پیوندهای مفید
آمار
| تعداد نشریات | 21 |
| تعداد شمارهها | 687 |
| تعداد مقالات | 9,985 |
| تعداد مشاهده مقاله | 70,957,416 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 62,422,663 |
مروری بر نقش پویائی کربن آلی و روابط متقابل آن با ویژگی های خاک در مقابله با بیابانزایی و تخریب اکوسیستم | ||
| اقلیم و بوم سازگان مناطق خشک و نیمه خشک | ||
| مقاله 6، دوره 2، شماره 2 - شماره پیاپی 3، دی 1404، صفحه 98-114 اصل مقاله (796.68 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22075/ceasr.2025.39504.1057 | ||
| نویسندگان | ||
| حبیب رمضان زاده ارونقی* 1؛ احمد بایبوردی2 | ||
| 1پژوهشگر پسا دکتری، دپارتمان تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و توسعه کشاورزی، تبریز، ایران | ||
| 2دانشیار، دپارتمان تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و توسعه کشاورزی، تبریز، ایران | ||
| تاریخ دریافت: 04 آبان 1404، تاریخ بازنگری: 07 دی 1404، تاریخ پذیرش: 10 دی 1404 | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: بیابانزایی فرآیندی جهانی با پیامدهای گسترده است که بهرهوری کشاورزی را کاهش داده، امنیت غذایی را تهدید کرده و معیشت جوامع روستایی در مناطق خشک و نیمهخشک را با چالشهای جدی روبرو میسازد. این پدیده از طریق حلقههای بازخوردی تخریب پوشش گیاهی، کاهش حاصلخیزی خاک و کمبود آب تشدید میشود، در حالی که فعالیتهای انسانی مانند چرای بیش از حد، جنگلزدایی، فرسایش آبی و بادی، تغییرات آب و هوایی و مدیریت ناپایدار اراضی نقش محوری ایفا میکنند. پویایی کربن آلی خاک (SOC) بهعنوان فاکتور کلیدی در حفظ سلامت خاک، انعطافپذیری اکوسیستم و کنترل فرآیندهای زیستمحیطی عمل میکند. حد بحرانی حدود ۲۰ گرم بر کیلوگرم ماده آلی در خاک برای جلوگیری از تخریب شدید ملاک تصمیمگیری میباشد. این مطالعه مروری بر آن است تا مکانیسمهای تأثیر SOC بر عوامل فرسایشی و روابط متقابل آن با ویژگیهای خاک را بررسی کند تا راهبردهای مدیریتی پایدار برای مقابله با بیابانزایی و پیشگیری از تخریب اکوسیستم ارائه دهد. مواد و روشها: این مطالعه بهصورت مروری و بر پایه جمعآوری و تحلیل مقالات علمی بینالمللی و داخلی صورت گرفته است. تمرکز بر استخراج و یکپارچهسازی یافتههای مرتبط با تأثیر SOC بر ساختار و پایداری خاکدانهها، جذب و نگهداری آب، رفتار هیدرولیکی، چرخه مواد غذایی و حاصلخیزی، تنوع گونههای گیاهی، و جمعیت و تنوع میکروبی خاک بود. همچنین، نقش تغییر کاربری اراضی (جنگلزدایی و کشاورزی فشرده) در پویایی SOC و تشدید بیابانزایی ارزیابی گردید. یافتهها: SOC بهعنوان فاکتوری بنیادین برای تحلیل رفتارهای هیدروفیزیکی خاک و منبع واکنشهای شیمیایی فعال شناخته میشود و الگوی تعامل عوامل محدودکننده بیابانزایی را شکل میدهد. افزایش میزان SOC میتواند پایداری خاکدانهها را از طریق اتصال ذرات و تمرکز در خاکدانههای درشت تقویت کند، ظرفیت نگهداری آب در حالت اشباع و ظرفیت مزرعهای را بهبود بخشیده، تبادلات گازی را تسهیل نماید، و خاک را در برابر فرسایش بادی و آبی مقاوم سازد. کمیت و کیفیت SOC، در چرخه عناصر غذایی، ظرفیت تبادل کاتیونی را افزایش میدهد، حلالیت عناصری مانند فسفر، آهن و مس را ارتقا میبخشد، آبشویی را کاهش میدهد، رشد ریشه و اسیدی شدن رایزوسفر را تحریک میکند، و فراهمی عناصر را تنظیم مینماید. در مقیاس اکوسیستم، SOC تنوع زیستی گیاهی (مانند شاخص شانون) را بهویژه در مناطق خشک و بر اساس کیفیت ماده آلی ارتقا میدهد. SOC میتواند نسبت باکتری به قارچ در رایزوسفر را تغییر داده، تنوع ژنتیکی میکروبی را افزایش داده و جمعیتهای کوپیوتروفیک را تقویت کند. تغییرات بلندمدت بهوجود آمده توسط SOC تأثیر عمیقتری نسبت به کوتاهمدت دارند. جنگلزدایی با کاهش ورودی مواد آلی، افزایش تجزیه و فرسایش، و کشاورزی فشرده با خاکورزی شدید و تککشتی، SOC را بهطور قابل توجهی کاهش میدهند، اما شیوههای حفاظتی مانند خاکورزی کمینه، تناوب زراعی و مدیریت بقایا آن را تقویت میکنند. در ایران، که بیش از ۷۵ درصد مناطق آن مستعد بیابانزایی است، تفاوتهای SOC میان مناطق بحرانی و آسیبپذیر مشهود است. کاربریهای جنگلی و مرتعی سطوح بالاتری از SOC را حفظ میکنند، در حالی که کشاورزی فشرده آن را بهطور چشمگیری کاهش میدهد. همبستگی معناداری ما بین کاهش SOC، فرسایش بادی و شاخصهای بیابانزایی وجود دارد. تغییرات اقلیمی باعث کاهش مقدار و تنوع بارش شده و دما را افزایش میدهد که بر میزان ورودی و نگهداری SOC تاثیر منفی میگذارد. مدیریت بقایای گیاهی، استفاده از کودهای آلی، خاکورزی حفاظتی، آبیاری با استفاده از شیوههای نوین و احیای گیاهی با گونههای مقاوم در اراضی خشک، باعث افزایش پتانسیل و عملکرد SOC میگردد. طرحهای ملی ترسیب کربن و پروژههای مشارکتی (مانند کپهکاری و بوتهکاری) با رویکرد اجتماعی-اکولوژیک، موفقیت بیشتری در معکوسسازی تخریب نشان میدهند. نتیجهگیری: مقابله مؤثر با بیابانزایی مستلزم اتخاذ رویکرد یکپارچه با اولویت حفاظت و احیای SOC میباشد. تنوعبخشی گونههای گیاهی مقاوم، کاهش جنگلزدایی و کشاورزی فشرده، اجرای خاکورزی حفاظتی و تقویت مشارکت محلی در پروژههای احیایی، فرسایش را کاهش داده و انعطافپذیری اکوسیستم در برابر تغییرات اقلیمی را افزایش میدهد. در ایران، طرحهای ملی ترسیب کربن با تمرکز بر افزایش کیفیت و کمیت SOC و ارزیابی اثرات اقتصادی-اجتماعی-محیطی میتوانند روند تخریب را معکوس ساخته و پایداری بلندمدت این طرحها را تضمین کنند. | ||
| کلیدواژهها | ||
| بیابان زایی؛ کربن آلی خاک؛ تغییر کاربری اراضی؛ مدیریت پایدار؛ ترسیب کربن؛ پایداری خاکدانه | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Review of Organic Carbon Dynamics and Its Interrelationships with Soil Properties in Combating Desertification and Preventing Ecosystem Degradation | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Habib Ramezanzadeh Arvanaghi1؛ Ahmad Bybordi2 | ||
| 1Postdoc Researcher, Soil and Water Institute, Agricultural Reasearch, Education and Extension Organisation, Tabriz, Iran | ||
| 2bAssociate Professor, Soil and Water Institute, Agricultural Reasearch, Education and Extension Organisation, Tabriz, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Desertification is a global process with extensive consequences, reducing agricultural productivity, threatening food security, and posing challenges to rural livelihoods in arid and semi-arid regions. It is exacerbated through feedback loops involving vegetation degradation, soil fertility decline, and water scarcity, with human activities such as overgrazing, deforestation, climate change, and unsustainable land management playing pivotal roles. Soil organic carbon (SOC) dynamics serve as a key factor in maintaining soil health, ecosystem resilience, and controlling environmental processes. This review examines the mechanisms of SOC influence on erosive factors and its interrelationships with soil properties to propose sustainable management strategies for combating desertification and preventing ecosystem degradation. Materials and Methods: This study was conducted as a review based on the collection and analysis of international and domestic scientific articles. Focus was placed on extracting and integrating findings related to SOC impacts on soil stability, water retention, hydraulic behavior, nutrient cycling and fertility, plant species diversity, and microbial population and diversity. The role of land use changes (deforestation and intensive agriculture) in SOC dynamics and desertification intensification was evaluated. Results: SOC acts as a foundational element for soil hydrophysical behaviors and a source of active chemical reactions, shaping the interaction patterns of desertification-limiting factors. Increased SOC enhances aggregate stability through particle binding and concentration in coarse aggregates, improves water holding capacity at saturation and field capacity, facilitates gas exchange, and renders soil resistant to wind and water erosion. In nutrient cycling, SOC elevates cation exchange capacity, regulates element availability, reduces leaching, stimulates root growth. At the ecosystem scale, SOC boosts plant biodiversity (e.g., Shannon index), particularly in arid areas based on organic matter quality. SOC alters bacteria-to-fungi ratios in the rhizosphere, increases microbial genetic diversity, and strengthens copiotrophic populations, with long-term changes exerting deeper impacts than short-term ones. Deforestation reduces organic inputs, accelerates decomposition and erosion, while intensive agriculture with heavy tillage and monoculture significantly depletes SOC. In Iran, where over 75% of areas are prone to desertification, SOC differences between critical and vulnerable zones are evident; forest and rangeland uses maintain higher SOC levels, whereas intensive agriculture markedly reduces it. Significant correlations exist between SOC decline, and desertification indices. Climate change reduces precipitation quantity and diversity while increasing temperature, negatively affecting SOC inputs and preservation. Management of plant residues, conservation tillage, and revegetation with resistant species in drylands boost SOC potential and performance. Conclusion: SOC serves as the cornerstone of soil hydrophysical behavior and substrate, driving active chemical reactions crucial for controlling desertification. Augmenting coarse soil grain abundance, fostering new soil grain formation, enhancing water retention at saturation and field capacity, improving hydraulic behavior and gas exchange, boosting root growth and capillary root numbers, increasing exchangeable element concentrations, prolonging nutrient availability while curbing leaching, altering bacteria-to-fungi ratios in the rhizosphere, and enriching microbial population abundance and diversity are all effects of heightened SOC levels. These factors should inform land use decisions, advocating for reduced deforestation and intensive agriculture practices. National carbon sequestration schemes and participatory projects (e.g., contour furrowing and shrub planting) with socio-ecological approaches demonstrate greater success in reversing degradation. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Desertification, Soil organic carbon, Land use change, Sustainable management, Carbon sequestration | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 94 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 21 |
||