بررسی همبستگی پوشش گیاهی، عناصر خاک و ذخیره کربن آلی گیاه و خاک در مراتع کوهستانی تحت قرق و چرا (مطالعه موردی: گردنه اسدآباد، همدان)

گرچه به نظر می رسد فرآیند چرای دام موجب تسریع چرخه کربن در اکوسیستم های مرتعی شود، اما تاثیر آن بستگی به عوامل مدیریتی و محیطی دارد و غیرقابل پیش بینی است. دلایل اصلی این عدم قطعیت، عبارتند از: (1) مشکل بودن ردیابی تغییرات کوچک در ذخایر کربن مراتع،  به علت حجم بالای این ذخایر (2) فقدان اطلاعات پایه قبل از اعمال هرگونه سیستم چرایی و (3) فقدان مراتع دارای مدیریت بلندمدت چرایی. با توجه به موارد فوق هدف این مطالعه، بررسی روابط و چگونگی اثرگذاری پارامترهای گیاهی و خاک بر ذخیره کربن آلی در مراتع قرق 10 ساله در مراتع کوهستانی اسدآباد، همدان است.

پس از شناسایی مقدماتی منطقه مورد مطالعه، دو سایت مطالعاتی تحت چرا و قرق  (10 ساله) تعیین  شدند. به منظور به حداقل رساندن اثر گرادیان عوامل اکولوژیکی و بیولوژیکی، سایت های مطالعاتی به نحوی انتخاب شدند که این عوامل همگن باشند و پارامترهایی مانند ارتفاع، جهت شیب، شیب و تیپ گیاهی مشابهی داشته باشند. پس از مشخص کردن سایت های معرف در هر دو منطقه مدیریتی، نمونه برداری از پوشش گیاهی و خاک سطحی در طول دو ترانسکت (عمود برهم) 100 متری به فواصل 20 متر (مجموعا 10 پلات در هر منطقه) و به روش تصادفی- سیستماتیک انجام شد. پارامترهای درصد پوشش گیاهی، شاخص های تنوع (سیمپسون)، یکنواختی (شانون-وینر) و غنا (مارگالف) (با استفاده از نرم افزار Past 4.03) محاسبه شدند و میزان عناصر کربن آلی، فسفر، پتاسیم و نیتروژن خاک اندازه گیری شدند. آنالیز آماری نتایج با استفاده از نرم افزار SAS V.4.1 و پراکنش متغییرها با توجه به طول گرادیان (1SD) از روش تجزیه مولفه های اصلی PCA با استفاده از نرم افزار Canoco 5 بررسی شد.  

نتایج حاصل از مطالعه حاضر نشان داد که درصد پوشش گیاهی، غنا و تنوع گونه ای در منطقه قرق بیشتر است. درصد پوشش گیاهی و تعداد گونه ها در منطقه تحت چرا و قرق به ترتیب برابر 1/35، 6/67 درصد و 127، 139 است. بیشترین میزان کربن ذخیره در پوشش گیاهی و خاک، با اختلاف معنی داری، در منطقه قرق مشاهده شد. ذخیره کربن آلی در واحدهای مدیریتی قرق و چرا در خاک سطحی به ترتیب 13/83 و 35/74 و در پوشش گیاهی به ترتیب 00273/0  00219/0 تن بر هکتار برآورد شد (05/0  <p). نتایج بیانگر روند افزایشی معنی دار شاخص تنوع گیاهی (سیمپسون) در منطقه قرق 83/13 نسبت به منطقه تحت چرا  63/12 بود. افزایش شاخص غنای مارگالف در منطقه قرق معنی دار بوده است. همچنین اندازه گیری عناصر فسفر، پتاسیم و نیتروژن خاک بیانگر افزایش 51، 7/25 و 15 درصدی این عناصر در شرایط قرق است (05/0  <p). براساس نتایج آنالیز همبستگی، ارتباط خطی معنی داری بین کربن آلی با عناصر فسفر (55/0=r) و نیتروژن (80/0= r) وجود داشت  (05/0  <p). هرچند همبستگی معنی داری بین شاخص های تنوع گیاهی با ذخیره کربن آلی پوشش گیاهی مشاهده نگردید.

بررسی نتایج حاصل از این مطالعه بیانگر اثرگذاری قرق بلندمدت 10 ساله بر پارامترهای خاک و پوشش گیاهی در مراتع کوهستانی است (05/0  <p). علاوه بر ذخیره کربن آلی گیاه و خاک سطحی، سایر عناصر خاک مورد ارزیابی فسفر، پتاسیم و نیتروژن، درصد پوشش گیاهی و شاخص های تنوع و غنا در شرایط قرق افزایش داشته است. افزایش معنی دار شاخص تنوع گیاهی سیمپسون بیانگر مناسب بودن این شاخص در ارزیابی تغییرات تنوع گیاهی در مراتع کوهستانی است. برغم تغییرات افزایشی تنوع گیاهی و غنا در منطقه قرق، شاخص یکنواختی تغییرات معنی داری نشان نداد. به نظر می رسد به دلیل عدم مشاهده ارتباط خطی معنی دار بین شاخص های تنوع و ذخیره کربن آلی، عوامل دیگری بجز تنوع گیاهی بر افزایش ذخیره کربن اکوسیستم های کوهستانی تاثیر مستقیم دارند.