تاثیر شیوه جنگل‎شناسی تک‎گزینی برنیتروژن کل خاک و تغییرات فصلی آن در توده آمیخته راش-ممرز (مطالعه موردی: جنگل شصت‎کلاته گرگان)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات کشاورزی و آموزش منابع طبیعی استان هرمزگان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، بندرعباس، ایران،

2 دانشیار، گروه جنگل‎شناسی و اکولوژی جنگل، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران،

3 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات منابع طبیعی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران،

4 دانش‌آموخته دکتری ،گروه جنگل‌شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

چکیده

سابقه و هدف: محتوی نیتروژن از جمله مواردی است که تحت عملیات جنگل‌شناسی ممکن است دستخوش تغییر گردد. با توجه به اهمیت میزان نیتروژن کل خاک و تغییرات فصلی آن، پژوهش حاضر به بررسی این تغییرات در توده‎های آمیخته راش-ممرز در سری یک جنگل شصت‎کلاته استان گلستان پرداخته است.
مواد و روشها: برای بررسی تغییرات نیتروژن کل، از بهمن 1392 تا بهمن 1393 در چهار توده یک هکتاری (تیمار مدیریت‎نشده یا شاهد (پارسل 32) و تیمارهای مدیریت‎شده در میانگین ارتفاعی 850 متری و جهت شمال شرقی با ساختار دو اشکوبه و میانسال با طول گردش 10 ساله (پارسل 30)، 7 ساله (پارسل 33) و 1 ساله (پارسل 31) ، 20 نمونه خاک در هر توده به‌صورت کاملا تصادفی، از عمق 20-0 سانتی‎متری برداشته شد و نتایج با استفاده از طرح اندازه‎های تکراری در سطح احتمال 95 درصد مقایسه شد. مقایسه فصلی نیتروژن کل نیز با استفاده از طرح اندازه‎های تکراری انجام گرفت.
یافته‎ها: نتایج نشان داد میانگین نیتروژن کل در بین تیمار‎های مدیریت‎شده و مدیریت نشده از اختلاف معنی‎داری برخوردار است. تیمار مدیریت نشده 32 (شاهد) و تیمار مدیریت‌شده 31 با میزان 11/5 و 48/3 گرم در کیلوگرم، به‎ترتیب بیشترین و کمترین مقدار نیتروژن کل را به خود اختصاص دادند. تیمار مدیریت‌شده 30 با میزان 80/4 گرم در کیلوگرم، مقدار نیتروژن نزدیک به شاهد بود. مقایسه فصلی نیتروژن در کلیه تیمار‎ها نیز اختلاف معنی‎داری را نشان داد. در تیمار‎های شاهد و مدیریت شده 30، 31 و 33، فصل‌های تابستان با مقادیر 31/4، 05/3، 4/2 و 31/4 گرم در کیلوگرم و زمستان 52/5، 96/5، 55/4 و 77/4 گرم در کیلوگرم به‎ترتیب کمترین و بیشترین مقدار نیتروژن را داشتند.
نتیجه‎گیری: با وجود این‎که شیوه تک‎گزینی در مقایسه با سایر شیوه‎های جنگل‎شناسی، تغییرات مثبتی را در بخش روزمینی توده جنگلی ایجاد می‎کند، تغییراتی را نیز در بخش روزمینی و زیرزمینی بوجود می‌آورد که در سالهای اولیه باعث کاهش شدید نیتروژن کل در بخش زیرزمینی اکوسیستم می‌شود. کاهش میزان نیتروژن کل در خاک پایدار نیست و به دلیل ویژگی خودتنظیمی و خودپایداری اکوسیستم، میزان نیتروژن با گذشت زمان، به سمت تعادل هدایت می شود. طبق نتایج بدست‎آمده، عملیات جنگل‎شناسی تک‎گزینی، منجر به کاهش میزان نیتروژن کل می‎شود، لذا برای کمک به بازگشت اکوسیستم به حالت تعادل، بایستی طول گردش با توجه به میزان رویش، توان بازسازی توده و رویشگاه محاسبه گردد. با توجه به اختلاف 32/0 گرم در کیلوگرم نیتروژن در تیمار مدیریت شده 30 با طول گردش 10 ساله نسبت به تیمار شاهد، بهتر است بر طول زمان گردش در این شیوه، 3 تا 5 سال افزوده گردد تا اکوسیستم علاوه بر ترمیم شرایط ظاهری توده (تاج پوشش و ...) شرایط ادافیکی خود را نیز ترمیم نماید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Influence of Single-Tree Selection System on Soil Total Nitrogen and its Seasonal Changes under the Mixed Stand of Beech-Hornbeam (Case study: Shast-Kalateh forest, Gorgan)

نویسندگان [English]

  • Maryam Moslehi 1
  • Hashem Habashi 2
  • Akram Ahmadi 3
  • Zohre Zoghi 4
1 Assistant Prof. Research Division of Natural Resources, Hormozgan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Bandar Abbas
2 معاون دانشجویی
3 Research Division of Natural Resources, Golestan. Agriculture and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Gorgan, Iran
4 Dept. of Forestry, Natural Resources Faculty, Tarbiat Modares University, Iran
چکیده [English]

Background and objectives: Nitrogen dynamics is one of the factors that may change under silviculture practices. Regarding the importance of total nitrogen content and its seasonal variation, the present research studies these changes in the mixed beech-hornbeam stands located in district one of Shast-Kalateh forest, Golestan province, Iran.
Materials and methods: To study the total nitrogen variation in an average altitude of 850 meters and northeast direction with two-stage and middle-aged structure, 20 samples were randomly collected at the depth of 20 cm in four stands (1 ha) as treatments including non-managed stand and 3 managed stands (selection system) in 10 (Parcell 30), 7 (Parcell 33), and 1 (Parcell 31) years rotation from January 2014 to January 2015. The data and seasonal variation were compared by repeated measure design (p≤0.05).
Results: The results showed that there was a significant differences between managed treatments and control (p < 0.05). The highest (61.37 gr kg-1) amount of total nitrogen was observed in control treatment (Parcell 32) while lowest (41.78 gr kg-1) was in managed treatment (Parcell 31). The total nitrogen content in managed treatment (Parcell 30) (4.80 gr kg-1) was close to the control. Also, seasonal comparison of total nitrogen showed significant differences in all treatments. Among all managed and control treatments, summer (4.31, 3.05, 2.4 and 4. 31 gr kg-1) and winter (5.52, 5.96, 4.55 and 4.77 gr kg-1) had the lowest and highest total nitrogen, respectively.
Conclusion: Single tree selection system creates positive changes in above ground section of forest stand, compared to others. It cans also changes in above and below gound sections of forests and cause to reduce total nitrogen in ecosystem in early years. Decreasing in total nitrogen content is not permanent and due to the self-regulation and self-sustainbality of ecosystem, the amount of nitrogen is driven to equilibrium through time. According to the results, single-tree selection system has lead to a decrease in total nitrogen content, therefore, to help restore ecosystem to balance situation, the rotation period should be calculated with respect to the amount of growth, the capacity to restore stand and the habitat to restore the ecosystem to a perfect balance. Regarding the difference of 0.32 gr kg-1 nitrogen in managed treatment (Parcell 30) with 10 year rotation compared to the control treatment, it is advisable to increase the rotation period 3 to 5 years in selection system to improve stand physiognomy (crown cover, etc.) and edaphic conditions.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forest operation
  • Mixed stand
  • Total nitrogen
  • Rotation period

مراجع

1.Ali Ehyaee, M., and Behbahanizade, A.A. 1993. Soil chemical analysis methods. Soil and Water Research Institute.
892: 365. (In Persian)
2.Anonymous. 2007. Bahramnia forest plan, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Forestry division, Gorgan, 81p. (In Persian)
3.Bergeron, Y., Leduc, A., Harvey, B., and Gauthier, S. 2002. Natural fire regime: a guide for sustainable management of the Canadian boreal forest. Silva Fennica.36: 81-95.
4.Blanco, J.A., Imbert, J.B., and Castillo, F.J. 2006. Influence of site characteristics and thinning intensity on litterfall production in two Pinus sylvestris L. forests in the western Pyrenees. Forest Ecology and Management. 237: 1-3. 342-352.
5.Chen, G.X., Yu, K.W., Liao, L.P., and Xu, G.S. 2000. Effect of human activities on forest ecosystems: N cycle and
soil fertility. Nutrient Cycling in Agroecosystems. 57: 47-54.
6.Choudhri, G.N., and Sharma, B.A. 1975. Study of nitrogen dynamics in salt affected (Usar) habitat near Varanasi. Tropical Ecology. 16: 133-139.
7.Durigan, M., Maurício Roberto Cherubin, M.R., Plínio Barbosa de Camargo, P.B., Ferreira, J., Berenguer, E., Gardner, T.A., Barlow, J., dos Santos Dias, C., Signor, D., and de Oliveira Junior, R. 2017. Soil Organic Matter Responses to Anthropogenic Forest Disturbance and Land Use Change in the Eastern Brazilian Amazon and Carlos Eduardo Pellegrino Cerri, Sustainability. 9: 379. 1-16.
8.Gilliam, F.S., Adams, M.B., Dick, D.A., and Kerr, M.L. 2004. Effects of silvicultural practices on soil carbon and nitrogen in a nitrogen saturated Central Appalachian hardwood forest ecosystem. Environmental Management. 33: 1. 108-119.
9.Guimaraes, D.V., Gonzaga, M.I.S.,
da Silva, T.O., da Silva, T.L., da Silva Dias, N., and Matias, M.I.S. 2013. Soil organic matter pools and carbon fractions in soil under different land uses. Soil Tillage Research. 126: 177-182.
10.Hertel, D., Harteveld, A.M., and Leuschner, C. 2009. Cnversion of tropical forest into agroforest alters fine root-related carbon flux to the soil. Soil Biology and Biochemistry. 41: 3. 481-490.
11.Jhonson, K., Scatena, F., and Pan, Y. 2010. Short-and long-term responses of total soil organic carbon to harvesting in a northern hardwood forest. Forest Ecology and management. 259: 1262-1267.
12.Maynard, D.G., Paré, D., Thiffault, E., Lafleur, B., Hogg, K.E., and Kishchuk, B. 2014. How do natural disturbances and human activities affect soils and tree nutrition and growth in the Canadian boreal forest? Environment Review.22: 161-
13.Melillo, J.M., Steudler, J.D., Aber, P.A., Newkirk, K., Lux, H., and Bowles, F.P. 2002. Soil warming and carbon-cycle feedbacks to the climate system. Science. 298: 5601. 2173-2176.14.Moslehi, M. 2015. Effect of selection system on litter and soil organic carbon pool dynamics in beech-hornbeam (Fageto-Carpinetum) stand (Shastkolate forest). Gorgan University of Agriculture Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran, 84p. (In Persian) 15.Moslehi, M., Habashi, H., and Rahmani, R. 2017. Seasonal changes of soil carbon pool in the manged and unmanaged beech-horbeam stands. Iranian J. of Forest and Poplar Research. 25: 2. 286-297. (In Persian)
16.Moslehi, M., Habashi, H., Rahmani,
R., and Saghebtalebi, Kh. 2018. Relationship between soil organic carbon pool and some site variables in the mixed beech-hornbeam stand. J. of Forest Research and Development,3: 4. 329-342. (In Persian)
17.Salardini, A.A. 2003. Soil fertility. TehranUni Press. 434p. (In Persian) 18.Salim, M., Kumar, P., Gupta, M.K., and Kumar, S. 2015. Seasonal Variation in some Chemical Characteristics of the Soil under different Land Uses of Jhilmil Jheel Wetland, Haridwar-Uttrakhand, India, International J. of Scientific and Research Publications,5: 10. 1-9.
19.Schulze, E.D., Lloyd, J., Kelliher, F.M., Wirth, C., Rebmann, C., Lühker, B., Mund, M., Knohl, A., Milyukova, I.M., Schulze, W., Ziegler, W., Varlagin, A., Sogachev, A.F., Valentini, R., Dore, S., Grigoriev, S., Kolle, O., Panfyorov, M.I., Tchebakova, N., and Vygodskaya, N. 1999. Productivity of forests in the Eurosiberian boreal region and their potential to act as a carbon sink
a synthesis. Global Change Biology.5: 703-722.
20.Slodicak, M., Novak, J., and Skovsgaard, J.P. 2004. Wood production, litter fall and humus accumulation in a Czech J. thinning experiment in Norway spruce (Picea abies (L.) Karst.). Forest Ecology and Management. 209: 1-2. 157-166.
21.Singh, A.N., and Singh, J.S. 2006. Experiments on ecological restoration coalmine spoil using native trees in a dry tropical environment, India: a synthesis. New Forest. 31: 1. 25-39.
22.Treseder, K.K., Marusenko, Y., Romero-Olivares, A.L., and Maltz, M.R. 2016. Experimental warming alters potential function of the fungal community in boreal forest. Global Change Biology. 22: 10. 3395-3404.
23.Waide, J.B., Caskey, W.H., Todd, R.L., and Boring, L.R. 1988. Changes in Soil Nitrogen Pools and Transformations Following Forest Clearcutting. P 221-232. In: Swank W.T., and D.A. Crossley (Eds), Forest Hydrology and Ecology at Coweeta. Ecological Studies (Analysis and Synthesis). Springer, New York.
24.Wu, J., Xiong, J., Hu, C., Shi, Y., Wang, K., and Zhang, D. 2015. Temperature sensitivity of soil bacterial community along contrasting warming gradient. Applied Soil Ecology. 94: 40-48.
25.Yokobe, T., Hyodo, F., and Tokuchi, N. 2018. Seasonal effects on microbial community structure and nitrogen dynamics in temperate forest soil. Forests. 9: 153. 1-17.
پژوهش‌های علوم و فناوری چوب و جنگل
دوره 27، شماره 2
شهریور 1399
صفحه 1-13

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار