محمدعلی محمودی

سابقه و هدف: تنفس خاک انتشار دی‌اکسید کربن از سطح خاک است که چرخه‌ی کربن اولیه در اکوسیستم‌ها را کنترل می‌کند. اخیراً تنفس خاک به یک فرآیند اکولوژیکی مهم در تعادل جهانی کربن تبدیل شده است و تأثیر مهمی بر تغییرات آب و هوای جهانی دارد. اندازه‌گیری تنفس خاک برای تعیین کمیت شار دی‌اکسید کربن از خاک به اتمسفر مهم است. در جنگل‌های ایران هنوز بر روند نرخ تنفس خاک در ساعات مختلف روز مطالعهای صورت نگرفته است و این بر جنبه‌ی نوآوری این تحقیق تاکید دارد. هدف از این مطالعه مقایسه میزان تنفس خاک در ساعت مختلف روز بین پنج نوع تیپ جنگلی (Pure Quercus infectoria)، (Quercus libani- Quercus infectoria)، (Pure Quercus libani)، (Quercusinfectoria-Quercus libani)، (Quercus libani- Quercus brantii- Quercus infectoria) در چهار فصل سال (بهار، تابستان، پاییز و زمستان) و شناسایی تأثیر عوامل محیطی (دما و رطوبت) بود. همچنین برای تاثیر دما و رطوبت روی تنفس خاک از مدل های مختلف و برای میزان همبستگی بین تنفس و ویژگی‌های شیمیایی خاک از ضریب همبستگی استفاده شد. مواد و روش‌ها: پنج تیپ جنگلی غالب منطقه پس از جنگل گردشی و مرور منابع انتخاب شدند و در هر تیپ قطعه نمونه‌هایی به ابعاد 20×20 مترمربع (به طوری که نماینده تیپ مورد نظر باشد) انتخاب شدند. جهت اندازه‌گیری تنفس خاک 8 لوله PVC با اندازه و قطر مشخص در عمق 5 سانتی‌متری خاک در قطعه نمونه‌ی انتخابی نصب و با استفاده از روش اندرسون در ساعات مختلف روز اندازه‌گیری شد. دما و رطوبت خاک به ترتیب با دماسنج و دستگاه TDR هم‌زمان با اندازه‌گیری تنفس خاک ثبت گردید. جهت انجام آزمایش‌های شیمیایی 5 نمونه خاک از هر تیپ در فصل رشد برداشت و به آزمایشگاه انتقال یافت. یافته‌ها: بیشترین مقدار تنفس خاک در طول روز در ساعت 14 بعدازظهر مشاهده شد، همچنین تیپ Pure Libani بیشترین نرخ تنفس خاک را با میانگین 3550/0 میلی‌گرم کربن در سانتی‌متر مربع در روز برای کل سال نشان داد، اما این مقدار بین تیپ‌های مختلف معنی‌دار نبود. بیشترین همبستگی تنفس خاک با دما و رطوبت در تیپ Libani- Infectoria مشاهده و رطوبت نسبت به دمای خاک همبستگی بیشتری را نشان داد. فصل بهار بیشترین مقدار تنفس خاک را به دلیل حد بهینه دما و رطوبت نشان داد. در بررسی مدل‌های برازش شده تنفس خاک، مدل نمایی در کل نسبت به مدل خطی برازش بهتری نسبت با داده‌های اندازه‌گیری شده نشان داد. در نهایت نیز تنفس با ویژگی‌های شیمیایی خاک همبستگی زیادی را نشان نداد. نتیجه‌گیری: طبق نتایج بدست آمده از این تحقیق، در طول بهار و تابستان تغییرات روزانه تنفس خاک در بعدازظهر به طور چشمگیری بیشتر از زمان‌های دیگر بود و تنفس خاک برای تیپ Pure Libani بیشترین مقدار بود. مطالعه ما همچنین نشان داد که گونه‌های جنگلی می‌توانند بر فسفر وpH خاک تاثیرگذار باشند. همچنین بیشترین ضریب همبستگی تنفس با عناصر اقلیمی و مشخصه‌های شیمیایی خاک به ترتیب با رطوبت و نیتروژن آلی خاک مشاهده شد. یافته‌های ما نشان داد که ترکیبی از ویژگی‌های شیمیایی خاک به جای یک عامل واحد، هم‌راستا با عوامل دما و رطوبت در ساعات و فصول مختلف ممکن است تغییرات تنفس خاک را تعیین کنند و در نهایت تاثیر تیپ‌های مختلف بر مقدار تنفس خاک سبب اختلافات ناچیزی گردید اما در تیپ‌های مختلف بلوط جنگل‌های آرمرده نمی‌تواند معنی‌دار باشد، اگرچه این یافته‌ها به رفع برخی شکاف‌ها در مطالعه تنفس خاک در اکوسیستم‌های جنگلی مختلف تحت شرایط آب‌و‌هوایی فعلی کمک می‌کنند، بااین‌حال، نرخ تنفس خاک در رابطه با تاثیر گونه‌های مختلف در قالب تیپ جنگلی در بیوم‌های متفاوت هنوز هم به طور دقیق مشخص نیست. بنابراین، تحقیقات بیشتر باید بر روی عوامل محرک تنفس اتوتروف و تنفس هتروتروف و بر واکنش میکروارگانیسم‌ها به تغییرات آب و هوایی متمرکز شود.