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.
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
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.