پویایی زمانی ویژگی‌های خاک در مراحل تحولی توده‌های آمیخته ممرز در جنگل شصت‌کلاته استان گلستان

سابقه و هدف: بررسی تغییرات ویژگی‌های فیزیکی، شیمیای و زیستی خاک طی مراحل تحولی جنگل در بهبود عملکرد خدمات اکولوژیکی جنگل‌های پایین‌بند می‌تواند راهکار مناسبی برای مدیریت این جنگل‌ها باشد. بنابراین این تحقیق با هدف بررسی اثر مراحل مختلف تحولی توده بر برخی از ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک توده ممرز آمیخته در دو فصل پاییز و تابستان (با فاصله زمانی یکسال) در سری دو طرح جنگلداری شصت کلاته گرگان انجام شد.مواد و روش‌ها: برای تشخیص مراحل مختلف تحولی پس از جنگل گردشی تعداد 35 قطعه‌نمونه نیم هکتاری مستطیلی به ابعاد 50 × 100 متر در نظر گرفته شد. در هر کدام از قطعه‌نمونه‌ها نوع گونه‌های درختی، درختچه‌ای و متغیرهای قطر برابر سینه و ارتفاع کل اندازه‌گیری شد. در نهایت با استفاده از شاخص مراحل تحولی فلدمن و همکاران، سه مرحله تحولی جوانی، اوج و تخریب برای تمام قطعه‌نمونه‌ها تعیین و برای هر مرحله تحولی، سه تکرار در نظر گرفته شد. در هر یک از این نه قطعه نمونه اصلی نیم هکتاری تعداد پنج ریزقطعه‌نمونه 20 در20 متر که یکی از آن‌ها در مرکز و چهار ریزقطعه‌نمونه دیگر در چهار گوشه انتخاب و بررسی ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک در هر ریزقطعه‌نمونه در سه نمونه خاک از عمق 15-0 سانتی متر در دو فصل تابستان و پاییز انجام شد. در مجموع تعداد 270 نمونه خاک تجزیه آزمایشگاهی شد.یافته‌‌‌ها: نتایج این تحقیق نشان داد که در بین ویژگی‌های فیزیکی خاک تغییرات بافت شامل شن، رس، سیلت و جرم مخصوص ظاهری در بین مراحل مختلف تحولی در دو فصل پاییز و تابستان اختلاف معنی‌داری ندارد. اما در هر دو فصل رطوبت خاک در مرحله اوج (پاییز: 1.47±30.51؛ تابستان: 1.18±24.07) بیشتر از مرحله اولیه (پاییز: 1.13±23.78؛ تابستان: 0.95±18.89) و تخریب (پاییز: 1.53±23.45؛ تابستان: 45.21±21.1) بود. بررسی ویژگی‌های شیمیایی و زیستی خاک نشان داد که هدایت الکتریکی، کربن آلی، نسبت کربن به نیتروژن، آمونیوم و نیترات خاک بین مراحل مختلف تحولی در فصل پاییز دارای اختلاف معنی‌دار بود. در فصل تابستان نیز اسیدیته، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، نیتروژن کل، زی‌توده میکروبی کربن، آمونیم و نیترات بین مراحل مختلف تحولی دارای اختلاف معنی‌دار بود. نتایج تجزیه به مولفه‌های اصلی با استفاده از متغیرهای مورد مطالعه نشان داد که به طور کلی مولفه‌های اصلی اول و دوم به ترتیب 39.16 و 15.11 درصد از تغییرات کل را به خود اختصاص دادند. متغیرهای واکنش خاک، هدایت الکتریکی، درصد کربن آلی، آمونیم و نیترات همبستگی بالایی با محور اول داشتند. متغیرهای رطوبت خاک، آمونیم و نیترات همبستگی مثبتی با زی‌توده کربن میکروبی داشتند. درحالی‌که متغیرهای اسیدیته، هدایت الکتریکی و درصد کربن آلی همبستگی منفی با زی‌توده کربن میکروبی داشتند. متغیرهای آمونیم و نیترات خاک نیز همبستگی منفی با اسیدیته، هدایت الکتریکی و درصد کربن آلی داشت و همبستگی مثبت با رطوبت خاک نشان دادند.نتیجه‌گیری: با استناد به نتایج پژوهش حاضر، می‌توان بیان کرد که در جنگل پایین بند ممرز آمیخته مراحل مختلف تحولی بر ویژگی‌های شیمیایی و زیستی خاک جنگل اثرگذار است. باوجود اینکه در سایر مطالعات اثر معنی‌دار مراحل تحولی روی ویژگی‌های فیزیکی خاک نیز گزارش شده بود، ولی در پژوهش حاضر مراحل تحولی اثر معنی‌داری روی ویژگی‌های فیزیکی خاک نداشت. نتایج این پژوهش حاوی اطلاعات ارزشمندی درباره پویایی فصلی ویژگی‌های خاک جنگل‌های پایین‌بند هیرکانی در مراحل مختلف تحولی‌ست که رابطه توده جنگل را با تغییرات خصوصیات خاک طی زمان نشان می‌دهد. با توجه به وجود اختلاف شدید آمونیوم بین فصول مورد بررسی، پیشنهاد می‌شود تا روند فرایند آمونیفیکاسیون به روش‌های دقیق تری در رابطه با سایر ویژگی‌های زیستی خاک از جمله فعالیت آنزیمی نیز مورد توجه قرار گیرد تا بتوان در مورد وضعیت حاصلخیزی مرحله دیس کلیماکس جنگل‌های پایین بند اطلاعات بیش تری کسب کرد.

temporal dynamics of soil characteristics in the developmental stages of the mixed hornbeam stands in the shastkalateh forest in golestan province

background and objectives: the study of changes in physical, chemical, and biological properties of soil during various developmental stages of the forest could be a suitable approach to improve the ecological services of low-altitude forests. this study aimed to study the effect of various developmental stages of mixed hornbeam stands on some physical, chemical, and biological properties of soil in two seasons, autumn and summer (with a time interval of one year), in district two of the shastkalateh forestry plan.materials and methods: 35 rectangular half-ha sample plots with 50m×100m were considered to identify the different stages of development. in each sample, tree species, shrub, diameter at breast height, and total height were measured. finally, three developmental stages of initial, optimal, and decay were determined with three replications for all samples according to the feldman index. in each of the nine samples, five micro-samples of 20m×20m were selected; one in the center with four others in the corner, then soil samples were taken to a depth of <15 cm in each micro-sample in summer and autumn. a total of 270 soil samples were analyzed.results: the results showed that there is no significant difference in soil physical properties including sand, clay, silt, and bulk density at different developmental stages during autumn and summer. however, in both seasons, soil moisture content was significantly higher at the optimal stage than at the other stages. the examination of soil chemical and biological properties showed that the electrical conductivity, the organic carbon, the carbon/nitrogen ratio, and the amount of ammonium and nitrate were significantly different between various developmental stages in autumn. in the summer, acidity, electrical conductivity, percentage of organic carbon, total nitrogen, and microbial biomass of carbon, ammonium, and nitrate showed significant differences between the different developmental stages. the results of the principal component analysis showed that, in general, the first and second main components accounted for 39.16% and 15.11% of thetotal changes, respectively. the acidity, electrical conductivity, and percentage of organic carbon, ammonium, and nitrate showed a strong correlation with the first axis. although, soil moisture, ammonium, and nitrate showed a positive correlation with microbial carbon biomass, acidity, electrical conductivity and percentage of organic carbon showed a negative correlation with microbial carbon biomass. ammonium and nitrate also showed a negative correlation with acidity while electrical conductivity and percent organic carbon had a positive correlation with soil moisture content.conclusion: based on the results, it can be stated that in low-altitude forests of mixed hornbeam stands, the developmental stages had a significant effect on the chemical and biological properties of the forest soil. despite the existing report on soil physical properties caused by the different development stages, in this study, this effect was not statistically significant. the results include valuable information on the seasonal dynamics of soil properties, the relationship between forest stands, and changes in soil properties over time for low-altitude forests in hyrcanian forests during different stages of development. we found extreme differences between the amounts of ammonium between two different seasons, so we suggest that ammonification processes are essential along with other soil biological properties, including soil enzyme activities, which help enhance our knowledge of the fertility situation in the disclimax of low-altitude forests.