کاربرد مدل RothC در شبیه سازی اثر تغییرات اقلیمی بر انتشار کربن دی اکسید و ذخایر کربن آلی خاک اقلیم نیمه خشک خراسان رضوی

خاک با از دست دادن کربن به شکل کربن دی اکسید، پتانسیل زیادی برای تشدید گرمایش زیست کره دارد. از سوی دیگر امکان ترسیب کربن در خاک، راهکار مناسبی جهت کاهش انتشار کربن دی اکسید شناخته می شود. خاک های مناطق خشک و نیمه خشک جهان اگرچه حاوی مقادیر کمی کربن آلی هستند؛ اما به واسطه وسعت زیاد، امکان ترسیب مقادیر قابل توجهی کربن آلی را دارند. از این رو جهت بررسی تغییرات ذخایر کربن آلی خاک اراضی زراعی اقلیم نیمه خشک جلگه رخ واقع در استان خراسان رضوی، مدل رتامستد با استفاده از داده های مطالعات پیشین و مقادیر اندازه گیری شده در سال 2020 اعتبارسنجی شد. مقایسه بین مقادیر کربن آلی اندازه گیری شده و شبیه سازی شده توسط مدل، نشانگر قابلیت مدل در ارایه پیش بینی هایی با دقت مناسب بود. به طوری که مقادیر ضریب تبیین، ریشه میانگین مربعات خطا، میانگین مطلق خطا، تفاوت میانگین و شاخص کارایی مدل به ترتیب معادل 97/0، 78/2، 11/2، 33/2 و 70/0 به دست آمدند. سپس تاثیر تغییرات اقلیمی بر انتشار کربن دی اکسید و ذخایر کربن آلی خاک منطقه مدل سازی شد. بررسی تغییرات اقلیمی منطقه در (دوره آماری 1981 تا 2020) نشانگر کاهش بارندگی و افزایش معنی دار دما طی 40 سال گذشته بوده است. مدل سازی تغییرات اقلیمی تا پایان قرن جاری با اعمال افزایش دما و کاهش بارندگی انجام شد که نتایج بیانگر کاهش همه ذخایر کربن فعال مدل بود، چنان که مخازن مواد گیاهی تجزیه پذیر، مواد گیاهی مقاوم، زیست توده میکروبی، مواد آلی هوموسی شده و کل کربن آلی خاک به ترتیب معادل 41/2، 72/2، 51/2، 04/1 و 32/1 درصد نسبت به شرایط عدم وقوع تغییرات اقلیمی کاهش و میزان انتشار تجمعی کربن دی اکسید از خاک، 26/1 درصد افزایش نشان داد. افزایش دما باعث افزایش ضریب تصحیح دما (a) به میزان 20/2 درصد شد که منجر به افزایش سرعت تجزیه کربن آلی و تلفات کربن به شکل کربن دی اکسید شده است؛ اگرچه باعث افزایش تولید خالص اولیه بوم نظام نیز گردید. کاهش بارندگی و افزایش تبخیر و تعرق پتانسیل نیز باعث کاهش ضریب تصحیح رطوبت (b) به میزان 23/0 درصد شد؛ این فرایند از یک سو با کاهش فعالیت ریزجانداران موجب کاهش تجزیه زیستی کربن و انتشار کربن دی اکسید از خاک شده است؛ اما از سوی دیگر موجب کاهش درصد پوشش گیاهی و پیرو آن به دام انداختن کربن دی اکسید طی فرایند فتوسنتز و انتقال آن به خاک می گردد.