تعيين اعتبار مدل RothC جهت برآورد توان ترسيب كربن خاك بوم نظامي بازسازي شده، تحت دو سناريوي اقليمي متفاوت

Validation of RothC Model for Evaluation of Carbon Sequestration in a Restorated Ecosystem Under Two Different Climatic Scenarios

تغييرات اقليمي ناشي از افزايش غلظت گازهاي گلخانه اي به ويژه دي اكسيد كربن، منجر به افزايش توجه به مسيله ترسيب كربن از طريق بازسازي و حفاظت از پوشش گياهي شده و در اين بين بوم نظام هاي مناطق خشك از جايگاه ويژه اي برخوردار هستند. از اين رو، در اين تحقيق اثرات بازسازي و حفاظت، بر روي توان ترسيب كربن خاك در منطقه اجراي پروژه بين‌المللي ترسيب كربن در استان خراسان جنوبي با رويكردي شبيه-سازي، بررسي و اثرات تغيير اقليم يعني افزايش دما و كاهش ميزان بارندگي بر وضعيت ترسيب كربن در منطقه مذكور مورد مطالعه قرار گرفت. عمليات بازسازي و حفاظت در منطقه مورد مطالعه از سال 1384 شروع شد و هشت سال پس از آن، در فاصله سال‌هاي 1390 تا 1391 نمونه برداري خاك به صورت هر دو ماه يك بار، انجام گرفت. در نهايت پس از جمع آوري ورودي‌هاي اقليمي، خاكي و مديريتي مورد نياز براي مدل RothC، اين مدل براي بوم نظام تحت بررسي، مورد ارزيابي و تعيين اعتبار قرار گرفت. علاوه بر اين، وضعيت ترسيب كربن منطقه مورد مطالعه در شرايط تغيير اقليم نيز بررسي گرديد. نتايج حاصل از به‌كارگيري مدل RothC نشان داد كه اين مدل قابليت به‌كارگيري در بوم نظام هاي نواحي گرم و خشك را داشته و به خوبي مي تواند تغييرات كربن خاك را در طي زمان برآورد نمايد؛ به طوري كه مقادير شاخص كارايي مدل، ضريب تبيين و جذر ميانگين مربعات خطا به ترتيب برابر 98/0، 98 درصد و 01/0 بود. بر اساس نتايج حاصل از شبيه سازي، روند تغييرات كربن خاك در فاصله زماني سال هاي 2011 تا 2050 در بوم نظام مورد بررسي افزايشي بوده و اين عامل از اجراي عمليات حفاظت و نيز تغيير اقليم احتمالي اثر خواهد پذيرفت. به طوري كه، برآورد ميزان كربن ترسيب شده در سال 2050 حاكي از بالاتر بودن آن در مناطق تحت حفاظت در مقايسه با نواحي تحت چرا مي باشد. علاوه بر اين، در اثر تغيير اقليم يعني افزايش دما و كاهش بارندگي پيش بيني شده براي منطقه مورد مطالعه، توان ترسيب كربن خاك با كاهش نسبي مواجه خواهد شد.

Climate change by increasing concentrations of greenhouse gases, particularly carbon dioxide, has led to increase attention to the carbon sequestration through the restoration and protection of vegetation cover. In this regards, ecosystems of arid regions have a special importance. In this study the effects of reconstruction and conservation, on soil carbon sequestration of the region of the International Carbon Sequestration Project in Hussein Abad, South Khorasan province of Iran was investigated by a simulation approach using RothC model. In addition, the effects of climate change (increasing temperature and decreasing rainfall) on soil carbon sequestration potential was studied. In the studied area, replanting was done in 2004 and then soil samples were taken every two months during 2010-2011. After collecting the required input data for RothC model (climate, soil and management input data), the model was evaluated and validated for the study area. Moreover, soil carbon sequestration was studied under climate change condition. The simulation results revealed that the RothC model is applicable in rangelands of dry and warm regions, because it estimated the soil carbon changes over the time with proper accuracy. The amounts of model performance index, R2 and RMSE were 0.98, 98% and 0.01, respectively. Simulation study indicated that soil carbon storage will increase from 2011 to 2050 and will be affected by climate change and protection programs. Based on model estimation the amounts of soil carbon in preotected areas will be higher than non-protected areas. Moreover, in non-climate change scenario the amounts of soil carbon will be higher than climate change scenario in 2050.