تحقیقات آب و خاک ایران

تحقیقات آب و خاک ایران

بررسی اثر آتش‌سوزی کنترل‌شده بر پروفیل حرارتی-رطوبتی خاک و شبیه‌سازی چرخه کربن و نیتروژن با استفاده از مدل DNDC

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز
2 دانشیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران
3 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، ایران
10.22059/ijswr.2026.418875.670180
چکیده
آتش سوزی یکی از مهم‌ترین اختلالات اکولوژیکی است که می‌تواند ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک را به‌طور قابل‌توجهی تحت تأثیر قرار دهد. شدت، مدت و فراوانی آتش، نوع پوشش گیاهی و شرایط محیطی از عوامل تعیین‌کننده در میزان و دامنه‌ی این تغییرات محسوب می‌شوند. در استان خوزستان، آتش‌سوزی‌های عمدی و مدیریتی در اراضی کشاورزی، به‌ویژه پس از برداشت نیشکر، به‌طور گسترده اجرا می‌شود. به منظور انجام این پژوهش، سه کاربری شامل کشت نیشکر، گندم و بوته‌زار بکر انتخاب شد و اثر آتش‌سوزی بر چهار تیمار اراضی شامل نیشکر (SAH)، گندم با بقایا (WCR)، گندم بدون بقایا (WRR) و بوته‌زار (BSA) بررسی گردید. نمونه‌برداری خاک از عمق 0 تا 10 سانتی‌متر، قبل و بعد از آتش‌سوزی انجام شد و ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک اندازه‌گیری شدند. همچنین، تغییرات دما در حین و پس از آتش‌سوزی در اعماق سطح تا 60 سانتی‌متر پایش شد. داده‌ها با استفاده از آزمون t زوجی تجزیه‌وتحلیل شدند. علاوه بر این، مدل DNDC برای ارزیابی تغییرات چرخه‌های کربن و نیتروژن خاک پیش و پس از آتش‌سوزی به‌کار گرفته شد. نتایج نشان داد که بیشترین افزایش دما در سطح خاک رخ داده و با افزایش عمق کاهش یافته است. در تیمار WCR، آتش‌سوزی موجب افزایش معنی‌دار هدایت الکتریکی و کاهش معنی‌دار نرخ نفوذ نهایی و تنفس میکروبی شد. در تیمار BSA، تغییرات شدیدتری مشاهده شد؛ به‌طوری‌که کربن آلی، نیتروژن کل، هدایت الکتریکی، رطوبت در نقطه پژمردگی، نرخ نفوذ نهایی و تنفس میکروبی به‌طور معنی‌دار کاهش یافتند، در حالی‌که جرم مخصوص ظاهری افزایش معنی‌داری نشان داد. نتایج مدل DNDC نیز کاهش چشمگیر کربن آلی و نیتروژن آلی خاک را در تیمارهای BSA و WCRدر بلند مدت نشان داد. آتش‌سوزی می‌تواند کیفیت خاک را به‌شدت کاهش دهد و در مناطق خشک و نیمه‌خشک مانند خوزستان، تهدیدی جدی برای پایداری اکوسیستم‌ها و مدیریت پایدار خاک به شمار می‌آید.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Investigating the effect of controlled fire on soil thermal-moisture profile and simulating carbon and nitrogen cycles using the DNDC model

نویسندگان English

Fatemeh Ozar 1
Ataallah Khademalrasoul 2
Hadi Amerikhah 3
1 Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.
2 Associate Professor of Soil Science Department, Faculty of Agriculture. Shahid Chamran University of Ahvaz, Ahvaz. Iran
3 Soil Science Department, Faculty of Agriculture, Shahid Chamran University of Ahvaz, Iran.
چکیده English

Fire is one of the most important ecological disturbances that can significantly affect the physical, chemical, and biological properties of soil. The intensity, duration, and frequency of fire, are effective on soil properties. In Khuzestan Province, intentional and managed fires are widely practiced in agricultural lands, especially after sugarcane harvest. In order to conduct this study, three land uses including sugarcane, wheat and virgin shrubland were selected and the effect of fire on four land treatments including sugarcane (SAH), wheat with residues (WCR), wheat without residues (WRR) and shrubland (BSA) was investigated. Soil sampling was carried out from a depth of 0 to 10 cm, before and after the fire. Also, temperature changes during and after the fire were monitored at surface up to 60 cm. The data were analyzed using a paired t-test. In addition, the DNDC model was used to evaluate soil carbon and nitrogen cycles. The results showed that the highest temperature increase occurred at the soil surface and decreased with increasing depth. In the WCR treatment, fire caused a significant increase in electrical conductivity and a significant decrease in the final infiltration rate and microbial respiration. In the BSA treatment, more severe changes were observed; organic carbon, total nitrogen, electrical conductivity, wilting point moisture, final infiltration rate, and microbial respiration were significantly reduced, while bulk density showed a significant increase. The DNDC model results also showed a significant decrease in soil organic carbon and organic nitrogen in the BSA and WCR treatments in the long term.

کلیدواژه‌ها English

Soil infiltration rate
moisture profile
DNDC model
land use
soil temperature