دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل 2322-2077 33 1 2026 03 21 The influence of elevation gradient and machine traffic intensity on recovery of soil biochemical and microbial indicators in 7-year-old skid trails اثر گرادیان ارتفاعی و شدت تردد بر بازیابی شاخص‌های بیوشیمیایی و میکروبی خاک در مسیرهای چوبکشی هفت‌ساله 19 49 7752 10.22069/jwfst.2026.24734.2165 FA توحید قاسمی دانشجوی دکتری جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. مقداد جورغلامی استاد، گروه جنگلداری و اقتصاد جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران. Journal Article 2026 05 24 Background and Objectives: Hyrcanian beech forests, as sensitive mountain ecosystems, are vulnerable to disturbances caused by logging operations. The traffic of skidding machinery leads to soil compaction and alterations in its biochemical and microbial properties, which can persist for decades. Elevation above sea level, by influencing climatic conditions, vegetation, and pedogenic processes, plays a crucial role in modulating these effects and determining the trajectory and rate of soil recovery. Despite the importance of this issue, there is limited information on the interactive effect of elevation gradient and traffic intensity on the recovery of microbial indicators and nutrient cycling in the soil of skid trails. This study aimed to investigate the effect of elevation gradient (700 to 1500 m a.s.l.) and machinery traffic intensity (low, moderate, high) on the recovery of soil biochemical and microbial properties in 7-year-old skid trails within pure Oriental beech (Fagus orientalis) stands of the Hyrcanian forests.<br /><br />Materials and Methods: Soil sampling was conducted seven years after logging operations on skid trails and adjacent undisturbed areas across five elevation gradients (700, 900, 1100, 1300, and 1500 m) in the Kheyrud and Kojur forests. In each trail, three levels of traffic intensity (low, moderate, high) were distinguished based on distance from the landing. Soil samples were taken from a depth of 0-10 cm. Microbial biomass carbon (MBC), nitrogen (MBN), and phosphorus (MBP) were determined using the fumigation-extraction method. Ammonium (NH₄⁺) and nitrate (NO₃⁻) concentrations were measured colorimetrically, and the net rate of nitrogen mineralization was determined through incubation. Data were analyzed using Kolmogorov-Smirnov, Levene's, two-way ANOVA, and Tukey's HSD tests.<br /><br />Results: The interaction effect of elevation gradient and traffic intensity was statistically significant for all studied indicators (p<0.01). In control (undisturbed) areas, MBC showed a substantial increase of 246% with increasing elevation from 700 to 1500 m. In contrast, MBN (68%), MBP (57%), NH₄⁺ (60%), NO₃⁻ (76.3%), and N mineralization rate (65%) decreased significantly. At lower elevations (700-900 m), MBC and MBN exhibited complete recovery; however, NH₄⁺ concentrations remained significantly lower than the control under moderate and high traffic intensities (6.5-7% reduction). At 900 m elevation, NO₃⁻ levels in all traffic intensity treatments (low, moderate, high) showed persistent reductions of 7.3%, 11.1%, and 7.7%, respectively, indicating sustained disruption of the nitrification process. At mid-elevations (1100 and 1300 m), high traffic intensity led to lasting decreases in NO₃⁻ (9-19%), N mineralization (11.5-14.5%), and MBP (21-26%). At the highest elevation (1500 m), high traffic intensity resulted in a 25% reduction in MBP and a significant increase in microbial biomass C/N and C/P ratios, signifying profound disruption of the phosphorus cycle and exacerbated P limitation. Pearson correlation analysis revealed that the interaction effect of traffic and elevation exhibited a very strong negative correlation with MBC (r = -0.88) and NO₃⁻ (r = -0.93), and a very strong positive correlation with the microbial biomass C/N ratio (r = 0.95).<br /><br />Conclusion: Seven years after logging operations, none of the elevation zones or traffic intensity levels had fully recovered to pre-disturbance conditions. Mid-elevations (900-1300 m) are particularly vulnerable to high traffic intensity, with persistent disruptions in nitrogen and phosphorus cycles posing a threat to long-term soil fertility. Management of skidding operations must adopt an approach based on elevational sensitivity, with strict limitations on traffic intensity, especially in mid and high elevations, to prevent irreversible degradation of these valuable ecosystems. سابقه و هدف: جنگل‌های راش هیرکانی به‌عنوان اکوسیستم‌های کوهستانی حساس، در برابر اختلالات ناشی از عملیات بهره‌برداری آسیب‌پذیر هستند. تردد ماشین‌آلات چوبکشی باعث فشردگی خاک و تغییر در ویژگی‌های بیوشیمیایی و میکروبی آن می‌شود که می‌تواند برای دهه‌ها پایدار بماند. ارتفاع از سطح دریا با تأثیر بر شرایط اقلیمی، پوشش گیاهی و فرآیندهای خاک‌سازی، نقش مهمی در تعدیل این اثرات و تعیین مسیر و سرعت بازیابی خاک ایفا می‌کند. با وجود اهمیت این موضوع، اطّلاعات کمی درباره اثر متقابل گرادیان ارتفاعی و شدت تردد بر بازیابی شاخص‌های میکروبی و چرخه عناصر غذایی در خاک مسیرهای چوبکشی وجود دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر گرادیان ارتفاعی (۷۰۰ تا ۱۵۰۰ متر) و شدت تردد ماشین‌آلات (کم، متوسط و زیاد) بر بازیابی ویژگی‌های بیوشیمیایی و میکروبی خاک در مسیرهای چوبکشی هفت‌ساله در توده‌های راش خالص جنگل‌های هیرکانی انجام شد.<br /><br />مواد و روش‌ها: نمونه‌برداری هفت سال پس از عملیات بهره‌برداری، در مسیرهای چوبکشی و مناطق دست‌نخورده مجاور در پنج گرادیان ارتفاعی (۷۰۰، ۹۰۰، ۱۱۰۰، ۱۳۰۰ و ۱۵۰۰ متر) در جنگل‌های خیرود و کجور انجام شد. در هر مسیر، سه سطح شدت تردد (کم، متوسط و زیاد) بر اساس فاصله از دپو تفکیک گردید. نمونه‌های خاک از عمق ۱۰-۰ سانتی‌متری برداشت شدند. زیست‌توده میکروبی کربن، نیتروژن و فسفر به روش تدخین-استخراج، غلظت آمونیوم و نیترات با روش‌های رنگ‌سنجی و نرخ خالص معدنی‌شدن نیتروژن طی انکوباسیون تعیین گردید. تجزیه وتحلیل داده‌ها با آزمون‌های کولموگروف-اسمیرنوف، لوین، تجزیه واریانس دوطرفه و توکی انجام شد.<br /><br />یافته‌ها: اثر متقابل گرادیان ارتفاعی و شدت تردد بر تمام شاخص‌های مورد بررسی معنی‌دار بود (۰۱/۰p > ). در مناطق شاهد، زیست‌توده میکروبی کربن با افزایش ارتفاع از ۷۰۰ به ۱۵۰۰ متر، افزایش چشمگیر ۲۴۶ درصدی نشان داد، در حالی که زیست‌توده میکروبی نیتروژن (۶۸ درصد)، زیست‌توده میکروبی فسفر (۵۷ درصد)، آمونیوم (۶۰ درصد)، نیترات (۳/۷۶ درصد) و معدنی‌شدن نیتروژن (۶۵ درصد) کاهش یافتند. در ارتفاعات پایین (۷۰۰-۹۰۰ متر)، زیست‌توده میکروبی کربن و نیتروژن بازیابی کامل نشان دادند، اما غلظت آمونیوم در تردد متوسط و زیاد با کاهش ۵/۶ تا ۷ درصدی نسبت به شاهد، همچنان پایدار ماند. در ارتفاع ۹۰۰ متر، نیترات در تمام سطوح تردد (کم، متوسط و زیاد) به ترتیب با کاهش ۳/۷، ۱/۱۱ و ۷/۷ درصدی، اختلال پایدار در فرآیند نیتریفیکاسیون را نشان داد. در ارتفاعات میانی (۱۱۰۰ و ۱۳۰۰ متر)، تردد زیاد باعث کاهش پایدار نیترات (۹-۱۹ درصد)، معدنی‌شدن نیتروژن (۵/۱۱-۵/۱۴ درصد) و زیست‌توده میکروبی فسفر (۲۱-۲۶ درصد) شد. در ارتفاع ۱۵۰۰ متر، تردد زیاد منجر به کاهش ۲۵ درصدی زیست‌توده میکروبی فسفر و افزایش معنی‌دار نسبت‌های C/N و C/P زیست‌توده میکروبی گردید که نشانه اختلال عمیق در چرخه فسفر و تشدید محدودیت این عنصر است. نتایج همبستگی پیرسون نشان داد اثر متقابل تردد و ارتفاع با زیست‌توده میکروبی کربن (۸۸/۰-)، نیترات (۹۳/۰-) و نسبت C/N زیست‌توده میکروبی (۹۵/۰) به‌ترتیب همبستگی منفی و مثبت بسیار قوی دارد.<br /><br />نتیجه‌گیری: هفت سال پس از عملیات چوبکشی، هیچ‌یک از طبقات ارتفاعی و سطوح تردد به وضعیت اولیه بازنگشته‌اند. ارتفاعات میانی (۹۰۰-۱۳۰۰ متر) به‌ویژه در برابر تردد شدید آسیب‌پذیرترین مناطق هستند و اختلال پایدار در چرخه نیتروژن و فسفر در این ارتفاعات، حاصلخیزی بلندمدت خاک را تهدید می‌کند. مدیریت عملیات چوبکشی باید با رویکردی مبتنی بر حساسیت ارتفاعی و با محدودیت شدید تردد به‌ویژه در ارتفاعات میانی و بالا انجام شود تا از تخریب برگشت‌ناپذیر این اکوسیستم‌های ارزشمند جلوگیری گردد. https://jwfst.gau.ac.ir/article_7752_4fff575c6a2dd0bb41b1794ce9b710fb.pdf