تاثیر عوامل فیزیوگرافیک و برخی خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک بر ذخیره کربن آلی خاک در مراتع حوضه زوجی گنبد همدان

سابقه و هدف :دستیابی به اطلاعات و آمار واقعی از اثر بخشی پروژه های آبخیزداری و مرتعداری درنهایت ارزیابی فنی و اقتصادی آنها از طریق حوزه های معرف و زوجی امکانپذیر می باشد. از آنجایی که عملیات مدیریتی و خصوصیات توپوگرافی تاثیر زیادی بر روی نگهداشت کربن در اکوسیستم ها دارد. هدف تحقیق حاضر تعیین میزان کربن آلی خاک با توجه به تغییرات برخی عوامل توپوگرافی شامل ارتفاع، جهت و درصدهای مختلف شیب در منطقه مورد مطالعه و اندازه گیری و پهنه‌بندی میزان کربن قبل از انجام اقدامات آبخیزداری شامل عملیات بیولوژیکی و مکانیکی در بخشی از مراتع حوضه زوجی گنبد همدان می باشد. مواد و روش ها:  به همین منظور 27 واحد کاری در  بخشی از مراتع زیر حوضه نمونه به مساحت 25 هکتار به عنوان منطقه نمونه برداری انتخاب شد. نمونه های مرکب مشتمل از 5 نمونه خاک از مرکز و چهار گوشه پلات هایی به ابعاد10*10 مترمربع و  از عمق 0-10 سانتی متر جمع‌آوری و پارامترهای میزان ماده آلی و کربن آلی، بافت، وزن مخصوص ظاهری، هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شدند. به منظور انجام تجزیه و تحلیل های آماری از نرم افزار sas v9.1 استفاده شد. پس از انجام آزمون های نرمالیتی، همگنی واریانس بروش آنالیز واریانسanova  بدست آمد.  سپس جهت بررسی میزان همبستگی و تعیین ارتباط بین متغیر های مستقل و وابسته (کربن آلی) از ضریب همبستگی پیرسون و آنالیز رگرسیون خطی استفاده شد. به منظور ارزیابی تغییرات مکانی کربن آلی خاک و تهیه نقشه پهنه بندی. پس از تست نرمال بودن داده ها ، انواع روش های درون یابی بکار رفته و سپس پارامترهای موثر در آنها بهینه شدند. در نهایت، با استفاده از معیارهای آماری میانگین مطلق خطا  و ریشه دوم میانگین مربعات خطا  مقدار انحراف داده های واقعی با داده های برآوردی سنجیده و بهترین روش میانیابی کربن آلی خاک مشخص گردید.نتایج:  نتایج تحقیق نشان داد پارامترهای فیزیوگرافی شامل شیب جهت و ارتفاع فقط جهت شیب اثر معنی داری بر میران کربن آلی خاک سطحی داشته اشت (05/0≥p). به‌طوری‌که جهت شیب شمالی به ترتیب دارای بیشترین میزان کربن و ماده آلی (8/46 و 55/87 تن/هکتار) و جهت شیب جنوبی به ترتیب دارای کمترین میزان کربن و ماده آلی (0/9و 22/77 تن/هکتار) می باشد. مراتع منطقه مورد مطالعه از لحاظ زمان بهره برداری جزو مراتع ییلاقی‌ ست که بطور متوسط دارای 45% پوشش گیاهی است. تیپ اصلی مراتع منطقه عمدتا astragalus spp. وspp. stipa، است که با توجه به مطالعه اثرات ویژگیهای توپوگرافیک این حوزه، فقیرترین پوشش در جهت شیب جنوبی مشاهده شد که خود از عوامل مهم کاهش ذخیره کربن آلی در شیب جنوبی است. نتایج  بهینه سازی، روش های زمین آماری با استناد به آماره های خطای جذر میانگین مربعات(rmse)و میانگین مطلق خطا (mae) نشان داد براساس روش کوکریجینگ ساده  از بین سایر روش ها داری خطای کمتری می باشد. و تهیه نقشه پهنه بندی کربن نشان از توزیع مکانی ضعیف و میزان پایین ترسیب کربن در منطقه می باشد.نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از آنالیزهای آماری در این تحقیق حاضر نشان کربن آلی خاک منطقه تحت تاثیر پارامترهای فیزیوگرافی حوضه قرار ندارد، اما تغییرات میزان کربن آلی و ماده آلی خاک نسبت به تغییرات جهت شیب معنی‌دار بود. تغییرات کربن آلی منطقه در جهات شیب، تحت تاثیر تغییرات پوشش گیاهی و عمق خاک قرار گرفته است. کاهش پوشش گیاهی شیب جنوبی بمعنی کاهش ورودی کربن آلی به خاک است. هرچند که بالاترین میزان کربن آلی خاک سطحی در شیب شمالی منطقه نیز بمیزان 8/46 تن/هکتار برآورد شده است که میتوان گفت که حوزه آبخیز گنبد در مجموع از لحاظ کربن آلی فقیر است.

effective physiological parameters and some physio-chemical parameters on soil organic carbon storage in gonbad rangelands

background and objectives: access to real information and data on the impact of watershed management projects and their technical and economic evaluation is possible through representative and paired catchments. since management operations and topographic characteristics have a great impact on carbon retention in ecosystems, this study aimed to determine the amount of soil organic carbon due to changes in some topographic factors including altitude, direction, and different percentages of slope and measurement and zoning of soil organic carbon before biological and mechanical watershed management operation.methodology: for this purpose, 27 land units in a part of the rangelands of sample sub-basin with an area of 25 hectares were selected as the study area. soil samples were collected from plots with dimensions of 10 * 10 m2 per unit. composite samples consisting of 5 soil samples were collected from the center and four corners of the mentioned plots from a depth of 0-10, soil samples were analyzed for some soil properties; including, organic carbon, organic matter, texture, bulk density, electrical conductivity, and ph.. sas v9.1 software was used for statistical analysis. after performing normality tests, homogeneity of variance was obtained by anova analysis test. then, pearson correlation coefficient and linear regression analysis were used to evaluate the correlation and determine the relationship between independent and dependent variables (organic carbon) then, the evaluation of spatial changes of soil organic carbon and zoning map were investigated using the geostatistical method after testing the normality of the data, interpolation methods were used and the effective parameters were optimized. finally, using the statistical criteria of mean absolute error (mae) and root mean square error (rmse) the amount of deviation of the actual data was measured with the estimated data and the best method for interpolation of soil organic carbon was determined.results:the results showed no significant changes of soil organic carbon in response to physiographic parameters. however, soil organic matter and organic carbon was significantly influenced by different aspects (p≤0.05). the maximum (8.46 and 55/87 t/ha) and minimum (0.9 and 22/77t/ha) organic carbon and soil organic matter were observed in north-facing and south-facing slope, respectively. furthermore, there was a positive correlation between soil oc and organic matter and negative correlation with ph. in order to interpolate soil oc, geostatistical and classical statistics methods were compared considering rmse and mae values following by optimization procedure. the results showed geostatistical methods have lower error and higher accuracy comparing to classical statistics methods. in summary, simple co-kriging with organic carbon as auxiliary variable is the most appropriate one for soil organic carbon interpolation in the study area. the results indicate poor spatial distribution and low carbon sequestration in the region due to the degradation of rangelands. the exploitation and overgrazing of livestock is one of the main factors of low carbon storage potential in this basinconclusion: the results of statistical analysis in this study show that the soil organic carbon of the region is not affected by the physiographic parameters of the basin, but changes in the amount of organic carbon and soil organic matter were significant compared to changes in slope direction.. changes in the organic carbon of the area in the slope directions are affected by changes in vegetation and soil depth. decreased vegetation on the southern slope means the reduced entry of organic carbon into the soil. however, the highest level of organic carbon in the topsoil in the northern slope of the region is estimated at 8.46 tons/hectare, which can be said that the gonbad watershed is generally poor in terms of organic carbon.