اثرات تبديل يك خاك جنگلي به شاليزار بر خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك و تعيين شاخص هاي حساس به تغيير كاربري اراضي

The Effects of Changing Forest Land to Paddy Field on the Physical and Chemical Properties of the Soil and Determining Sensitive Indices to Land Use Change

فعاليت كشاورزي، به ويژه كشت برنج مسئول عمده تخريب جنگل هاي طبيعي در شمال ايران است. اين پژوهش به منظور بررسي اثر تبديل جنگل طبيعي به شاليزار بر برخي ويژگي هاي فيزيكي و شيميايي خاك و تعيين حساس ترين اين پارامترها به آشفتگي يك اكوسيستم انجام گرفت. همچنين در اين مطالعه براي ايجاد حداقل مجموعه داده از پارامترهاي فيزيكي و شيميايي اندازه گيري شده، از روش تجزيه به مولفه اصلي، استفاده گرديد. لذا دو كاربري (جنگل طبيعي و شاليزار) در استان گيلان انتخاب و نمونه برداري از 5 عمق (20-0، 40-20، 60-40، 80-60 و 100-80 سانتي متر) در سه تكرار صورت پذيرفت. بافت خاك، چگالي، رطوبت در گنجايش زراعي، رس قابل انتشار، ميانگين وزني قطر خاكدانه، پ. هاش، هدايت الكتريكي، كربنات كلسيم، كربن آلي، نيتروژن كل، ظرفيت تبادل كاتيوني، كربوهيدرات هاي قابل عصاره گيري با اسيد و كربوهيدرات هاي قابل عصاره گيري با آب داغ در هر عمق تعيين و نتايج به صورت فاكتوريل و در قالب طرح كاملا تصادفي بررسي گرديد. نتايج نشان داد با تغيير كاربري اراضي از جنگل بكر به شاليزار به طور ميانگين در كل خاكرخ چگالي ظاهري (15 درصد) و رس قابل انتشار (33 درصد) افزايش يافت. درحالي كه ميانگين وزني قطر خاكدانه (76 درصد)، محتواي كربن آلي (57 درصد)، نيتروژن كل (53 درصد) و ظرفيت تبادل كاتيوني (31 درصد) كاهش يافت. شاخص حساسيت (SI) نشان داد كه در بين پارامترهاي فيزيكي و شيميايي به ترتيب ميانگين وزني قطر خاكدانه و كربن آلي در مقايسه با ساير پارامترها به تغيير كاربري اراضي حساس تر بودند. استفاده از تجزيه و تحليل مولفه هاي اصلي (PCA) در اين مطالعه نشان داد كه چهار عامل تقريبا بيش از 90 درصد واريانس را در مقادير ميانگين وزني قطر خاكدانه، كربن آلي، چگالي، درصد رطوبت در ظرفيت مزرعه، كربوهيدرات هاي قابل عصاره گير با اسيد و كربوهيدرات هاي قابل عصاره گير با آب داغ توجيه نمودند. اين پارامترها بيش ترين برآورد اشتراكي بودن را نشان دادند و درصد رس كم ترين اهميت نسبي در بين تخمين مقادير اشتراك را نشان داد.

Agricultural activity, especially cultivating rice, is one of the main reason of the destruction of natural forests in the north of Iran. This study was performed to investigate the effects of changing natural forest to Paddy Field on some physical and chemical properties of the soil and to determine the most sensitive indices to the disturbance of an ecosystem. Moreover, in this study, the Principal Component Analysis (PCA) method was used to create a minimum set of data from measured physical and chemical parameters. Accordingly, two land uses (natural forest and paddy field) were selected in Gilan province and soil samples were collected from five different depths (0-20, 20-40, 40-60, 60-80, and 80-100) three times. Soil texture, density, field capacity, dispersible clay, mean weight diameter (MWD), pH, electrical conductivity, calcium carbonate, organic carbon, total nitrogen, cation exchange capacity, extractable carbohydrates with acid and extractable carbohydrates with hot water at each depth were measured and the results were analyzed as factorial in a completely randomized design. The results indicated that by changing the land use from forest to paddy field, the average apparent density of the soil profile (15%) and dispersible clay (33%) were increased. However, the MWD (76%), organic carbon content (57%), total nitrogen (53%), and cation exchange capacity (31%) were reduced. The sensitivity index (SI) showed that among the physical and chemical parameters, MWD and organic carbon content were respectively more sensitive than the other parameters to land use change. The results of PCA revealed that the four factors could almost justify more than 90% of the variance in MWD, organic Carbone, density, moisture content in field capacity, extractable carbohydrates with acid, and extractable carbohydrates with hot water. These parameters showed the highest commonality and the clay percentage had the minimum relative importance among the estimation of commonality values