تکامل ژنتیکی خاک‌های جنگلی ارسباران در امتداد یک نیمرخ ارتفاعی زیر حوضه کلیبرچای سفلی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

2 استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

3 - دانشیار، گروه جنگلداری، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه ارومیه

4 دانشیار، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز

5 استادیار، گروه GIS و سنجش از دور، دانشکده جغرافیا و برنامه‌ریزی، دانشگاه تبریز

چکیده

خاک محیطی پویا است لذا بسیاری از تصمیم­گیری­های محیطی مرتبط با خاک تحت تأثیر تکامل آن قرار می­گیرد. با توجه به ضرورت بررسی تشکیل و تکامل خاک، مطالعه حاضر در امتداد یک نیمرخ ارتفاعی از زیرحوضه کلیبرچای سفلی در جنگل­های ارسباران در قالب بررسی­های مرفولوژیکی، میکرومرفولوژیکی، تجزیه­های فیزیکی و شیمیایی، رده­بندی خاک و محاسبه شاخص تکامل خاک هاردن بر روی 8 خاکرخ شاهد انجام شد. نتایج بیان­گر حضور چهار رده خاک انتی­سول، اینسپتی­سول، مالی­سول و آلفی­سول در نتیجه روی­دادن فرآیندهای خاک­ساختی هوادیدگی، تجمع بقایا و هوموسی شدن، آب­شویی و تجمع آهک و رس در نیمرخ ارتفاعی مطالعه شده می­باشد که در دو طبقه ارتفاعی با خانواده­های مختلف تکرار شده­اند. مشاهده افزایش هوادیدگی، توسعه عمقی، ریز شدن بافت، تغییر در شدت و تنوع نمودهای خاک­ساختی هم­چون پوشش­های رسی، نمودهای کربناتی، بقایای آلی، فضولات جانوری و ویژگی­های میکرومرفولوژیک منتج از آن­ها با کاهش ارتفاع و نیز محاسبه شاخص هاردن بیان­گر متکامل­تر بودن خاک­های انتی­سول، اینسپتی­سول، مالی­سول در ارتفاعات پایین نسبت به خاک هم­رده خود در ارتفاعات بالا است، اما وضعیت معکوس تکامل آلفی­سول­ها در نتیجه نقش پوشش گیاهی در تثبیت، توسعه و تکامل این خاک­ها تحت نامساعدترین شرایط توپوگرافیکی منطقه در ارتفاعات بالا می­باشد. بنابراین به­نظر می­رسد که در مقیاس مورد مطالعه ارتفاع فاکتور اصلی تشکیل خاک­ها نبوده، اما می­توان آن را به­عنوان اصلی­ترین فاکتور مؤثر بر میزان تکامل خاک­ها شناخت. در کنار یافته­های اصلی، نتایج نشان داد که تمایز یافتگی افق­های مختلف مفهومی متفاوت از تکامل خاک را ارائه می­دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Genetically Evolution of Arasbaran Forests Soils along Altitudinal Transects of Kaleybar Chai Sofla Sub-Basin

نویسندگان [English]

  • H Rezaei 1
  • AA Jsfarzadeh 2
  • A Alijanpour 3
  • F Shahbazi 4
  • kh Valizadeh Kamran 5
چکیده [English]

The large numbers of environmental management decisions associated with soil are influenced by its evolution because soil is a dynamic environment. Based on necessity of soil genesis and evolution assessments, this research work was carried out along an altitudinal transects of  Kaleybar Chai Sofla sub-basin in Arasbaran forests and completed by soil morphological and micromorphological studies, physical and chemical analyses, soil classification and calculation of Harden index in eight control profiles. Results revealed the presence of four soil orders of Entisols, Inceptisols, Mollisols and Alfisols in two replications with different families in two elevation parts along altitudinal transects, due to various soil forming processes such as weathering, littering and humification, calcification and lessivage. Observation of weathering rate increasing, soil profile thickness development, differences in variety and intensity of pedofeatures such as clay coating, calcitic pedofeatures, organic residues, excrements and derived micromorphological properties by decreasing of elevation and also calculation of Harden index revealed the presence of more developed Entisols, Inceptisols, Mollisols in lower elevation in comparison to the same orders in the upper one. But the inverse condition of Alfisols evolution was related to the role of vegetation in soil stabilization, development and evolution in unsuitable topographic condition of upper parts of the study area. Therefore, it seems that elevation is not the main soil forming factor in the studied scale, but it can be identified as a main effective factor in soil evolution. Besides main findings, results showed that different horizon distinction revealed different concepts from soil evolution.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Arsabaran
  • Elevation
  • Forest
  • Micromorphology
  • Soil evolution
آزادی ا و ابطحی س­ع، 1394. ویژگی­های پیدایشی و کانی­شناسی خاک­ها تحت تأثیر توپوگرافی و سطح آب زیرزمینی و ارزیابی تناسب اراضی منطقه کافتر استان فارس. فصل­نامه انسان و محیط زیست، شماره 33، صفحه­های 57 تا 77.
امیری­نژاد ع­ا و باقرنژاد م، 1376. اثرات توپوگرافی برروی تشکیل وتکامل خاک­های منطقه کرمانشاه. مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 28، شماره 3، صفحه­های 99 تا 111.
بلندیان ه، 1378. شناخت جنگل. انتشارات دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین.
بنایی م­ح، 1377. نقشه رژیم‌های رطوبتی و حرارتی خاک­های ایران. مؤسسه تحقیقات خاک و آب ایران، وزارت کشاورزی، تهران.
بی­نام، 1382. طرح صیانت از جنگل­های ارسباران شمالی (جمع­بندی مطالعات جنگل­های ارسباران شمالی). اداره کل منابع طبیعی استان آذربایجان­شرقی، تبریز.
بی­نام، 1384. نقشه زمین شناسی 1:100000 سری 5367. وزارت صنایع و معادن ایران، تهران.
بی­نام، 1387. دستورالعمل تجزیه­های آزمایشگاهی نمونه­های آب و خاک. مؤسسه تحقیقات آب و خاک، نشریه شماره 467.
بی­نام، 1392. آمار هواشناسی ایستگاه سینوپتیک کلیبر. سازمان هواشناسی جمهوری اسلامی ایران، اداره کل هواشناسی استان آذربایجان­شرقی، تبریز.
خیام م، 1389. مبانی ژئومرفولوژی- اشکال و ناهمواری­های زمین (ترجمه). انتشارات مبنا، تهران.
زارعیان غ­ر و باقرنژاد م، 1379. اثر توپوگرافی در تکامل خاک و تنوع کانی­های رسی منطقه بیضاء استان فارس. مجله علوم خاک و آب، جلد 14، شماره 1، صفحه­های 46 تا 56.
زارعیان غ­ر، 1382. تشکیل و طبقه­بندی خاک و ارزیابی تناسب اراضی دراگون استان فارس. صفحه­های 200 تا 201، مجموعه مقالات هشتمین کنگره علوم خاک ایران، 5-1 فروردین ماه، دانشگاه گیلان، رشت.
ساریخانی ن، 1370. بهره­برداری جنگل. انتشارات دانشگاه تهران، تهران.
شعبانیان ن، حیدری م و زینی­وندزاده م، 1389. اثر جنگل­کاری با گونه­های سوزنی­برگ و پهن­برگ بر تنوع گونه­های گیاهی و برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک (مطالعه موردی: جنگل­کاری دوشان سنندج). فصل­نامه تحقیقات جنگل و صنوبر ایران، جلد 18، شماره 3، صفحه­های 437 تا 446.
صالحی ع، زرین کفش م، زاهدی امیری ق و مروی مهاجر م­ر، 1384. بررسی تغییرات خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک در ارتباط با گروه­های اکولوژیک درختی در سری نم­خانه جنگل خیرودکنار. مجله منابع طبیعی ایران، جلد 58، شماره 3، صفحه­های 567 تا 578.
عباسی­کلو آ، جعفرزاده ع­ا، کریمیان اقبال م، اوستان ش و جهانگیری ا، 1393. تأثیر سطوح مختلف ژئومرفولوژیک بر تکامل خاک­ها با استفاده از تغییرات پدوژنیک و شکل­های مختلف آهن در منطقه مرند، آذربایجان شرقی. نشریه دانش آب و خاک، جلد 24، شماره 1، صفحه­های 85 تا 101.
عباسی ح­ر. 1381. تشکیل و طبقه­بندی خاک در ارتباط با پوشش گیاهی در قسمتی از بوم­سازگان جنگلی شمال کشور، مطالعه موردی: جنگل تحقیقاتی واز. فصل­نامه پژوهش و سازندگی، جلد 15، شماره1، صفحه­های 96 تا 102.
لیاقت م و خرمالی ف، 1390. میکرومرفولوژی تکامل برخی خاک­های لسی غرب استان گلستان در یک توالی اقلیم- توپوگرافی- پوشش گیاهی. مجله پژوهش­های حفاظت آب و خاک، جلد 18، شماره 1، صفحه­های 1 تا 32.
Anonymous, 2014. Keys to Soil Taxonomy (12th ed.). United States Department of Agriculture, Naturaral Resources Conservation Service, Soil Survey Staff, Washington, DC.
Aydinalp C, 2003. Some important properties and classification of Mollisols in north western Turkey. Journal of Central European Agriculture 4(3): 221-224.
Badia D, Marti C, Aznar JM and Leon J, 2013. Influence of slope and parent rock on soil genesis and classification in semiarid mountainous environments. Geoderma 193: 13-21.
Becze Deak J, Langhor R and Verrechia EP, 1997. Small scale secondary CaCO3 accumulations in selected sections of the European loess belt. Geoderma 76: 221-252.
Bockheim JG, Gennadiyev AN, Hartemink AE and Brevik EC, 2014. Soil-forming factors and Soil Taxonomy. Geoderma 226-227: 231-237.
Blazejewski GA, Stolt MH, Gold AJ and Groffman PM, 2005. Macro-and micromorphology of subsurface carbon in riparian zone soils. Soil Science Society of America Journal 69: 1320-1329.
Bohn HL, Myer RA and O'Connor GA, 2001. Soil Chemistry. John Wiley and Sons, New York.
Binkley D, Kaye J, Barry M and Ryan MG, 2004. First rotation changes in soil carbon and nitrogen in a Eucalyptus plantation in Hawaii. Soil Science Society of American Journal 68(5): 1713-1719.
Binkley D and Fisher RF, 2013. Ecology and Management of Forest Soil. John Wiley and Sons, New York.
Bullock P, Fedoroff  N, Jongerius A, Stoops G and Tursina T, 1985. Handbook for Thin Section Description. Waine Research, England.
Buol SW, Southard RJ, Graham RC and McDaniel PA, 2011. Soil Genesis and Classification. Wiley, Oxford, UK.
Burgess TI, Malajczuk N and Grove TS, 1993. The ability of 16 ectomycorrhizal fungi to increase growth and phosphorus uptake of Eucalyptus globlulus Labill. and E. diversicolor F. Muell. Plant and Soil 153(2): 155-164.
Egli M, Merkli Ch, Sartori G, Mirabella A and Plotze M, 2008. Weathering, mineralogical evolution and soil organic matter along a Holocene soil toposequence developed on carbonate-rich materials. Geomorphology 97: 675-696.
Elliott PE and Dorhan PJ, 2009. Clay accumulation and argillic – horizon development as influenced by Aeolian vs. local parent material on quartzite and limestone-derived alluvial fans. Geoderma 151: 98-108.
Fanning DS and Fanning MCB, 1989. Soil: Morphology, Genesis, and Classification. John Wiley and Sons, New York.
Fenton TE, 1983. Mollisols. Pp. 125-163. In: Wilding LP, Smeck NE and Hall GF (eds). Pedogenesis and Soil Taxonomy, II. The soil orders. Elsevier Science, Amsterdam, Netherlands.
Fisher WL, McGowen JH, Brown LF and Groat GG, 1972. Environmental Geologic Atlas of the Texas Coastal Zone-Galveston-Houston Area. Bureau of Economic Geology, University of Texas, Austin, U.S.A.
Fitzpatrick EA, 1993. Soil Microscopy and Micromorphology. John Wiley and Sons, Chichester.
Foth, HD, 1991. Fundamentals of Soil Science. Wiley, New York.
Gracheva R, 2011. Formation of soil diversity in the mountainous tropics and subtropics: rocks, time and erosion. Geomorphology 135(3-4): 224-231.
Hall GF, 1983. Pedology and Geomorphology. Pp. 117-140. In: Wilding LP, Smeck NE and Hall GF (eds). Pedogenesis and Soil Taxonomy, I. Concept and Interaction. Elsewier science, New York.
Harden JW, 1982. A quantitative index of soil development from field description: examples from a chronosequence in central California. Geoderma 28: 1-28.
Harden JW and Taylor EM, 1983. A quantitative comparison of soil development in four climatic regimes. Quaternary Research 20: 342-359.
Haugland JE and Owen Haugland BS, 2008. Cryogenic disturbance and pedogenic lag effects as determined by the profile developmental index: The styggedalsbreen glacier chronosequence, Norway. Geomorphology 96(1): 212-220.
Honorato PR and Nunez MR, 1982. Micromorphology of entisols and inceptisols of Santiago bassin (Chile). AGRIS Since 7(2): 89-93.
Hopkins DG and Franzen DW, 2003. Argillic horizons in stratified drift: Luverne end Moraine, Eastern North Dakota. Soil Science Society of America journal 67(6): 1790-1796.
Jenny H, 2011. Factors of Soil Formation-A System of Quantitative Pedology. Dover, New York.
Jiang P and Thelen KD, 2004. Effect of soil and topographic properties on crop yield in a northcentral corn-Soybean cropping system. Agronomy Journal 96(1): 252-258.
Khormali F, Abtahi A and Stoops G. 2006. Micromorphology of calcitic features in highly calcareous soils of Fars Province, Southern Iran. Geoderma 132: 31-46.
Lamande M, Hallaire V and Curmi P, 2003. Changes of pore morphology, infiltration and earthworm community in a loamy soil under different agricultural managements. Catena 54: 637-649.
Lomolino MV, 2001. Elevation gradients of species density: historical and prospective views. Global Ecology and Biogeography 10: 3-13.
Lyford WH and Wilson BF, 1964. Development of the root system of Acer Rubrum L. Harvard Forest Paper 10: 1-17.
Murphy CP, 1986. Thin Section Preparation of Soils and Sediments. A and B Academic, Berkhamsted, England.
Nael M, Khademi H and Hajabbasi MA, 2004. Response of soil quality indicators and their spatial variability to land degradation in central Iran. Applied Soil Ecology 27: 221-232.
Nyambane OS and Mwea SK, 2011. Root tensile strength of 3 typical plant species and their contribution to soil shear strength; a case study: Sasumua Backslope, Nyandarua District, Kenya. Journal of Civil Engineering Research and Practice 8(1): 57-73.
Olson KR, Jones RL and Lang JM, 2005. Soil formation at Millstone Bluff and Johnson Ridge in southern Illinois. Soil Science 170: 457-468.
Rostad HPW, Arnaud RJSt, 1968. The Nature of carbonates minerals in two saskatchewan soils. Canadian Journal of Soil Science 50: 65-70. 
Schaetzl R and Anderson S, 2005. Soils: Genesis and Geomorphology. Cambridge University, Cambridge, England.
Schoeneberger PJ, Wysocki DA, Benham EC and Soil Survey Staff, 2012. Field book for describing and sampling soils, Version 3.0. Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center, Lincoln, NE.
Seghal JL and Stoops G, 1972. Pedogenic calcite accumulation in arid and semiarid regions of the Indo Genetic plain of Erstwhile Punjab, Their morphology and origin. Geoderma 8: 59-72
Sonn SW, 1960. The Influence of Forest on Soils. Gustav Fischer Verlag Jena, Germany.
Stoops G, 2003. Guidelines for analysis and description of soil and regolit thin section. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA.
Stoops G, Marcelino V and Mees F, 2010. Interpretation of Micromorphological Features of Soils and Regoliths. Elsevier’s Science and Technology, Oxford, UK.
Toriyama J, Hak M, Imayaa A, Hiraia K and Kiyono Y, 2015. Effects of forest type and environmental factors on the soil organic carbon pool and its density fractions in a seasonally dry tropical forest. Forest Ecology and Management 335: 147-155.
Wilson JP and Gallant JC, 2000. Terrain Analysis (Principles and Applications). John Wiley and Sons, New York.
Wilson MA, Indorante SJ, Lee BD, Follmer L, Williams DR, Fitch BC, McCauley WM, Bathgate JD, Grimley DA and Kleinschmidt K, 2010. Location and expression of fragic soil properties in a loess-covered landscape, southern Illinois, USA. Geoderma 154(3-4): 529-543.
Wu SP and Chen ZS, 2005. Characteristics and genesis of Inceptisols with placic horizons in the subalpine forest soils of Taiwan. Geoderma 125: 331-341.
Young FJ and Hammer RD, 2000. Soil–landform relationships on a loess-mantled upland landscape in Missouri. Soil Science Society of America Journal 64(4): 1443-1454.
Zhang H, Zhang GL and Zhao YG, 2007. Chemical degradation of Ferralsol (Oxisol) under intensive rubber (Hevea brasiliensis) farming in tropical China. Soil and Tillage Research 93(1): 109-116.