بررسی اثرگذاری گونه‌های درختی بر گسیل گازهای گلخانه‌ای از خاکِ جنگل‌های دست‌کاشت (مطالعه موردی: ساری)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای جنگل‌شناسی و اکولوژی جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران

2 استاد گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران.

3 استاد گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، مازندران، ایران

4 استادیار گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی و علوم دریایی، دانشگاه تربیت مدرس، نور، مازندران، ایران.

چکیده

انباشتﮔﺎزهای ﮔﻠﺨﺎﻧﻪ‌ای در نیوار زمین گرمایش فراگیر و پی‌آیند آن تغییر اقلیم را در پی داشته است. برای کاهش تغییر اقلیم و سازگاری با آن راهکارهایی چند پیشنهاده شده است. کاشت درختان ﺟﻨﮕلی و مدیریت کاهش فرآیندهای واکافت مواد آلی خاک، به ترتیب راهکارﻫﺎیی برای به دام‌اندازی دی‌اکسید کربن نیوار و کاهش گسیل گازهای گلخانه به نیوار می‌باشند. هدف این پژوهش بررسی اثرگذاری گونه‌های درختی بر گسیل گازهای گلخانه‌ای (CO2، CH4 و N2O) از خاک جنگل‌های دست‌کاشت در ساری می‌باشد. در این پژوهش جنگل‌کاری‌های20 ساله با گونه‌های درختی افراپلت، توسکا، بلوط، بلندمازو، صنوبر و زربینِ برگزیده و شار گسیل گازهای CO2، CH4 و N2O از خاکِ توده‌های درختی برای دو فصل تابستان و زمستان اندازه‌گیری شد. در هر توده درختی 3 محفظه گردآوری گاز در ژرفای10 سانتی‌متری خاک نصب شد. نوع و شار گسیل گازها با دستگاه گازکروماتوگرافی اندازه‌گیری شد. یافته‌ها گویای تفاوت بسیار معنی‌دار (P≤0.01) نرخ گسیل گازهای CO2، CH4 و N2O از خاک در توده‌های درختی در فصل تابستان بود، ولی در فصل زمستان تنها نرخ گسیل گاز CO2 تفاوت معنی‌داری (P≤0.05) در میان توده‌های درختی نشان داد. یافته‌های دسته‌بندی تاپسیس نشان داد که از خاک گونه‌های بلوط، افراپلت، زربین، توسکا و صنوبر به ترتیب گازهای گلخانه‌ای کم‌تری گسیل می‌شود. از این رو پیشنهاد می‌شود در آینده برای جنگل‌کاری به این مورد توجه شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The effect of tree species on greenhouse gas emissions from forest plantation soils (Case study: Sari, Iran)

نویسندگان [English]

  • Leila Vatani 1
  • Seyyed mohsen Hosseini 2
  • Mahmoud Raeini Sarjaz 3
  • Seyyed Jalil Alavi 4
1 Ph. D. Candidate of Forest Ecology, Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modarres University, Noor, Mazandaran, Iran
2 Professor, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modarres University, Noor, Mazandaran, Iran
3 Professor, Department of water engineering, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Mazandaran, Iran
4 Assistant Professor, Faculty of Natural Resources and Marine Sciences, Tarbiat Modares University, Noor, Mazandaran, Iran
چکیده [English]

Accumulation of greenhouse gases in the Earth’s atmosphere resulted in global warming and climate change. To mitigate climate change and cope with its consequences several strategies has been proposed. Silviculture and organic matters decomposition management, respectively, propose to sequestrate carbon and mitigate atmospheric greenhouse gases. The aim of this study is to evaluate the influence of tree species on soil greenhouse gas (CO2, CH4, N2O) emissions within forest plantations. For this purpose 20-year old maple, alder, oak, poplar and cypress species plantations were chosen in Sari region, Iran, and soil CO2, CH4, N2O emission rates measured during summer and winter times. Within each plantation area, 3 collecting gas chambers were installed at 10 cm soil depth randomly. The kind of emitted gases and their emission rates measured using gas chromatography. The results indicates that there are highly significant differences (P≤0.01) between tree plantations for CO2, CH4 and N2O gas emissions in the summer time, while during winter significant difference (P≤0.05) observes for CO2 emission. The TOPSIS ranking indicates that oak, maple, cypress, alder and poplar, respectively, are the more favorite sites in declining greenhouse gas emissions. Therefore, it concluded that in future silviculture attempts this issue should be taken into considerations.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate change
  • Methane
  • Mitigation
  • silviculture
  • Soil

Allen, K., Corre, M.D., Tjoa, A., Veldkamp, E. 2015. Soil Nitrogen-Cycling Responses to Conversion of Lowland Forests to Oil Palm and Rubber Plantations in Sumatra, Indonesia. PLoS One, 29;10(7): 0133325

Cheng, Z. C., Alberta, J. Z. 2013. Effects of soil pH and salt on N2O production in adjacent forest and grassland soils in central Alberta, Canada. Soils and Sediments, 13 (5):863-868.

 Dou, X., Chen, B., Black, T., Jassal, R.S., Che, M. 2015. Impact of Nitrogen Fertilization on Forest Carbon Sequestration and Water Loss in a Chronosequence of Three Douglas-Fir Stands in the Pacific Northwest. Forests, 6(6): 1897-1921; https://doi.org/10.3390/f6061897.

Ellison, J.C. 2018. Effects of Climate Change on Mangroves Relevant to the Pacific Islands University of Tasmania, Australia Pacific marine climate change report card. Science Review : 99-111.

Haren, R.V., Oldenborgh, G.J., Lenderink, G.  Hazeleger,W. 2013. Evaluation of modeled changes in extreme precipitation in Europe and the Rhine basin. environmental Research Letter, (8) 014053 (7p).

Haghdoost, N., Akbarinia, M., Varamesh, S. Hosseini, S.M. 2011. The Effect of Replacement of Devastated Forests with plantation on Soil Fertility and Sequestration. Journal of environmental studies, 38(3): 135-146.

Jafari, M. 2008. Investigation and analysis of climate change factors in Caspian Zone forests for last fifty years. Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 16 (2): 314-326. (In Farsi)

Krause, K., Niklaus, P.A., Schleppi, P. 2013. Soil-atmosphere fluxes of the greenhouse gases CO2, CH4 and N2O in a mountain spruce forest subjected to long-term N addition and to tree girdling. Agricultural and Forest Meteorology, 181:61-68. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2013.07.007

Liu, X.P., Zhang, W.J., Hu, C.S.,  Tang, X.G. 2014. Soil greenhouse gas fluxes from different tree species on Taihang Mountain, North China. Biogeosciences, 11: 1649–1666. doi:10.5194/bg-11-1649-2014.

Locatelli, B., Pavageau, C., Pramova, E., Di Gregorio, M. 2015. Integrating climate change mitigation   and adaptation in agriculture and forestry: opportunities and trade-offs, Wiley Interdi sciplinatry reviews-climate change, 6: 585-598.

Lu, X. Cheng, G. 2008. Climate change effects on soil carbon dynamics and greenhouse  gas emissions   in  Abies  fabri  forest  of  subalpine, southwest  China. Soil  Biology  and Biochemistry, 41(5): 1015-1021. DOI:10.1016/j.soilbio.2008.10.028

Mahtabi ughani, M., Najafi, A., Unesi, H., Moeedoddini, M. 2012. Application of tools in planning and managing of urban hysteresis. Human and environment, 10(4): 57-66.(In Farsi)

Mahmoudi-Taleghani, A., Zahedi, R., Amiri, G.H., adeli, A., Sagheb Talebi, KH. 2006. Estimation of carbon sequestration in forests under the management of a case study of Golband Forest in the north of the Iran. Journal of Forest and Poplar Research, 15: 241-252. (In Farsi)

 Morishita, T., Sakata, T., Takahashi, M., Ishizuka, S., Mizoguchi, T., Inagaki, Y., Terazawa, K., Sawata, S., Igarashi, M., Ya-suda, H., Koyama, Y., Suzuki, Y., Toyota, N., Muro, M., Kinjo, M., Yamamoto, H., Ashiya, D., Kanazawa, Y., Hashimoto, T., Umata, H. 2007. Methane uptake and nitrous oxide emission in Japanese forest soils and their relationship to soil and vegetation types, Soil Science. Plant Nutrition, 53: 678–691.

Organization of forests and rangelands. 2010.   Forestry plan in Mahdasht. (In Farsi)

Oertal, C., Matschullat, J., Zurba, K., Zimmermann, F., Erasmi, S. 2016. Greenhouse gas emissions from soils. Chemie der Erde. Geochemistry, 76(3): 327-352.

Paul, K. I., Polglase, P. J., Nyakuengama, J.G. Khanna, P. K. 2002. Change in soil carbon following   afforestation. Forest Ecology and Management, 168(1-3): 241-257.

Shaabanian, N., Heydari, M., Zeinivand, M. 2010. Effect of afforestation with broad leaved and conifer   species on herbaceous diversity and some physico-chemical properties of soil (Case study: Dushan   afforestation - Sanandaj). Iranian Journal of Forest and Poplar Research, 18(3), 446. (In Farsi)

Sok,V., Boruff, B.J.,  Morrison-Saunders, A. 2012. Addressing climate change through environmental impact assessment: international perspectives from a survey of IAIA members Impact Assessment and Project Appraisal. 29 (4) : 317-325.

Taghdisian, H., Minapour, S. 2002. Climate change, what we need to know, the National Environmental Climate Change Project Office, in collaboration with United Nations Office of Civil Aviation, Tehran, Environmental Protection Agency. (In Farsi)

Torga, R., Mander, Ü., Soosaar, K., Kupper, P., Tullus, A., Rosenvald, K., Ostonen, I., Kutti, S., Jaagus, J., Sõber, J., Maddison, M., Kaasik, A., Lõhmus, K. 2017. Weather extremes and tree species shape soil greenhouse gas fluxes in an experimental fast-growing deciduous forest of air humidity manipulation, Ecological Engineering, 106: 369-377.

Unger, N., Yue, X. 2014.  Strong chemistry-climate feedbacks in the Pliocene, geophysical research letter, 41: 527-533.

Wang, L., Wang, F., Yuan, L. 2012. Study on the carbon tax on forest resource, Forestry economics, 11(2): 76-82.