چكيده فارسي :
نقش پوسته هاي زيستي گلسنگ و خزه در مناطق خشك ايران از جنبه تأثير در فرآيندهاي حاصلخيزي، شيميايي، توسعه خاك و همچنين نقش كليدي گلسنگ و خزه به عنوان پايشگرهاي زيستي و زيست مغناطيسي براي ارزيابي كيفيت هوا به خوبي بررسي نشده است. اين مطالعه با هدف بررسي چگونگي تأثير پوستههاي زيستي خاك شامل دو گونه گلسنگ (P. squamulosum و P. terricola) و يك گونه خزه G. ovalis)) بر برخي ويژگي هاي خاك و همچنين استفاده از چهار گونه گلسنگ صخره زي (G. scabra، A. bullata، C. rhodax و C. trachyphylla) و يك گونه خزه (G. ovalis) به عنوان شاخص زيستي و زيست مغناطيسي در ارزيابي آلودگي عناصرسنگين تحت شرايط سنگهاي مادري مختلف در منطقه خشك اصفهان صورت پذيرفت. خاك سطحي بدون پوسته زيستي و خاك هاي همراه پوسته هاي زيستي گلسنگ P. squamulosum و P. terricola و خزه G. ovalis در سه تكرار از 16 موقعيت مختلف با سنگهاي مادري رسوبي و آذرين در اطراف اصفهان نمونهبرداري شد. ويژگيهاي خاك شامل pH، هدايت الكتريكي، ماده آلي، آهك، نيتروژن كل، فسفر و پتاسيم قابل استفاده خاك ها در تمام نمونهها و كانيشناسي رسي در نمونههاي منتخب تعيين شد. همچنين جهت بررسي هاي زيست محيطي نمونه برداري از خاك بدون پوسته زيستي و شاخص هاي زيستي شامل چهار گونه گلسنگ و يك گونه خزه در چهار تكرار از 18 موقعيت مختلف از مناطق شهري و صنعتي اصفهان (با سنگ هاي مادري رسوبي) و مناطق بكر كوهپايه (با سنگ هاي مادري آذرين) انجام شد. پس از عصاره گيري، غلظت عناصرسنگين سرب، روي، مس، منگنز، كروم، نيكل، آهن و كادميم در تمام نمونه هاي مورد مطالعه اندازه گيري شد. نتايج نشان داد كه گلسنگها و خزه مورد بررسي به طور قابل توجهي خواص شيميايي و تغذيهاي خاك را تغيير داده اند. به طور خاص، محتواي نيتروژن كل، ماده آلي و پتاسيم قابل استفاده خاك تحت تأثير فعاليت اين پوستههاي زيستي در هر دو نوع ماده مادري رسوبي و آذرين افزايش معنيدار نشان دادند. علاوه بر اين، پوستههاي زيستي منجر به كاهش قابل توجه pH، آهك و فسفر قابل جذب خاك شدهاند و هدايت الكتريكي خاكها به دليل فعاليت پوستههاي زيستي اندكي افزايش يافته است. به نظر ميرسد پوستههاي زيستي مورد بررسي ريزمحيط منحصر به فردي از نظر شرايط بيوشيميايي و تغذيهاي ايجاد ميكنند كه اساساً با شرايط معمول غالب در مناطق خشك متفاوت است. كاني هاي مختلط كلريت-اسمكتيت، اسمكتيت، ايليت، كلريت، كائولينيت و كوارتز تقريباً در تمام موقعيت هاي نمونه برداري شناسايي شدند، ولي عليرغم تفاوت فاحش ويژگي هاي شيميايي خاك ها تحت تأثير پوسته هاي زيستي متفاوت كاني شناسي رسي آن ها تغييرات قابل تشخيص جدي نشان ندادند. بررسي نتايج مقايسه ميانگين هاي غلظت عناصرسنگين در خاك هاي بدون پوسته زيستي و خاك هاي متأثر از گلسنگ ها و خزه نشان داد كه غلظت سرب، روي، مس و منگنز در خاك هاي همراه شاخص هاي زيستي به ويژه گلسنگ هاي C. rhodax، C. trachyphylla و خزه G. ovalis در منطقه اصفهان با سنگ هاي مادري رسوبي داراي تفاوت معني دار است. همچنين شاخص هاي زيستي گلسنگ و خزه ذكر شده داراي بالاترين ضريب همبستگي پيرسون بين غلظت عناصرسنگين مورد مطالعه و پذيرفتاري مغناطيسي در مقايسه با خاك هاي بدون پوسته زيستي مي باشند. اين نتايج تأييد مي كنند كه احتمالا انتشار اين عناصرسنگين به محيط به مقدار قابل ملاحظهاي تحت تأثير فعاليت هاي شهري و صنعتي (منشأ انساني) بوده و مي توان اين گونه ها را داراي پتانسيل لازم به عنوان پايشگرهاي زيستي برگزيده در مناطق شهري و صنعتي اصفهان معرفي نمود. همچنين در منطقه اصفهان فاكتور آلودگي عناصرسنگين در خاك هاي همراه گلسنگ ها و خزه ذكر شده نشان داد فاكتور آلودگي عناصرسنگين سرب، روي و مس با افزايش متوسط فاصله از منابع احتمالي آلايندهها شامل معدن باما، كارخانجات ذوب آهن و فولاد مباركه و صنايع پتروشيمي نفت سپاهان و آلودگي حمل و نقل و ترافيك شهري كاهش مي يابد. قابل ذكر است انتشار عناصرسنگين در منطقه بكر كوهپايه به دليل مقادير فاكتور آلودگي كم و غلظت زمينه بيشتر عناصرسنگين تحت كنترل عوامل غيرانساني نظير فرسايش، هواديدگي شيميايي و انتقال اين مواد هواديده بوسيله عوامل طبيعي محتمل تر به نظر مي رسد.
چكيده انگليسي :
The effects of biological soil crusts (BSCs), particularly lichen and moss dominated crusts, on soil properties and their environmental applications in Iran’s arid regions are not well understood. This study investigated the effects of two lichen species (P. squamulosum and P. terricola) and one moss species (G. ovalis) on selected soil properties. It also evaluated four saxicolous lichens (G. scabra, A. bullata, C. rhodax, and C. trachyphylla) and G. ovalis as biological and biomagnetic indicators of heavy metal contamination under sedimentary and igneous parent rock conditions in an arid region in Isfahan. Crust-free surface soil and soils associated with BSCs were sampled with three replicates from 16 sites. Soil pH, electrical conductivity, organic matter, calcium carbonate equivalent, total nitrogen, and available phosphorus and potassium were measured, and clay mineralogy was analyzed in selected samples. For environmental assessments, crust-free surface soil and the biological indicators were collected in quadruplicate from 18 sites. selected heavy metals were measured in samples following an acid extraction approach. The results showed that BSCs significantly modified soil chemical and nutritional properties. Total nitrogen, organic matter, and available potassium increased due to BSC activities, while pH, calcium carbonate, and available phosphorus decreased. Electrical conductivity increased slightly. Despite these chemical changes, clay mineralogy showed no detectable variation among biocrust types. Mean concentrations of Pb, Zn, Cu, and Mn in soils associated with C. rhodax, C. trachyphylla, and G. ovalis differed significantly from those in crust-free soils. These species also showed the highest correlations between heavy metals concentrations and magnetic susceptibility, indicating their suitability as biological and biomagnetic monitors. Heavy metals distribution in urban and industrial areas of Isfahan seems to be mainly controlled by anthropogenic activities, while it appears to be governed by natural processes in Kuhpayeh area. Contamination factors decrease with increasing distance from major sources, including the Bama mine, steel and petrochemical industries, and urban traffic. Overall, the selected lichen and moss species are effective biological and biomagnetic indicators for monitoring heavy metal pollution in arid environments.
