بررسی تغییرات فصلی و تأثیر عملیات اصلاح مرتع بر میزان تصاعد دی‌اکسید کربن (مطالعه موردی: مراتع سردشت کوهستانی بخش زیدون شهرستان بهبهان)

جغرافیا و مخاطرات محیطی

مقاله 6، دوره 13، شماره 3 - شماره پیاپی 51، آبان 1403، صفحه 129-149   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/geoeh.2023.84546.1415

نویسندگان

زهرا خرادمهر¹؛ سارا فرازمند^{* 2}؛ ُصاحب خورده بین³

¹کارشناس ارشد مرتع‌داری، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران

²استادیار علوم مرتع،دانشکده منابع طبیعی،دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران

³دکتری خاک‌شناسی، دانشگاه صنعتی خاتم‌الانبیاء بهبهان، بهبهان، ایران

چکیده

دی‌اکسید کربن شاید مهم‌ترین گاز موجود در اتمسفر باشد که گرمایش جهانی به آن ارتباط داده می‌شود. تأثیر عملیات اصلاحی بر روی تصاعد کربن و ترسیب کربن در بسیاری از مناطق جهان بسیار کم بررسی و مطالعه شده است. در این راستا این مطالعه در بخش کوهستانی زیدون شهرستان بهبهان برای بررسی تأثیر عملیات اصلاحی بر روی تصاعد کربن خاک صورت گرفته است. بدین منظور سه منطقه شامل منطقه بدون عملیات اصلاحی (شاهد)، منطقه تحت عملیات بوته کاری و منطقه تحت عملیات کنتورفارو در منطقه موردمطالعه انتخاب شد. در هر منطقه چهار ترانستکت صد متری مستقر شده و در طول هر ترانسکت چهار پلات مستقر شده و اندازه‌گیری تصاعد کربن انجام شد. نمونه‌برداری به کمک تله­های قلیایی، با روش اتاقک بسته ساکن صورت گرفت. برای ارزیابی تغییرات فصلی تصاعد کربن، اندازه‌گیری در فصول تابستان، پاییز و زمستان انجام شد. نتایج نشان داد میزان تصاعد کربن مرتع بدون عملیات اصلاحی به شکل معنی‌داری بالاتر از تیمارهای بوته کاری و کنتورفارو است. بالاترین تصاعد کربن به میزان 15/1 گرم در مترمربع در روز مربوط به تیمار شاهد و کمترین تصاعد با میزان 42/0 مربوط به تیمار بوته کاری بود. بین تیمار بته کاری و کنتورفارو از نظر تصاعد کربن تفاوت معنی‌داری دیده نشد. نتایج بررسی تغییرات فصلی تصاعد کربن نشان داد بدن در نظر گرفتن تیمارها و به‌طورکلی میزان تصاعد کربن در فصل تابستان بیشتر از پاییز و زمستان بوده است. به‌طورکلی میزان تصاعد کربن در تابستان 9/0 گرم در مترمربع در روز و در زمستان 55/0 گرم در مترمربع در روز بود. با در نظر گرفتن تیمارهای مختلف نتایج نشان داد از نظر تصاعد کربن بین فصول مختلف تفاوت معنی‌داری در تیمار شاهد دیده نمی‌شود. در تیمار بوته کاری میزان تصاعد کربن در تابستان و پاییز اختلاف معنی‌داری با زمستان داشت. در کنتورفارو میزان تصاعد کربن در فصل تابستان به شکل معنی‌داری بالاتر از میزان تصاعد کربن در پاییز و زمستان بود. نتایج ارتباط بین میزان دما و رطوبت و تصاعد کربن خاک نشان داد بین رطوبت و تصاعد کربن رابطه‌ معنی‌داری وجود ندارد؛ اما بین دما و تصاعد کربن در دو تیمار بوته کاری و کنتورفارو ارتباط معنی‌داری وجود دارد؛ به شکلی که با افزایش دما میزان تصاعد کربن نیز افزایش یافته است. نتایج این مطالعه نشان می‌دهد انجام عملیات اصلاح در مرتع می‌تواند به شکل معنی‌داری میزان تصاعد کربن خاک را کاهش دهد که این امر می‌تواند به مدیران در راستای کاهش دی‌اکسید کربن جو کمک شایانی کند.

کلیدواژه‌ها

انتشار کربن خاک؛ اقدامات احیایی؛ شیار بندی کانتوری؛ کاشت درختچه؛ تغییرات فصلی؛ شهرستان بهبهان

مراجع

Abdalla, K., Mutema, M., Chivenge, P., Everson, C., & Chaplot, V. (2018). Grassland degradation significantly enhances soil CO₂ emission. Catena, 167, 284-292. https://doi.org/10.1016/j.catena.2018.05.010

Abdalla, K., Mutema, M., Chivenge, P., Everson, C., & Chaplot, V. (2022). Grassland rehabilitation significantly increases soil carbon stocks by reducing net soil CO2 emissions. Soil Use and Management, 38(2), 1250-1265. https://doi.org/10.1111/sum.12790   

Bilgen, S. (2014). Structure and environmental impact of global energy consumption. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 38, 890-902. https://doi.org/10.1016/j.rser.2014.07.004 

Bogner, J. E., Spokas, K. A., & Chanton, J. P. (2011). Seasonal greenhouse gas emissions (methane, carbon dioxide, nitrous oxide) from engineered landfills: Daily, intermediate, and final California cover soils. Journal of environmental quality, 40(3), 1010-1020. https://doi.org/10.2134/jeq2010.0407

Booker, K., Huntsinger, L., Bartolome, J. W., Sayre, N. F., & Stewart, W. (2013). What can ecological science tell us about opportunities for carbon sequestration on arid rangelands in the United States?. Global Environmental Change, 23(1), 240-251. https://doi.org/10.1016/j.gloenvcha.2012.10.001

Brown, J., Angerer, J., Salley, S. W. Blaisdell, R., & Stuth, J. W. (2010). Improving Estimate of Rangeland Carbon Sequestration Potential in the US Southwest. Rangeland Ecology & Management, 63(1), 147-154. https://doi.org/10.2111/08-089.1

Conant, R. T., Cerri, C. E. P., Osborne, B. B., & Paustian, K. (2017). Grassland management impacts on soil carbon stocks: a new synthesis. Ecological Applications, 27(2), 662-668. https://doi.org/10.1002/eap.1473

Dean, C., Wardell-Johnson, G. W., & Harper, R. J. (2012). Carbon management of commercial rangelands in Australia: major pools and fluxes. Agriculture, Ecosystems & Environment, 148, 44-64. https://doi.org/10.1016/j.agee.2011.11.011

Gupta, N., Kukal, S. S., Bawa, S. S., & Dhaliwal, G. S. (2009). Soil organic carbon and aggregation under poplar based agroforestry system in relation to tree age and soil type. Agroforestry Systems 76, 27-35.

IPCC. (2014). Climate Change 2013 – The Physical Science Basis: Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge University Press. http://dx.doi.org/10.1017/CBO9781107415324

Kamali, N., Siroosi, H., & Sadeghipour, A. (2020). Impacts of wind erosion and seasonal changes on soil carbon dioxide emission in southwestern Iran. Journal of Arid Land, 12,  690-700. https://doi.org/10.1007/s40333-020-0018-5

Leifeld, J., Ammann, C., Neftel, A., & Fuhrer, J. (2011). A comparison of repeated soil inventory and carbon flux budget to detect soil carbon stock changes after conversion from cropland to grasslands. Global Change Biology, 17(11), 3366-3375. https://doi.org/10.1111/j.1365-2486.2011.02471.x

Li, Y., Dong, S., Liu, S., Zhou, H., Gao, Q., Cao, G., … & Zhao, H. (2015). Seasonal changes of CO₂, CH4 and N2O fluxes in different types of alpine grassland in the Qinghai-Tibetan Plateau of China. Soil Biology and Biochemistry, 80, 306-314. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2014.10.026

Liptzin, D., Williams, M. W., Helmig, D., Seok, B., Filippa, G., Chowanski, K., & Hueber, J. (2009). Process-level controls on CO2 fluxes from a seasonally snow-covered subalpine meadow soil, Niwot Ridge, Colorado, Biogeochemistry, 95, 151–166. https://doi:10.1007/s10533-009-9303-2

Merbold, L., Steinlin, C., & Hagedorn, F. (2013). Winter greenhouse gas fluxes (CO2, CH4 and N2O) from a subalpine grassland, Biogeosciences, 10, 3185–3203. https://doi.org/10.5194/bg-10-3185-2013 

Nian, V., Chou, S. K., Su, B., & Bauly, J. (2014). Life cycle analysis on carbon emissions from power generation – The nuclear energy example. Applied Energy, 118, 68-82. https://doi.org/10.1016/j.apenergy.2013.12.015 

Rey, A., Pegoraro, E., Oyonarte, C., Were, A., Escribano, P., & Raimundo, J. (2011). Impact of land degradation on soil respiration in a steppe (Stipa tenacissima L.) semi-arid ecosystem in the SE of Spain. Soil Biology and Biochemistry, 43(2), 393-403. https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2010.11.007

Romero-Uribe, H. M., López-Portillo, J., Reverchon, F., & Hernández, M. E. (2022). Effect of degradation of a black mangrove forest on seasonal greenhouse gas emissions. Environmental Science and Pollution Research, 29, 11951-11965. https://doi.org/10.1007/s11356-021-16597-1

Sadeghipour, A., Kamali, N. & Joneidi, H. (2013). Effects of rangeland mechanical reclamation activities on seasonal and monthly carbon emission (Case study: Sorkhe, Semnan province). Rangeland, 7(3), 222-229. [In Persian]

Schindlbacher, A. , Zechmeister-Boltenstern, S., Glatzel, G., & Jandl, R. (2007). Winter soil respiration from an Austrian mountain forest. Agricultural and Forest Meteorology,146, 205–215. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2007.06.001

Subak, S. (2000). Agricultural soil carbon accumulation in North America: considerations for climate policy. Global Environmental Change, 10(3), 185-195. https://doi.org/10.1016/S0959-3780(00)00026-1   

Traoré, S., Ouattara, K., Ilstedt, U., Schmidt, M., Thiombiano, A., Malmer, A., & Nyberg, G. (2015). Effect of land degradation on carbon and nitrogen pools in two soil types of a semi-arid landscape in West Africa. Geoderma, 241, 330-338. http://dx.doi.org/10.1016/j.geoderma.2014.11.027

Yu, H., Li, Y., Oshunsanya, S. O., Are, K. S., Geng, Y., Saggar, S., & Liu, W.) 2019(. Re-introduction of light grazing reduces soil erosion and soil respiration in a converted grassland on the Loess Plateau, China. Agriculture, Ecosystems & Environment, 280, 43-52. https://doi.org/10.1016/j.agee.2019.04.020