20309

17497

كارشناسي ارشد

بيولوژي و بيوتكنولوژي خاك

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1403

بيست و چهار، [161]ص.: مصور، جدول، نمودار

1404/03/18

كتابنامه

مديريت حاصلخيزي و زيست فناوري خاك

مهندسي كشاورزي

1404/03/25

23138441

جنگل‌ها از مهم¬ترين اكوسيستم‌هاي خشكي محسوب مي‌شوند و حدود 75 درصد از ذخاير كربن خشكي‌هاي كره زمين را در خود جاي داده‌اند. خاكدانه‌ها نقش بنياديني در چرخه كربن خاك داشته، همانند راكتورهاي بيوشيميايي عمل كرده و فرآيندهاي ثبيت و تجزيه كربن را تنظيم مي‌كنند. تغييرات درازمدت در الگوهاي دما و بارندگي، به ‌همراه تفاوت در كيفيت و تركيب ماده آلي خاك (SOM) و ويژگي‌هاي فيزيكي خاكدانه‌ها، تأثير قابل‌توجهي بر فرآيندهاي اكوسيستم خاكي ايفا مي‌كند. در اين پژوهش فرض شد پاسخ چرخه كربن خاك به تغييرات اقليمي شبيه¬سازي‌شده ممكن است در اندازه‌هاي مختلف خاكدانه متفاوت باشد. به منظور بررسي اين فرضيه، نمونه‌هاي مركب از دو نوع خاك جنگلي با مقادير متفاوتي از ماده آلي برداشت شد. سپس تغييرات تنفس ميكروبي خاك (BSR ) و كربن زيست¬توده (MBC) در خاكدانه‌هايي با اندازه‌هاي 8–4، 4–2 و كمتر از 2 ميلي‌متر، تحت تيمارهاي چرخه‌هاي تر و خشك شدن در سه سطح دمايي شامل 7، 25 و 45 درجه سلسيوس به مدت 60 روز مورد بررسي قرار گرفت. تحليل داده‌ها با استفاده از طرح آزمايشي فاكتوريل سه فاكتوره شامل دما (در سه سطح7، 25 و 45 درجه سلسيوس )، اندازه خاكدانه (در سه سطح 8–4، 4–2 و كمتر از 2 ميلي‌متر )، چرخه‌هاي تر و خشك شدن (در چهار سطح 0، 1، 5 و 10) و در طي شش زمان با سه تكرار انجام شد. نتايج نشان داد كه دما (7، 25 و 45 درجه سلسيوس) و چرخه‌هاي تر و خشك، اثر معني‌داري (01/0p<) بر ميزان تنفس ميكروبي و كربن زيست¬‌توده ميكروبي خاك داشتند. در خاك جنگلي با ماده آلي زياد، ميزان تنفس ميكروبي در طول 60 روز با افزايش تعداد چرخه‌هاي تر و خشك شدن افزايش يافت. با اين حال، با افزايش اندازه خاكدانه‌ها، ميزان تنفس به‌ طور معني‌داري كاهش پيدا كرد (01/0p<). هم چنين، شدت تنفس در اغلب تيمارها با افزايش چرخه‌هاي تر و خشك كاهش يافت (01/0p<). از سوي ديگر، مقدار MBC نيز با افزايش چرخه‌هاي تر و خشك، به‌ ويژه در خاكدانه‌هاي با اندازه كوچك¬تر، كاهش معني‌داري (01/0p<) را نشان داد. در خاك جنگلي با مقدار ماده آلي كم نيز روندي مشابه مشاهده شد؛ به‌طوري‌كه شدت تنفس در خاكدانه‌هاي كوچك¬تر به‌طور معني‌داري (01/0p<) بيشتر از خاكدانه‌هاي بزرگ تر بود و مقدار MBC نيز با افزايش چرخه‌هاي تر–خشك كاهش معني‌داري (01/0p<) يافت. به ‌طور كلي، نتايج اين پژوهش نشان داد كه تنفس ميكروبي و كربن زيست¬توده ميكروبي خاك تحت تأثير پارامترهاي اقليمي شبيه¬سازي ‌شده قرار گرفته و اين تأثيرپذيري بسته به اندازه خاكدانه‌ها متفاوت بود. بنابر اين، بررسي چرخه كربن خاك در مقياس خاكدانه مي‌تواند اطلاعات ارزشمندي در راستاي درك بهتر روابط بين عوامل اقليمي و ويژگي‌هاي خاك در ارتباط با چرخه كربن اكوسيستم‌هاي خشك ارائه دهد.

Forests are among the most critical terrestrial ecosystems, accounting for approximately 75% of global terrestrial carbon storage. Soil aggregates play a fundamental role in the soil carbon cycle, functioning as biochemical reactors that regulate carbon stabilization and turnover. Long-term variations in temperature and precipitation patterns, combined with differences in the quality and composition of soil organic matter (SOM) and aggregate properties, significantly influence ecosystem processes. We hypothesized that the response of the soil carbon cycle to simulated climate changes may differ across various sizes of soil aggregates. To do this, composite soil samples were collected from two forest soils with different organic matter contents. We analyzed changes in soil microbial respiration and microbial biomass carbon in 4-8 mm, 2-4 mm and < 2 mm soil aggregates under wetting and drying cycle treatments at 7°C, 25°C and 45°C over a period of 60 days. The data were analyzed using a factorial experimental design with three factors: temperature (three levels), aggregate size (three levels), dry-wet cycles (four levels) over six analysis times. (). The results revealed that temperature (7°C, 25°C, and 45°C) and dry-wet cycles had significant effects (p<0.01) on soil respiration and MBC. In the forest soil contained high organic matter, respiration rates increased with an increase inf dry-wet cycles over 60 days. However, respiration rates significantly decreased (p<0.01) with increasing aggregate size. Additionally, respiration intensity declined (p<0.01) in most treatments with increasing dry-wet cycles. Conversely, MBC significantly declined (p<0.01) with increasing dry-wet cycling, particularly in smaller aggregate sizes. A similar trend was detected in the forest soil with low organic matter, where respiration rates were significantly higher in smaller aggregate sizes than in larger ones (p<0.01), while MBC decreased (p<0.01) with increasing dry-wet cycles. Overall, soil microbial respiration and microbial biomass carbon were influenced by the simulated climate parameters and varied by aggregate size. Thus, the information on soil C cycle in aggregate scale could be useful in linking climatic-soil factors with arid ecosystem C cycle.

بنفشه خليلي

محمدرضا مصدقي

فرشيد نوربخش , حسن كريم مجني