دانشکده منابع طبیعی ساری
پایان نامه کارشناسی ارشد رشته مهندسی جنگلداری
جهت اخذ درجه کارشناسی ارشد رشته مهندسی منابع طبیعی (گرایش جنگلداری)
عنوان:
بررسی وضعیت تغذیه ای درختان و تنوع زیستی زیرآشکوب و ویژگیهای خاک سطحی و ترسیب کربن آن در توده های دست کاشت پهن برگ و سوزنی برگ منطقه مخمل کوه خرم آباد
استاد راهنما:
دکتر سید محمد حجتی
اساتید مشاور:
دکتر حمید جلیلوند
مهندس حامد نقوی
برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود
(در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است)
تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه :
(ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است)
چکیده:
با توجه به اهمیت جنگلکاری در مناطق نیمهخشک جهت دستیابی به اکوسیستم پایدار نیاز به در نظر گرفتن معیارهای مختلفی برای جنگلکاری میباشد. هدف از این مطالعه بررسی وضعیت تغذیهای درختان، تنوعزیستی زیرآشکوب، ویژگیهای خاک سطحی و ترسیب کربن آن در تودههای دستکاشت پهنبرگ و سوزنیبرگ منطقه مخمل کوه واقع در شهرستان خرمآباد مورد میباشد. به همین منظور اقدام به آمار برداری صد درصد برای اندازهگیری خصوصیات کمی و کیفی تودهها شد. و از روش نمونهبرداری انتخابی (10 درخت سالم از اشکوب غالب و در قسمت مرکزی توده) برای تهیه نمونه برگ جهت بررسی وضعیت عناصر غذایی و بازجذب ، تهیه نمونه خاک (از عمق سطحی 10-0 سانتیمتر) و بررسی تنوع زیستی زیر آشکوب (از پلاتهای 1×1 متر در چهار جهت تحت تاج پوشش و در جهت شمالی در فضای باز) استفاده گردید. جهت محاسبه شاخصهای تنوع زیستی از نرم افزار Past، برای تجزیه تحلیل دادهها از نرم افزارExcel و Spss18 و در نهایت برای وزن دهی و انتخاب بهترین گونه از روش سلسله مراتبی AHP تحت نرم افزار expert choice استفاده گردید. مطابق نتایج گونههای سوزنیبرگ از نظر خصوصیات کمی و کیفی بهترین حالت، و ون بدترین حالت را نسبت گونههای مورد مطالعه داشت. در مجموع سوزنی برگان اثر منفی قابل توجهی در خصوصیات کمی و کیفی خاک نداشتند، این گونهها همچنین (سوزنی برگان) از بیشترین ترسیب کربن خاک و ارزش اقتصادی حاصله از آن برخوردار بودند، در حالی که زیتون کمترین مقدار ترسیب کربن و ارزش اقتصادی را داشت. نتایج مقایسه میانگین شاخصهای تنوع نشان داد که مقدار تنوع زیستی در توده سوزنیبرگ کاج با مقدار تنوع زیستی در تودههای پهنبرگ مشابه بود (بیشترین مقدار)، در حالی که کمترین مقدار تنوع زیستی در توده سرو نقرهای وجود داشت. روند بازجذب عناصر غذایی در گونههای کاجبروسیا و سرو نقرهای به صورتK> P >N ، ون و ارغوان به صورت K>N>P و زیتون به صورت P>N>K بود. مقدار بازجذب عناصر غذایی در هر کدام از گونههای مورد مطالعه متفاوت بود، ارغوان بیشترین بازجذب در سه عنصر(نیتروژن، فسفر و پتاسیم) مورد مطالعه و سرو نقرهای کمترین باز جذب عناصر فسفر و پتاسیم را دارا بود و از نظر عنصر نیتروژن با گونه های دیگر در یک گروه بودند و کمتر از ارغوان بودند. نتایج نهایی به دست آمده از روش سلسله مراتبی نیز نشان داد به ترتیب گونه های کاج بروسیا و ارغوان بهترین و ون بدترین گونه برای جنگلکاری در منطقه میباشند.
فصل اول: مقدمه و کلیات
1-1- مقدمه
جنگلها به لحاظ ذخیره بومشناختی حدود 90 درصد زیتوده کره زمین را تشکیل میدهند، زندگی موجودات کره خاکی بهطور مستقیم و غیر مستقیم به پوشش گیاهی و جنگل وابسته است (مهدویراد، 1387). آمار و اطلاعات موجود در کشور نشان میدهد از کل سطح جنگلهای کشورمان بیشتر از 90 درصد آن (غرب 2/73 درصد، جنوب 5/12 درصد، شمال 5/4 درصد) مورد تخریب قرار گرفته است (فتاحی، 1373).
حدود 30 درصد از مساحت جهان را منطقه خشک و نیمهخشک تشکیل میدهد (2001Lal,). رویشگاه زاگرس در بخش غربی و كوهستانی ناحیه رویشی بزرگ ایران و تورانی واقع شده است، که جنگلها این منطقه جزو جنگلهای نیمهخشك محسوب میشوند. مساحت جنگلهای زاگرس در گذشته بیش از 10 میلیون هکتار بوده است، که به علت افزایش روز افزون جمعیت فشار تخریب انسان روی طبیعت و بهرهبرداری بیرویه سالیان دور تاکنون سبب کاهش فزاینده مساحت این جنگلها شده است. مساحت فعلی این جنگلها 5 میلیون هکتار است که بیشتر به صورت شاخهزاد میباشد، و حدود 40 درصد مساحت کشور ایران را تشکیل میدهند (مهاجر، 1384؛ ثاقب طالبی، 1391).
با تخریب جنگلها و کاهش مساحت آنها انقراض گونههای گیاهی و جانوری و در نتیجه کاهش تنوع زیستی در دنیا مشاهده میشود. اگر سرعت تخریب جنگل بیش از احیای آن باشد، علاوه بر اینکه پوشش گیاهی و ساختار جنگل دستخوش تغییر میشود، خصوصیات خاک جنگل نیز تغییر کرده و ممکن است این تغییرات موجب فرسایش شدید خاک گردد (اسداللهی، 1370).
جنگلکاریها موجب تامین تولیدات محسوس (از طریق افزایش تولید چوب و چوب سوخت، علوفه و محصولات دیگر) و نامحسوس (ترسیبکربن، تعادل هیدرولوژیکی، احیاء جنگل و حاصلخیزی خاک و پایداری اراضی) میشوند، و بعنوان راهکاری برای احیاء جنگلهای مخروبه بوده که 10 درصد از جنگلهای دنیا را به خود اختصاص داده اند (2003Piotto et al.,). افزایش روز افزون جمعیت و بالا رفتن نیاز چوب و فرآوردههای آن از یک طرف و تخریب و تجاوز به عرصههای جنگلی و خارج کردن آن از چرخه تولید چوب، اهمیت جنگلکاری را دو چندان میکند (مهدویراد، 1387). به طوری که امروزه اهمیت جنگلکاری از چنان جایگاهی برخوردار شده است که میزان سطح جنگلکاری سالیانه در هر کشوری را معیاری برای ارزیابی توسعه یافتگی آن کشور تلقی مینمایند (عبدالله پور، 1376).
رشد و تولید گونههای جنگلکاری شده به مواد مغذی خاک وابسته است (2000Binkley & et al.,). بسیاری از ابزارهای جنگلشناسی از قبیل انتخاب گونه، تعیین حاصلخیزی رویشگاه، نرخ رویش توده، تعیین میزان سطح ذخیرهگاه لازم در جنگل، پیشبینی درصد زندهمانی و رشد نهالها تحت تأثیر خاک قرار میگیرد (1979Daniel et al.,). کیفیت خاک (خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک) معیاری است که توانایی خاک در تولید زیتوده گیاهی، چرخه عناصر غذایی، ذخیره کربن و تبدیل انرژی در بومنظامهای جنگلی را توصیف میکند (1997Khanna.,) و میتواند تحت تأثیر، فعالیتهای مدیریتی و نوع گونههای درختی تغییر کند )2000 Binkley et al.,). هر گونه درختی در بومسازگان جنگلی نیازهای تغذیهای مشخص دارد. گونههای درختی موجود در اشکوب بالا با انباشت عناصر متعدد غذایی و تولید اسیدهای آلی در برگ و دیگر اندامها، و تعیین میزان ورودی-خروجی عناصر روی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاکها اثر میگذارند (2002 Augusto et al.,). در فرآیند چرخه عناصر غذایی، باز جذب عناصر غذایی (نیتروژن، فسفر و پتاسیم) قبل از افتادن برگ یکی از فرآیندهای اصلی حفظ عناصر غذایی بوسیله گیاه است (2003Van Heerwaarden et al.,)، از این طریق عناصر پس گرفته شده را به بافتهای جدید، منتقل یا برای استفاده در آینده ذخیره میکنند (1994Vitousek et al.,).
زیراشکوب یک جز جدای ناپذیر از اکوسیستم جنگل است، که به طور کلی بخش زیادی از تنوع زیستی جامعه فلورستیک را تشکیل میدهد (2006Tchouto et al.,)، با توجه به تاکید بر حفظ تنوع زیستی در زیستگاهها و اکوسیستمهای در معرض خطر شناسایی اثرات جنگلکاری بر روی تنوع زیستی و کارکرد اکوسیستمها مهم میباشد (2008Elmarsdottir et al., )، با بررسی تأثیر جنگلکاریها بر تنوع زیستی پوشش گیاهی کف جنگل میتوان وضعیت و ذخایر ژنتیکی، روند توالی و گونههای در حال انقراض را مورد ارزیابی قرار داد (2004Cusack.,)، در واقع پوشش گیاهی هر رویشگاه به عنوان برآیندی از شرایط بومشناختی و عوامل زیست محیطی حاکم برآن میباشد و هدف انسان از جنگلکاری دستیابی به یک بومنظام جدید و نسبتا پایدار و سازگار با شرایط حاکم در منطقه میباشد.
در نهایت میتوان گفت در مناطق خشک و نیمهخشک مسائل مختلف و گوناگونی در امر جنگلکاری در نظر گرفته میشود، یکی از مهم-ترین آنها مسئله انتخاب گونه جهت کاشت میباشد. انتخاب گونه یا گونهها در یک طرح جنگلکاری از اهم مسائلی است که در موفقیت یا شکست طرح نقش اساسی را بازی میکند از این رو لازم است تا عوامل مختلفی که در این زمینه مؤثرند بطور دقیق مورد بررسی قرار گیرند. نظر به اینکه عملیات جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک پر هزینه میباشد، اهمیت موضوع را دو چندان میکند. در کشور ما با توجه به وجود عوامل مختلف از جمله: فاصله زیاد بین شمال و جنوب، دامنه زیاد عرض جغرافیایی، جبهههای مختلف آب و هوایی، سازندهای مختلف زمینشناسی و… از شرایط اکولوژیکی متنوعی برخوردار میباشد که این امر مشکلات زیادی را در مناطق مختلف جهت انتخاب گونه یا گونه های مناسب برای جنگلکاری بوجود میآورد) آزادی نجات و همکاران، 1388). انتخاب گونه برای جنگلکاری قبل از مطالعه و شناخت دقیق رویشگاه، مانند عوامل آب و هوایی و خاکی، سرشت اکولوژیک گونه و سایر فاکتورهای مورد نیاز نتیجه مطلوبی به بار نخواهد آورد. هدفهای جنگلکاری اولین فاکتور تعیین کننده در انتخاب گونه محسوب میشوند (اسداللهی، 1372) بطور کلی جنگلکاری در مناطق خشک و نیمهخشک، یک یا چندین هدف را با هم تعقیب میکند. مهمترین این اهداف شامل جنگلکاری به منظور حفاظت خاك، تولید چوب، احداث پارکهای جنگلی و گردشگاههای عمومی، ایجاد کمربند سبز و… می باشد (کنشلو، 1380). در چنین فضایی از تصمیمگیری با قابلیتهای فنون تصمیمگیری چند معیاره (MCDM[1]) مطابقت دارد. از روش AHP به عنوان معروفترین و مناسبترین روش MCDM برای اولویتبندی گونههای درختی جهت جنگلکاری یاد میشود (کوچ و نجفی، 1389؛ آزادی نجات و همکاران، 1388; 2004Herath,)، در واقع تحلیل سلسله مراتبی یکی از جامعترین سیستمهای طراحی شده برای تصمیمگیری با معیارهای چندگانه میباشد، زیرا این تکنیک امکان فرموله کردن مسئله را بصورت سلسله مراتبی فراهم میکند و امکان در نظر گرفتن معیارهای مختلف کمی و کیفی را فراهم میآورد (قدسیپور،1385). در این مطالعه جهت دستیابی به هدف مورد نظر از این روش استفاده میشود، از طرفی نظر به اینکه فهم ارزش اقتصادی بسیاری از تولیدات و خدمات که عرصههای جنگلی در سایهی مجموعهی پیچیدهای از فرآیندهای اکولوژیک و کارکردهای اکوسیستمی به رایگان در اختیار جوامع انسانی قرار میدهد، موجب شفافیت و تسهیل فرآیندهای تصمیمگیری در زمینه کاربری اراضی، و کارآمدتر شدن اقدامات حافظتی میگردد (پناهی و همکاران، 1386). در این مطالعه به ارزش اقتصادی ترسیب کربن خاک نیز به عنوان یک معیار پرداخته شده است، در این مطالعه و در نظر داریم به سوالات زیر پاسخ دهیم.
1- آیا همه گونه ها با شرایط منطقه سازگار هستند؟
2- آیا گونه های پهنبرگ بیشتر از سوزنی برگان در بهبود کیفیت خاک مؤثر هستند؟
3- آیا وضعیت تغذیه ای و بازجذب عناصر غذایی در تک کشتی، گونه های درختی مختلف متفاوت است؟
4- وضعیت شاخصهای مختلف تنوع پوشش گیاهی در زیر آشکوب توده های پهنبرگ نسبت به توده های سوزنی برگ چگونه است؟
5- ترسیب کربن خاک در کدام یک از گونه بیشتر است؟
6- آیا روش سلسله مراتبی جهت انتخاب گونه مناسب مؤثر است؟
2-1- کلیات
1-2-1- جنگلداری
جنگلکاری اصطلاحاً به ایجاد جنگل در زمین باز، یا زمینی که سابقا در آن به زراعت میپرداختند و اینک به جنگلکاری و درختکاری تخصیص داده شده، یا عرصهای که پیش از این در آن جنگلی وجود نداشته و یا اگر وجود داشته است به دلایل گوناگون (از قبیل برش یکسره) یا عوامل مختلف (مثلاً حریق) به کلی از بین رفته شده باشد اطلاق میشود (جزیرهای، 1381). پروژههای جنگلکاری در مناطق نیمه خشک به طور گستردهای توسط بسیاری از ایالتها برای بازگرداندن اکوسیستم تخریب و کنترل فرسایش آغاز شده است (2007Zhao et al.,).
2-2-1- تغذیه درختان جنگلی
به طور معمول از 21 عنصر در ارتباط با نیاز گیاه به عناصر غذایی نام برده میشود، که از این عده کربن، اکسیژن و هیدروژن معمولا از هوا تامین میشوند، 6 عنصر به مقدار خیلی زیاد مورد نیاز گیاه هستند، که عبارتند از: ازت، فسفر، پتاسیم، کلسیم، منیزیم و گوگرد. این عناصر را به زبان اروپایی ماکروالمنت (عناصر اصلی، عناصر پر مصرف) میگویند. عناصر دیگر برای رشد و نمو گیاه ضرورت کامل دارند ولی مقدار نیاز گیاه به آنها کمتر است. این عناصر را میکروالمنت (عناصر کوچک یا عناصر کم مصرف) مینامند، از نظر نقش عناصر باید گفت که عناصر پر مصرف به طور کلی در ساختمان سلول و اندام گیاهی مورد استفاده قرار میگیرند، در حالی که عناصر کم مصرف اصولا در نظامهای حیاتی گیاه، در آنزیم و کوآنزیم فعالیت میکنند (سالاردینی، 1387). هرقدر میزان مواد مغذی در خاک بیشتر باشد، به همان نسبت مقدار این مواد در گیاه بیشتر خواهد بود (جزیرهای، 1381). تولید موفقیتآمیز گیاهان مستلزم خاک مناسب و وجود مقدار کافی از عناصر غذایی و قابل استفاده گیاه است، عناصر غذایی نه تنها باید به صورت ترکیباتی باشند که به سهولت مورد استفاده گیاهان قرار میگیرند، بلکه تعادل بین مقدار آنها نیز حائز اهمیت است (1989Tandon.,). عناصر نیتروژن، فسفر و پتاسیم جز اصلیترین و ضروریترین عناصر غذایی گیاه میباشد که رشد گیاه را محدود میکنند (2003 Lodhiyal and Lodhiyal,)، در جدول 1-1 به کاربرد وعلائم کمبود آنها اشاره شده است.
3-2-1- – اکوسیستم جنگلی و تأثیر متقابل درختان جنگلی و خاک:
اکوسیستم شامل موجودات زنده و غیر زنده موجود در محیط میباشد. گیاه تنها یک جز از این اکوسیستم است، که نقش بسیار حیاتی در زندگی دیگر ارگانیسمها به عنوان تولید اولیه بازی میکند. گیاهان برای حفظ تعادل اکوسیستم ضروری هستند (1998Zahedi,). درختان به عنوان اجزای اصلی اکوسیستم، از چرخه و عملکرد اکوسیستم (به عنوان مثال میکرو کلیما و مواد مغذی در دسترس) حمایت میکنند (2011Uddin, ). خصوصیات تودهها برای جنگل مهم میباشد و با تخریب آنها تعادل بین قسمتهای مختلف از بین میرود (1998Zahedi.,). برنامهریزی و مدیریت به دادهای حجم چوب و بایومس درختان بستگی دارد با این حال این ویژگیها نیز از اهمیت زیست محیطی است (2011Uddin.,)، در واقع پوشش گیاهی هر رویشگاه به عنوان برآیندی از شرایط اکولوژیک و عوامل زیست محیطی حاکم بر آن بوده و به منزله آینه تمام نمای ویژگیهای اکولوژیکی و نیروی رویشی آن منطقه محسوب میشود، از طرفی پوشش گیاهی فصل مشترک خصوصیات فیزوگرافی و خاک بوده که همواره از آنها تأثیر میپذیرد (اسماعیل زاده و حسینی، 1386). فیتوسوسیولوژی رابطه بین گیاه و محیط است که ما را قادر میسازد، روابط پیچیده قسمتهای اکوسیستم را به وسیله مطالعه منابع و محیط را کشف کنیم (1954; Poor, 1994Asri,)، از اینرو شناخت ویژگیهای خاکی یکی از پایههای مدیریت اصولی جنگل است که از گزینههای جنگلشناسی از جمله انتخاب گونه، تعیین حاصلخیزی رویشگاه، نرخ رویش توده، میزان سطح ذخیرهگاه لازم در جنگل، پیشبینی درصد زندهمانی و رشد نهالها تحت تأثیر آن قرار دارند (علی عرب و همکاران، 1384). نظرهای مختلفی در رابطه با اثر گیاهان اشکوب بالا بر خصوصیات خاک بیان شده است (2002; Augusto et al., 1995Binkley., )، که تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سطح خاک و بخصوص فلور کف جنگل که تحت گونههای مختلف توسعه یافتهاند گزارش شده است (2012; Cuesta et al., 2010; Paul et al., 1954; Raulund- Ovington., 1995 ;Rasmussen and Vejre., 1991Binkley and Valentine.,).
کیفیت لاشبرگ وضعیت مواد غذایی، دریافت مواد غذایی و حرکت ریشه، دریافت رسوبات جو، اثر تاج پوشش و آبشویی باعث تغییر میکروکلیما و جامعه بیواوژیکی خاک میشود، که میتواند سبب تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک تحت گونههای مختلف شود )2004Hagen –Thorn et al.,). اثر جنگلکاری بر خاک به عواملی مانند: شرایط زیست محیطی، گونهگیاهی، پوشش گیاهی قبل از جنگلکاری و مدت زمان جنگلکاری بستگیدارد، اثر سن نیز در چندین مطالعه نشان داده شده است(Turner 2004Farley and Kell, ;1998; Jaiyeoba, 1985 and Kelly,)، از طرفی خاک به عنوان بخشی مهمی از اکوسیستمها شناخته شده و نقش مهمی در توسعه پوشش گیاهی جنگلی دارد (مصدق، 1378). کیفیت خاک معیاری است که بر حسب توانایی خاک در تولید بیوماس گیاهی، چرخه عناصر، ذخیره کربن و تبدیل انرژی در اکوسیستمهای جنگلی توصیف میگردد (2000Fisher,). مهمترین عامل در جذب عناصر غذایی توسط درختان، شرایط و خصوصیات خاک میباشد. عواملی از قبیل بافت، رطوبت، اسیدیته، میزان مواد آلی، نوع و میزان رس موجود در خاک و حتی عوامل فیزیکی موجود نظیر شیب زمین، ارتفاع محل و غیره در تغذیه درختان مؤثر میباشد، به عبارتی پراکنش پوشش گیاهی تابعی از اقلیم و خاک میباشد (2002Jin- Tun., ). گونههای درختی در خاک حاصلخیز تولید برگ و لاشبرگ با نیتروژن بالا، غلظت کم کربن در ترکیبات حفاظتی گیاه مانند تانن و لیگنین که به طور عمده همرا با بافت آوندی هستند میکنند. لاشبرگ با کیفیت بالا به سرعت تجزیه شده و تولید بالای از گیاه را از طریق برگشت سریع منبع مواد غذایی حمایت میکند. درختان در خاکهای ناپایدار حاصلخیز معمولا لاشبرگ با تجزیه آهستهتر، با نرخ کمتر برگشت مواد غذایی تولید میکنند، زیرا نیتروژن کم و غلظت تانن و پلی فنول بالا است که باعث چوبی شدن بافت برگ میشود (2005Sariyildiz and Anderson,)، در نهایت میتوان گفت جهت ارزیابی حاصلخیزی رویشگاه و طبقهبندی آن، اطلاع از خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژی خاک ضروری میباشد (2000Schoenholtz,).
[1] Multi Criteria Decision Making
تعداد صفحه : 140
قیمت : 14700تومان
