wood and Paper Company Forest Management Project, Sari Township). Local Conference on Forest and Environment guarantee Sustainable Development: 16.

- Ashrafi, M.H., Sanei Shariat Panahy, M. and Adeli, E., 2007. Investigation on forest herbaceous plant covers in softwood and hardwood plantations at Javaherdeh local area. Scientific and Research Journal of Agricultural Sciences, 13(2): 355-365.

- Augusto, L., Jacques, R., Binkly, D. and Roth, A., 2002. Impacts of several common tree species of European temperate forests on Soil Fertility. Annals of Forest Science, 59: 233-253.

- Azadi Nejat, S., Jalali, S and Ghodsi Pour, S., 2009. Application of analytic hierarchy process (AHP) evaluation of urban forestry in order to select the appropriate tree species in arid and semiarid regions. Third National Conference on Forest, Iran Forestry Community: 22-24.

- Barbier, S., Gosselin, F. and Balandier, P., 2008. Influence of tree species on understory vegetation diversity and mechanisms involved- A critical review for temperate and boreal forests. Forest Ecology and Management, 254: 1-15.

- Borchers, J. G. and Perry, D.A., 1992. The influence of soil texture and aggregation on carbon and nitrogen dynamics in southwest Oregon forests and clear cuts. Canadian Journal of Forest Research, 22: 298-305.

- Cannell, R., 2003. Carbon sequestration and biomass energy offset: theoretical, potential and achievable capacities globally, in Europe and UK. Biomass and Bioenergy, 24: 97-116.

- Chen, F.S., Zeng, D.H., Fahey, T.J. and Liao, P.F., 2010. Organic carbon in soil physical fractions under different-aged plantations of Mongolian pine in semi-arid region of Northeast China. Applied Soil Ecology, 44: 42–48.

- Cusack, D. and Montagnini, F., 2004. The role of native species plantations in recovery of understory Woody diversity in degraded pasture-land of Costa Rica. Forest Ecology and Management, 188: 1-15.

- Esmailzade, O. and Husseini, S.M., 2007. Relationship between biodiversity indicators and plant ecological groups in Afra Takhte Protected forest of Taxus baccata. Journal of Ecology, 43: 21-30.

-Ghodsi Pour, H., 2006. Analytical Hierarchy Process. MSc thesis, Amir Kabir Industrial University, Tehran, 220 p.

- Haghdoost, N., Akbarinia, M., Hosseini, S. M and Kooch, Y., 2011. Conversion of Hyrcanian degraded forest to plantations: Effects on soil C and N stock. Annals of Biological Research, 50(2): 385-399.

- Hojjati, S. M., 2008. The impact of canopy composition on the nutrition status of an admixed spruce and beech forest at Solling, central Germany. Dissertation – Buesgen Institute- Soil Science of temperate and Boreal Ecosystem, Georg –August Goettingen University, 114p.

- Humphery, J., Ferrris, R. and Jukes, M., 2000. Biodiversity in planted forest. Results from the forestry commission's biodiversity assessment program. Forestry commission technical paper, Edinburgh. 117 p.

- Ito, S., Nakayama, R. and Buckley, G.P., 2004. Effects of previous land-use on plant species diversity in semi-natural and plantation forests in a warm-temperate region in southeastern Kyushu, Japan. Forest Ecology and Management, 196: 213-235.

- Jafari Haghighi, M., 2003. Methods of Soil Analysis, Sampling and important physical and chemical analysis (with emphasis on theory and practical principals). Nedaye Thoha Publishers, 236 p.

- Kooch, Y., 2007. Determination and Separation of ecological units and their relationship with some soil properties in lowland forest of Chalous Khanykan local area. MSc thesis, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, University of Sary, 100 p.

- Li, Y., Awada, T., Zhou, X., Shang, W., Chen, Y., Zuo, X., Wang, S., Liu, X. and Feng, J., 2012. Mongolian pine plantations enhance soil physico-chemical properties and carbon and nitrogen capacities in semi-arid degraded sandy land in China. Applied Soil Ecology, 56: 1– 9.

- Moghaddam, M. R., 2001. Descriptive and statistical ecology of vegetation. Jihad of Tehran University Press, 285 p.

- Mohammadnejad-Kiasari, SH., Dastmalchi, M., Mousavi, S.A.R. and Jafari, B., 2003. Soft –wood species trial on low altitude site of Neka Forest of Caspian region. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 11(3): 411-446.

- Nobakht, A., Pourmajidian, M., Hojjati, M. and Fallah, A., 2011. A comparison of soil carbon sequestration in hardwood and softwood monocultures. Iranian Journal of Forest, 3(1): 13-23.

- Panahipour, M.S.A., Koupahy, M., Makhdoom, M. and Zahedi, GH., 2007. Estimation of economical value of soil conservation function of Caspian forests of Iran (Case studies: Forest management projects of kheyroudkenar, Mazandaran Wood and Paper Company and Shafaroud Company. Natural Resources Research (Pajouhesh & Sazandegi), 76(3): 1-9.

- Pourbabaei, H., 1998. Biodiversity of woody species in the forests of Guilan province. PhD thesis, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences. Tarbiat Modares University, 246 p.

- Razakamanarivo, R. H., Grinand, C., Razafindrakoto, M.A., Bernoux, M. and Alberecht, A., 2011. Mapping organic carbon stocks in Eucalyptus Plantations of the central highlands of Madagascar: A multiple regression approach, Geoderma, 162: 335–346.

- Richards, A.E., Dalal, R.C. and Schmidt, S., 2007. Soil carbon turnover in native subtropical tree plantations. Soil Biology and Biochemistry, 39: 2078-2090.

- Rousta, T., 2011. Estimating the economic value of carbon sequestration for Pistacia and Amygdalus scoparia species in Firuzabad Research Forest. MSc thesis, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, 100 p.

- Schulp Catharina, J. E., Naburus, G.J., Verburg, P.H. and Waal, R.W., 2008. Effect of tree species on carbon stock in forest floor and mineral soil and implication for soil carbon inventories. Forest Ecology and Management, 256: 482-490.

- Tao Lü, X., Xia Yin, J. and Wei Tang, J., 2011. Diversity and composition of understory vegetation in the tropical seasonal rain forest of Xishuangbanna., SW China. Revista de Biología Tropical, 59(1): 455-463.

- Tchouto, M.G.P., De Boer, W.F., De Wilde, J. and Van der Maesen, L.J.G., 2006. Diversity patterns in the flora of the Campo-Ma’an rain forest, Cameroon: do tree species tell it all? Biodiversity Conservation, 15: 1353-1374.

- Uddin, B.M., Steinbauer, J.M. and Beierkuhnlein, C., 2011. Diversity, stand characteristics and spatial aggregation of tree species in a Bangladesh forest ecosystem. Diversity, 3: 435-465.

- Varamesh, S., Hosseini, S.M. and Abdi, N., 2011. Estimate atmospheric carbon sequestration in urban forest resource. Journal of Ecology, 32(57): 113-120.

- Varamesh, S., Hosseini, S., Abdi, N. and Akbarinia, M., 2010. Effects of afforestation to increase carbon sequestration and improved soil properties. Iranian Journal of Forest, 2(1): 25-35.

- Virolianen, K. M., Soumi, T. and Suhonen, J., 1998. Conservation of Vascular plant in single large and several small mires. Species richness, rarity land taxonomic diversity. Applied Ecology, 35: 700-707.



Investigation on soil carbon sequestration and understory biodiversity of hard wood and soft wood plantations of Khoramabad city (Makhamalkoh site)

 

A. Azadi1*, S.M. Hojati2, H. Jalil­vand3 and H. Naghavi 4

1*- M.Sc student, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. Iran. Email: Akramazadi1988@yahoo.com.

2- Assistant Professor, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. Iran.

3- Associate Professor, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I. R. Iran.

4- PhD Student, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, I.R. Iran.

Received: 30.09.2012                                                        Accepted: 08.06.2013

 

Abstract

In forestry, human seeks to achieve a new ecological system which suits local conditions.Theaim of the research is to investigate soil carbon sequestration and its economic value, herbaceous cover biodiversity of the studied forest plantation stands and introduce factors affecting carbon sequestration. In order to measure biodiversity in five stands, 10 healthy and dominant trees were selected at each stand and 1 x 1 m. plots were allocated under each canopy cover (at four geographical aspects) and out of it at north aspect Sampling was made from soil surface beneath each tree's canopy cover. The results showed that the greatest species according to the studied criteria, using Analytical Hierarchy Process, were Pinus brutia, Cercis siliquastrum and Fraxinus excelsior, respectively and they are recommended for forest plantation at similar ecological conditions.  Furthermore, step by step regression analysis showed that gravel %, moisture %, bulk density and organic content % are the most effective parameters for carbon storage.

 

Key words: Forestry, Economic value, AHP (Analytical Hierarchy Process), Pinus brutia, Cercis siliquastrum and Fraxinus

- Abdi, N., 2005. Estimate the carbon sequestration capacity by Astragalus in Markazi and Isfahan provinces. MSc thesis (Grassland Science). Science and Research, Islamic Azad University, Tehran Branch, 194 p.

- Agheli Kohne Shahri, L., 2003. Calculation of Green GNP and stability degree of national income. PhD thesis of Economic Sciences, Faculty of Humanity Sciences, Tarbiat Modarres University, 225 p.

- Anonymous, 1967. Pasture development and range improvement through botanical and ecological studies. FAO, UNDP, No TA2311. Rome, 146 p.

- Anonymous, 2000. Carbon sequestration in desertified rangelands of Hossein Abad, South Khorasan province. Phase1 UNDP in Iran, 10 p.

- Asadian, M., Hojjati, S.M., Pormajidian, M. R. and Falah, A., 2011. An Investigation on biodiversity in two Stands of Pinus nigra and Fraxinus excelsior plantations (Case study: Alandan series of Mazandaran Wood and Paper Company Forest Management Project, Sari Township). Local Conference on Forest and Environment guarantee Sustainable Development: 16.

- Ashrafi, M.H., Sanei Shariat Panahy, M. and Adeli, E., 2007. Investigation on forest herbaceous plant covers in softwood and hardwood plantations at Javaherdeh local area. Scientific and Research Journal of Agricultural Sciences, 13(2): 355-365.

- Augusto, L., Jacques, R., Binkly, D. and Roth, A., 2002. Impacts of several common tree species of European temperate forests on Soil Fertility. Annals of Forest Science, 59: 233-253.

- Azadi Nejat, S., Jalali, S and Ghodsi Pour, S., 2009. Application of analytic hierarchy process (AHP) evaluation of urban forestry in order to select the appropriate tree species in arid and semiarid regions. Third National Conference on Forest, Iran Forestry Community: 22-24.

- Barbier, S., Gosselin, F. and Balandier, P., 2008. Influence of tree species on understory vegetation diversity and mechanisms involved- A critical review for temperate and boreal forests. Forest Ecology and Management, 254: 1-15.

- Borchers, J. G. and Perry, D.A., 1992. The influence of soil texture and aggregation on carbon and nitrogen dynamics in southwest Oregon forests and clear cuts. Canadian Journal of Forest Research, 22: 298-305.

- Cannell, R., 2003. Carbon sequestration and biomass energy offset: theoretical, potential and achievable capacities globally, in Europe and UK. Biomass and Bioenergy, 24: 97-116.

- Chen, F.S., Zeng, D.H., Fahey, T.J. and Liao, P.F., 2010. Organic carbon in soil physical fractions under different-aged plantations of Mongolian pine in semi-arid region of Northeast China. Applied Soil Ecology, 44: 42–48.

- Cusack, D. and Montagnini, F., 2004. The role of native species plantations in recovery of understory Woody diversity in degraded pasture-land of Costa Rica. Forest Ecology and Management, 188: 1-15.

- Esmailzade, O. and Husseini, S.M., 2007. Relationship between biodiversity indicators and plant ecological groups in Afra Takhte Protected forest of Taxus baccata. Journal of Ecology, 43: 21-30.

-Ghodsi Pour, H., 2006. Analytical Hierarchy Process. MSc thesis, Amir Kabir Industrial University, Tehran, 220 p.

- Haghdoost, N., Akbarinia, M., Hosseini, S. M and Kooch, Y., 2011. Conversion of Hyrcanian degraded forest to plantations: Effects on soil C and N stock. Annals of Biological Research, 50(2): 385-399.

- Hojjati, S. M., 2008. The impact of canopy composition on the nutrition status of an admixed spruce and beech forest at Solling, central Germany. Dissertation – Buesgen Institute- Soil Science of temperate and Boreal Ecosystem, Georg –August Goettingen University, 114p.

- Humphery, J., Ferrris, R. and Jukes, M., 2000. Biodiversity in planted forest. Results from the forestry commission's biodiversity assessment program. Forestry commission technical paper, Edinburgh. 117 p.

- Ito, S., Nakayama, R. and Buckley, G.P., 2004. Effects of previous land-use on plant species diversity in semi-natural and plantation forests in a warm-temperate region in southeastern Kyushu, Japan. Forest Ecology and Management, 196: 213-235.

- Jafari Haghighi, M., 2003. Methods of Soil Analysis, Sampling and important physical and chemical analysis (with emphasis on theory and practical principals). Nedaye Thoha Publishers, 236 p.

- Kooch, Y., 2007. Determination and Separation of ecological units and their relationship with some soil properties in lowland forest of Chalous Khanykan local area. MSc thesis, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, University of Sary, 100 p.

- Li, Y., Awada, T., Zhou, X., Shang, W., Chen, Y., Zuo, X., Wang, S., Liu, X. and Feng, J., 2012. Mongolian pine plantations enhance soil physico-chemical properties and carbon and nitrogen capacities in semi-arid degraded sandy land in China. Applied Soil Ecology, 56: 1– 9.

- Moghaddam, M. R., 2001. Descriptive and statistical ecology of vegetation. Jihad of Tehran University Press, 285 p.

- Mohammadnejad-Kiasari, SH., Dastmalchi, M., Mousavi, S.A.R. and Jafari, B., 2003. Soft –wood species trial on low altitude site of Neka Forest of Caspian region. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 11(3): 411-446.

- Nobakht, A., Pourmajidian, M., Hojjati, M. and Fallah, A., 2011. A comparison of soil carbon sequestration in hardwood and softwood monocultures. Iranian Journal of Forest, 3(1): 13-23.

- Panahipour, M.S.A., Koupahy, M., Makhdoom, M. and Zahedi, GH., 2007. Estimation of economical value of soil conservation function of Caspian forests of Iran (Case studies: Forest management projects of kheyroudkenar, Mazandaran Wood and Paper Company and Shafaroud Company. Natural Resources Research (Pajouhesh & Sazandegi), 76(3): 1-9.

- Pourbabaei, H., 1998. Biodiversity of woody species in the forests of Guilan province. PhD thesis, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences. Tarbiat Modares University, 246 p.

- Razakamanarivo, R. H., Grinand, C., Razafindrakoto, M.A., Bernoux, M. and Alberecht, A., 2011. Mapping organic carbon stocks in Eucalyptus Plantations of the central highlands of Madagascar: A multiple regression approach, Geoderma, 162: 335–346.

- Richards, A.E., Dalal, R.C. and Schmidt, S., 2007. Soil carbon turnover in native subtropical tree plantations. Soil Biology and Biochemistry, 39: 2078-2090.

- Rousta, T., 2011. Estimating the economic value of carbon sequestration for Pistacia and Amygdalus scoparia species in Firuzabad Research Forest. MSc thesis, Department of Forestry, Faculty of Natural Resources, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, 100 p.

- Schulp Catharina, J. E., Naburus, G.J., Verburg, P.H. and Waal, R.W., 2008. Effect of tree species on carbon stock in forest floor and mineral soil and implication for soil carbon inventories. Forest Ecology and Management, 256: 482-490.

- Tao Lü, X., Xia Yin, J. and Wei Tang, J., 2011. Diversity and composition of understory vegetation in the tropical seasonal rain forest of Xishuangbanna., SW China. Revista de Biología Tropical, 59(1): 455-463.

- Tchouto, M.G.P., De Boer, W.F., De Wilde, J. and Van der Maesen, L.J.G., 2006. Diversity patterns in the flora of the Campo-Ma’an rain forest, Cameroon: do tree species tell it all? Biodiversity Conservation, 15: 1353-1374.

- Uddin, B.M., Steinbauer, J.M. and Beierkuhnlein, C., 2011. Diversity, stand characteristics and spatial aggregation of tree species in a Bangladesh forest ecosystem. Diversity, 3: 435-465.

- Varamesh, S., Hosseini, S.M. and Abdi, N., 2011. Estimate atmospheric carbon sequestration in urban forest resource. Journal of Ecology, 32(57): 113-120.

- Varamesh, S., Hosseini, S., Abdi, N. and Akbarinia, M., 2010. Effects of afforestation to increase carbon sequestration and improved soil properties. Iranian Journal of Forest, 2(1): 25-35.

- Virolianen, K. M., Soumi, T. and Suhonen, J., 1998. Conservation of Vascular plant in single large and several small mires. Species richness, rarity land taxonomic diversity. Applied Ecology, 35: 700-707.