اثرات تحول سنی لندفرم‌ها بر دینامیک کربن پدوسفر (مطالعه موردی: دامنه‌های آلاداغ- شمال شرقی ایران)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 5، دوره 11، شماره 3 - شماره پیاپی 43، مهر 1401، صفحه 85-100   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2022.76655.1225

نویسندگان

امیر محسنی¹؛ ندا محسنی^{* 2}؛ علیرضا کریمی³

¹پژوهشگر پسادکتری علوم خاک، گروه مهندسی علوم خاک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

²دانشیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

³استاد علوم خاک، گروه مهندسی علوم خاک، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

در این پژوهش فاکتورهای مؤثر بر انتشار دی‌اکسید کربن و نسبت معدنی شدن در 12 مخروط افکنه در دامنه­های جنوبی آلاداغ با سنین نسبی جدید، میانه و قدیمی اندازه­گیری شد. گسترش فرسایش گالی در مخروط افکنه­های قدیمی­تر منجر به انتقال حجم وسیعی از لایه­های سطحی غنی از کربن آلی و لایه­های عمقی خاک شده است. این رخداد با تقویت شکستن خاکدانه­ها و کمپلکس­های معدنی-آلی، افزایش حساسیت کربن آلی خاک نسبت به معدنی شدن میکروبی را به دنبال داشته است. درحالی‌که مخروط­ افکنه­های جوان­ در مقایسه با مخروط­های فعال و قدیمی­تر محیط نسبتاً پایدارتری را به معرض نمایش گذاشته­اند. شکل­گیری این مخروط­ها در قاعده مخروط­ افکنه­های قدیمی منجر به افزایش تجمع رسوبات ریزدانه، کاتیون­های قابل‌تبادل و کربن آلی حمل شده از سطوح مخروط­های قدیمی شده است. از سوی دیگر، ظرفیت جابجایی کمتر فرایندهای فرسایشی در این محیط­ها با توجه به موقعیت قرارگیری­شان، محیطی پایدار برای ترکیب ذرات ناپایدار کربن آلی با رسوبات ریزدانه و کاتیون­های قابل‌تبادل فراهم می­آورد. این مکانیزم منجر به افزایش پایداری خاکدانه­ها در این محیط­ها شده که به‌نوبه خود حساسیت پذیری کربن آلی نسبت به تنفس میکروبی را کاهش می­دهد؛ بنابراین علی­رغم اینکه مؤلفه‌های ناپایدار کربن آلی و متعاقباً تنفس میکروبی در این محیط­ها نسبت به سایر مخروط­ها بسیار زیاد بوده است، نرخ معدنی شدن به دلیل حفاظت کربن آلی خاک بسیار پائین­تر از سایر لندفرم­ها بوده است. تفاوت­های ژئومورفولوژیک مخروط افکنه­هایی با سنین مختلف منجر می­شود این لندفرم­ها شرایط ناپایداری را در نرخ تبادل کربن از پدوسفر به اتمسفر به نمایش بگذارند.

کلیدواژه‌ها

تغییر اقلیم؛ لندفرم؛ ژئومورفولوژی؛ دی‌اکسید کربن؛ خاک

مراجع

ایمنی، سپیده؛ صدوق، حسن؛ بهرامی، شهرام؛ محرابیان، احمدرضا؛ نصرتی، کاظم؛ 1399. بررسی رابطه پراکنش جوامع گیاهی با ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک در لندفرم‌های سطح مخروط افکنه‌ها (مطالعه موردی: مخروط افکنه های جنوب غرب میامی). پژوهش‌های ژئومورفولوژی کمّی. 9(2). صص 21-43.‎

https://www.geomorphologyjournal.ir/article_118223.html

بهرامی، شهرام؛ بیرامعلی، فرشته؛ فیله کش، اسماعیل؛ قهرمان، کاوه؛ 1397. بررسی تأثیر ژئومورفولوژی در نوع و تراکم پوشش گیاهی مخروط‌ افکنه‌های فشتنق-‌سبزوار. فصلنامه جغرافیا و توسعه. 16(52). صص 193-210.‎

https://gdij.usb.ac.ir/article_4004.html

جعفری، غلام حسن؛ محمدی، هژیر؛ 1398. بررسی رفتار آشوبناک فرایندهای ژئومورفولوژیکی حوضۀ آبریز قزل‌اوزن. جغرافیا و مخاطرات محیطی. 8(1). صص 1-23.‎

https://geoeh.um.ac.ir/article_32993.html

مددی، عقیل؛ مختاری، داود؛ شیرزادی، حمدیه؛ ارسلان، مهرورز؛ 1395. بررسی عملکرد نئوتکتونیک بر مخروط افکنه‏­ها با تاکید بر توان لرزه‏ خیزی گسل‌ها (منطقه موردمطالعه: دامنه‌های شمال غرب سهند). جغرافیا و مخاطرات محیطی. 5(2). صص 31-41.‎    

                  https://geoeh.um.ac.ir/article_29706.html

 

 

Bahrami, S., & Ghahraman, K., 2019. Geomorphological controls on soil fertility of semi-arid alluvial fans: A case study of the Joghatay Mountains, Northeast Iran. Catena, 176, 145-158. https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.01.016

Blake, G.R., & Hartge, K.H., 1986. Bulk density. In A. Klute (Ed.), Methods of soil analysis. Part 1. Madison, WI: Physical and Min-eralogical Methods. American Society of Agronomy and Soil Science, pp 363–375. https:// onlinelibrary .wiley. com/ doi/ abs/ 10.1002 /gea. 3340050110

Bremner, J. M., 1996. Nitrogen total. In D. L. Sparks (Ed.), Methods of soil analysis (Vol. 3). Part. (pp. 1085–1121). Madison, WI: Chemical Methods. SSSA‐ASA. https:// doi.org/ 10.2136/ sssabookser5.3.c37

Corre M, Schnabel R, & Shaffer JA., 1999. Evaluation of soil organic carbon under forests, cool-season and warm-season grasses in the northeastern US. Soil Biol Biochem. 31(11):1531–1539. https://doi.org/10.1016/S0038-0717(99)00074-7

David, D. J., 1960. The determination of exchangeable sodium, potassium, calcium and magnesium in soils by atomic absorption spectrophotometry. Analyst, 85(1012), 495–503. https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/1960/an/an9608500495

Dickerson, R. P., Bierman, P. R., & Cocks, G., 2015. Alluvial fan surfaces and an age-related stability for cultural resource preservation: Nevada Test and Training Range, Nellis Air Force Base, Nevada, USA. Journal of Archaeological Science: Reports, 2, 551-568. https://doi.org/10.1016/j.jasrep.2015.05.002

Field, J., 2001. Channel avulsion on alluvial fans in southern Arizona. Geomorphology, 37(1-2), 93-104. https://doi.org/10.1016/S0169-555X(00)00064-7

Frankel, K. L., & Dolan, J. F., 2007. Characterizing arid region alluvial fan surface roughness with airborne laser swath mapping digital topographic data. Journal of Geophysical Research: Earth Surface, 112(F2).  https://doi.org/10.1029/2006JF000644

Gee, G.W., and Or, D., 2002. Particle-Size Analysis. In: Warren, A.D. (ed) Methods of Soil Analysis. Part 4. Physical Methods. Soil Science Society of America Inc, pp 255-295. https://www.wiley.com/en-ai/Methods of Soil Analysis, Part 4: Physical Methods pp9780891188933

Glenn, N. F., Streutker, D. R., Chadwick, D. J., Thackray, G. D., & Dorsch, S. J., 2006. Analysis of LiDAR-derived topographic information for characterizing and differentiating landslide morphology and activity. Geomorphology, 73(1-2), 131-148. https:// doi.org/ 10.1016/ j.geomorph.2005.07.006

Kemper, W.D., & Y Rosenau, R.C., 1986. Aggregate stability and size distribution. In: Kute A, editor. Method of soil analysis, Part-1. Physical and mineralogical methods. Madison (WI): Soil Science Society of America, pp. 425-442.  https://doi.org /10.2136/sssabookser5.4.c14

Melton, M.A. 1965. The geomorphic and paleoclimatic significance of alluvial deposits in southern Arizona. Journal Geology, 73, 1–38. https://www.jstor.org/stable/30066379

Nadeu, E., Gobin, A., Fiener, P., Van Wesemael, B., & Van Oost, K., 2015. Modelling the impact of agricultural management on soil carbon stocks at the regional scale: the role of lateral fluxes. Global change biology, 21(8), 3181-3192.  https://doi.org /10.1111/gcb.12889

Ponti, D.J. 1985. The Quaternary alluvial sequence of the Antelope Valley, California. Geological Society America Special Paper, 203, 79–96. https:// pubs.geoscienceworld. org/  gsa/books/book/339/chapter-pdf/965614/spe203-0079.pdf

Rabbi, S. F., Wilson, B. R., Lockwood, P. V., Daniel, H., & Young, I. M., 2014. Soil organic carbon mineralization rates in aggregates under contrasting land uses. Geoderma, 216, 10-18. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2013.10.023

Regmi, N. R., & Rasmussen, C., 2018. Predictive mapping of soil-landscape relationships in the arid Southwest United States. Catena, 165, 473-486. https:// doi.org/ 10.1016/ j.catena. 2018.02.031

Smith, S. V., Renwick, W. H., Buddemeier, R. W., & Crossland, C. J., 2001. Budgets of soil erosion and deposition for sediments and sedimentary organic carbon across the conterminous United States. Global Biogeochemical Cycles, 15(3), 697-707. https://doi.org /10.1029/2000GB001341

Staley, D. M., Wasklewicz, T. A., & Blaszczynski, J. S., 2006. Surficial patterns of debris flow deposition on alluvial fans in Death Valley, CA using airborne laser swath mapping data. Geomorphology, 74(1-4), 152-163.https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2005.07.014

Thomas GW., 1996. Soil pH and soil acidity. In: Sparks DL, editor. Methods of soil analysis. Part 3. Chemical methods. Madison (WI): SSSA; p. 475–490. https://doi.org /10.2136/ sssabookser5.3.c16

Van Hemelryck, H., Fiener, P., Van Oost, K., Govers, G., & Merckx, R., 2010. The effect of soil redistribution on soil organic carbon: an experimental study. Biogeosciences, 7(12), 3971-3986. https://bg.copernicus.org/articles/7/3971/2010/

Vance, E. D., Brookes, P. C., & Jenkinson, D. S., 1987. An extraction method for measuring soil microbial biomass C. Soil biology and Biochemistry, 19(6), 703-707. https:// doi.org/ 10.1016/ 0038-0717(87)90052-6

Xiao, H., Li, Z., Chang, X., Huang, B., Nie, X., Liu, C., ... & Jiang, J., 2018. The mineralization and sequestration of organic carbon in relation to agricultural soil erosion. Geoderma, 329, 73-81. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.05.018