SUPERVISOR
Mohammad Iravani,Mohammad Reza Mosaddeghi,Mohammad-Ali Hajabbasi
مجید ایروانی (استاد مشاور) محمدرضا مصدقی (استاد راهنما) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد مشاور)
STUDENT
Farzaneh Aslani
فرزانه اصلانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Temporal Variation of Physical Fractions of Soil Organic Matter Following Fire Events in Fereydan
Rangelands are precious natural ecological resources and occupy the largest area of terrestrial lands in the world. Rangeland with diverse plant species is a natural ecosystem rich in genetic resources. Biological diversity is responsible for the sustainability of rangeland ecosystems against biological and environmental variables. Firing is considered important among several factors affecting the biological diversity in rangelands. Controlled firing is considered as a management strategy to improve the rangeland ecosystems. However, it might be a destroying agent for forests and pastures in arid and semi-arid regions. The objective of this study was to investigate the residual effects of firing events on soil texture, carbonate content, organic matter (OM), particulate organic matter (POM), hot-water extractable carbohydrates (Cb HW ), structural stability indices (MWD, GMD and WSA), organic carbon (OC) and total nitrogen (TN) and C/N ratio in the physical fractions of aggregates in the rangelands of Fereydan region, Isfahan Province. Ten stations per year were selected from the fire events of 2008 to 2011, whereas five stations were studied in 2012 because of low number of 2012-fire events. In each location, a treatment plot (burn) and control plot (unburn) were selected and the soil sampling and measurements were done in the border between burn and unburn plots in order to minimize the influence of spatial variability on the results. Therefore, 45 samples from burn locations and 45 samples from corresponding unburn locations (in total 90 locations) were collected and brought to the lab. The statistical comparisons between fired (F) and non-fired (NF) locations at each year were examined using paired t -test. The residual effect of firing upon time on the OC and TN of aggregates (physical fractions) was studied using factorial arrangement in an unequal completely randomized design. The results showed that fire and time after firing significantly increased OM, Cb HW , TN and contribution of all aggregate fractions to total soil organic carbon. The fire significantly increased total POM and occluded POM but the increase in free POM was not significant. On a relative basis, the fire decreased the POM (i.e. POM/OM ratio) and Cb HW (i.e. Cb HW /OMratio), indicating the sensitivity of these properties to soil management. Soil structural stability indices (MWD, GMD and WSA) were significantly increased after fire due to greater OM, POM and Cb HW . However, time after firing decreased the differences of MWD, GMD and WSA between burn and unburn locations. Firing significantly decreased the mean percents of primary particles + very fine aggregates ( 0.053 mm) but non-significantly decreased the water-stable micro-aggregates (0.053?0.25 mm). However, the water-stable macro-aggregates (0.25?4 mm) were significantly increased after fire. The effects of time after firing and aggregates size on OC and TN of aggregates were significant but their effects on C/N ratio were not significant. The fire increased the C/N ratio but the effect was significant in some years. The findings of this study indicated that controlled firing in rangelands of Fereydan region in locations on north- and east-facing low slopes with loamy soils might improve soil quality and physical and chemical properties if livestock grazing is prevented and/or controlled. Keywords: Firing, Aggregate, Structural stability indices, Hot-water extractable carbohydrates, Water infiltration, Free and occluded particulate organic matter, C/N ratio.
مراتع جزء زیست hy;بوم های طبیعی و پویا روی کر ه زمین هستند که بیش ترین سطح خشکی ها را به خود اختصاص داده اند. مرتع یک اکوسیستم طبیعی و غنی از ذخایر ژنتیکی است که از تنوع گونه ای گیاهی زیادی برخوردار می باشد. این گوناگونی زیستی ضامن پایداری اکوسیستم مرتع در برابر عوامل متغیر محیطی و زیستی است. آتش سوزی یکی از عوامل اصلی تأثیرگذار بر تنوع زیستی مراتع است. آتش سوزی کنترل شده از جمله راهکارهای مدیریتی برای اصلاح مراتع محسوب می شود. از طرف دیگر ، آتش سوزی یکی از خطراتی است که جنگل ها و مراتع را به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک تهدید می کند. هدف از انجام این پژوهش ، بررسی پیامدهای باقی مانده آتش سوزی پوشش گیاهی بر بافت، درصد آهک ، ماده آلی (OM) ، ماده آلی ذره ای (POM) ، کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با آب داغ (Cb HW ) ، شاخص های پایداری ساختمان (MWD، GMD و WSA)، کربن آلی (OC) و نیتروژن کل (TN) و نسبت C/Nدر اجزاء فیزیکی خاکدانه ها در مراتع شهرستان فریدن واقع در استان اصفهان بود. برای این منظور ، از رخداهای آتش سوزی در سال های 1387 ، 1388 ، 1389 ، 1390 و 1391 که به ترتیب 4 سال ، 3 سال، 2 سال ، 1 سال و بلافاصله پیش از این پژوهش ، دچار آتش سوزی شده بودند ، تعداد ده ایستگاه به ازای هر سال و پنج ایستگاه برای سال 1391 انتخاب شد. در هر ایستگاه یک نقطه به عنوان تیمار (آتش سوزی شده) و یک نقطه به عنوان شاهد (آتش سوزی نشده) انتخاب شد و اندازه گیری ها نزدیک مرز مکان های آتش سوزی شده و آتش سوزی نشده پس از فصل چرا انجام شد تا اثر تغییرپذیری مکانی به حداقل برسد. بنابراین 45 نمونه از مکان های آتش سوزی شده و 45 نمونه نظیر آن ها از مکان های آتش سوزی نشده (در مجموع 90 مکان) انتخاب شده و به آزمایشگاه انتقال یافت. برای مقایسه آماری ویژگی های مورد نظر خاک در دو مکان سوخته (F) و نسوخته (NF) در هر سال به طور مجزا از آزمون t جفت شده استفاده شد. برای بررسی پیامدهای آتش سوزی و اثر گذشت زمان بر OC و TN خاکدانه ای (اجزاء فیزیکی ماده آلی) از طرح کاملاً تصادفی نامتعادل با آرایش فاکتوریل استفاده شد. نتایج نشان داد آتش سوزی و گذشت زمان پس از آن سبب افزایش معنی دار میانگین OM، Cb HW ، TN و میانگین سهم هر جزء خاکدانه ای از کربن آلی کل خاک در تمام گروه های خاکدانه hy;ای شد. آتش سوزی باعث افزایش میانگین های Total POM ، Occluded POM و Free POM شد ؛ اگرچه اثر آن بر Total POM و Occluded POM معنی دار بود ولی بر Free POM اثر غیرمعنی داری داشت. به طور نسبی آتش سوزی، ذخیرهPOM (نسبت POM/OM) و ذخیره Cb HW (نسبت Cb HW /OM) را کاهش می دهد که بیان گر حساسیت بیش تر آن ها به مدیریت خاک می باشد. آتش سوزی با افزایش ماده آلی ، POM و Cb HW خاک ، تأثیر افزایشی و معنی داری بر میانگین شاخص های پایداری ساختمان خاک شامل MWD ، GMD و WSA داشت. از طرف دیگر ، گذشت زمان پس از آتش سوزی اثر کاهشی بر تفاوت MWD ، GMD و WSA بین مکان های سوخته و نسوخته داشت. آتش سوزی سبب کاهش معنی دار میانگین درصد ذرات اولیه و خاکدانه های خیلی ریز (mm 053/0 hy;) و کاهش غیرمعنی دار درصد خاکدانه های ریز (mm 25/0-053/0) پایدار در آب شد ولی درصد خاکدانه های درشت (mm 4-25/0) پایدار در آب خاک پس از آتش سوزی افزایش معنی داری داشته اند.اثر سال پس از آتش سوزی و اندازه خاکدانه بر OC و TN خاکدانه ها معنی دار ولی بر نسبت C/N غیرمعنی دار بود. آتش سوزی باعث افزایش نسبت C/N خاک شد اما این افزایش در تمام سال ها غیرمعنی دار بود.یافته های این پژوهش نشان داد که آتش سوزی مدیریت شده در مراتع فریدن می تواند در بیش تر نقاط با شیب کم واقع روی شیب های شمالی و شرقی با بافت لومی با چرای کم یا کنترل شده ، سبب بهبود ویژگی های فیزیکی ، شیمیایی و کیفیت خاک گردد. واژه های کلیدی : آتش سوزی ، خاکدانه ، شاخص های پایداری ساختمان ، کربوهیدرات های قابل عصاره گیری با آب داغ ، ماده آلی ذره ای آزاد و محبوس hy;، نسبت C/N.