Journal of Rangeland

fa بررسی تأثیر قرق بر ذخیره کربن و نیتروژن آلی خاک و خصوصیات پوشش گیاهی در مراتع مناطق خشک (مطالعه موردی: دشت سربیشه، استان خراسان جنوبی) Assessing the Impact of Grazing Exclosure on Soil Organic Carbon and Nitrogen Storage and Vegetation Characteristics in Dryland Rangelands: A Case Study of Dasht Sarbisheh, South Khorasan Province تخصصي Special پژوهشي Research سابقه و هدف: اکوسیستم‌های مرتعی حدود نیمی از خشکی‌های زمین را پوشش می‌دهند و در پایداری اکولوژیکی، تولید زی‌توده و چرخه عناصر غذایی نقش مهمی دارند. یکی از شاخص‌های کلیدی در ارزیابی عملکرد و سلامت این اکوسیستم‌ها، میزان ذخیره کربن آلی و نیتروژن خاک است. شاخصی که به‌ویژه در مناطق خشک و نیمه‌خشک، به دلیل حساسیت بالای این مناطق به تنش‌های محیطی و شکنندگی ساختار خاک، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. مدیریت مراتع از طریق راهکارهایی نظیر قرق می‌تواند با تأثیرگذاری بر فرآیندهای زیستی و شیمیایی خاک، موجب بهبود وضعیت خاک و افزایش ذخیره عناصر غذایی از جمله کربن و نیتروژن شود. پژوهش حاضر با هدف بررسی اثر اعمال قرق بر ذخیره کربن آلی و نیتروژن کل خاک و نیز تغییرات در خصوصیات پوشش گیاهی، در مراتع خشک دشت سربیشه واقع در استان خراسان جنوبی طراحی و اجرا گردید. مواد و روش‌ها: به‌منظور ارزیابی اثر مدیریت قرق بر ویژگی‌های خاک و پوشش گیاهی، دو سایت با شرایط مشابه از نظر فیزیوگرافی، اقلیم و توپوگرافی انتخاب شد. یکی از این سایت‌ها تحت مدیریت قرق و دیگری تحت چرای آزاد قرار داشت. نمونه‌برداری خاک در اردیبهشت‌ماه سال ۱۴۰۰ و به روش تصادفی سیستماتیک انجام گرفت. در هر یک از سایت‌ها، شش ترانسکت به طول ۱۰۰ متر در دو جهت موازی و عمود بر شیب طبیعی زمین با فاصله‌ی حدود ۵۰ متر از یکدیگر مستقر گردید. در امتداد هر ترانسکت، ده پلات به ابعاد ۲×۲ متر و با فاصله‌ی ۱۰ متر نمونه‌برداری شد و پارامترهای مربوط به پوشش گیاهی ثبت گردید. نمونه‌برداری خاک نیز از سه عمق (صفر تا ۱۵، ۱۵ تا ۳۰ و ۳۰ تا ۴۵ سانتی‌متر) و پس از کنار زدن لاشبرگ‌ها، با حفر پروفیل در ابتدا، میانه و انتهای هر ترانسکت صورت گرفت. نمونه‌های برداشت‌شده از هر عمق و ترانسکت با یکدیگر مخلوط شده و نمونه‌های مرکب برای هر عمق تهیه گردید. این نمونه‌ها به‌منظور اندازه‌گیری غلظت کربن آلی و نیتروژن کل به آزمایشگاه منتقل شدند. پس از انجام آنالیزهای آزمایشگاهی، تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. برای تحلیل تفاوت بین تیمارها، از آنالیز واریانس یک‌طرفه و آزمون t مستقل استفاده گردید. نتایج: یافته‌ها نشان داد که تنوع و درصد پوشش تاجی گونه‌های گیاهی در منطقه قرق‌ شده به‌طور معناداری بیشتر از منطقه چرا شده است (۵/۲۳ در برابر ۲/۱۱ درصد). گونه‌های غالب در هر دو منطقه شامل گیاهان چندساله با فرم بوته‌ای بودند. نتایج تجزیه واریانس نشان داد که عمق خاک تأثیر معنا‌داری بر تمامی پارامترهای خاک شامل درصد کربن آلی، نیتروژن کل، جرم مخصوص ظاهری، ذخیره کربن و نیتروژن دارد .(P<0.01) بیشترین مقدار کربن آلی (۱۲/۲ گرم بر کیلوگرم) و نیتروژن کل (۸/۰ گرم بر کیلوگرم) در لایه سطحی (صفر تا ۱۵ سانتی‌متر) بدست آمد. در مقابل، جرم مخصوص ظاهری با افزایش عمق، افزایش یافت و در عمق ۳۰ تا ۴۵ سانتی‌متر به ۲۹/۱ گرم بر سانتی‌متر مکعب رسید. با وجود کاهش مقدار عناصر غذایی در لایه‌های زیرین، به دلیل افزایش چگالی خاک، بیشترین ذخیره کربن (۷۹/۷ تن در هکتار) در عمق ۳۰ تا ۴۵ سانتی‌متر مشاهده شد. مقایسه بین دو منطقه نشان داد که ذخیره کربن در منطقه قرق به‌طور معناداری بیشتر از منطقه چرا شده بود (۵۳/۶ در برابر ۰۷/۳ تن در هکتار). اگرچه ذخیره نیتروژن کل در سطح کلی تفاوت معناداری نداشت، اما در عمق میانی (۱۵ تا ۳۰ سانتی‌متر)، هر دو پارامتر در منطقه قرق به‌طور معناداری بالاتر بودند. نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه تأکید می‌کند که قرق به‌عنوان یک راهبرد مدیریتی مؤثر، قادر است با کاهش فشار چرای دام، تنوع زیستی را افزایش داده و کیفیت خاک را بهبود بخشد. با توجه به اهمیت ذخیره کربن و نیتروژن در خاک‌‌‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک، قرق می‌تواند نقش مهمی در ارتقاء عملکرد اکوسیستم و کاهش اثرات تغییر اقلیم ایفا کند. بنابراین، پیشنهاد می‌شود در برنامه‌ریزی‌های مدیریت مراتع، استفاده از دوره‌های تناوبی قرق به‌ویژه در مناطق حساس و تخریب شده مد نظر قرار گیرد. همچنین، ترکیب این روش با سایر اقدامات اصلاحی مانند کشت گیاهان بومی و بهبود شرایط فیزیکی خاک می‌تواند به افزایش پایداری اکولوژیکی و بهره‌برداری پایدار از مراتع منجر شود.   Background and Objectives: Rangeland ecosystems cover roughly half of the Earth's land surface and play a critical role in ecological stability, biomass production, and nutrient cycling. Soil organic carbon and nitrogen storage are key indicators of rangeland health, particularly in arid and semi-arid regions, where ecosystems are highly sensitive to environmental stress and soil degradation. Effective rangeland management, such as enclosure, can enhance soil conditions and increase carbon and nitrogen storage by influencing biological and chemical soil processes. This study aimed to evaluate the effects of enclosure on total soil organic carbon and nitrogen stocks, plant species diversity, and vegetation cover in the arid and semi-arid rangelands of the Sarbisheh Plain, South Khorasan Province. Methodology: Two sites with similar physiographic, climatic, and topographic conditions were selected- one under enclosure management and the other subject to free grazing. Soil sampling was conducted in May 2021 using a systematic random method. Six 100-meter transects were established per site, with ten 2×2-meter plots along each transect. Soil samples were collected at three depths (0–15, 15–30, and 30–45 cm) after removing litter, and composite samples were prepared for laboratory analysis of organic carbon and total nitrogen. Vegetation parameters were also recorded. Data were analyzed using a completely randomized design with one-way ANOVA and independent t-tests to assess differences between treatments. Results: Vegetation diversity and canopy cover were significantly higher in the enclosed area compared to the grazed area (23.5% vs. 11.2%). Dominant species in both sites were perennial shrubs from the Papilionaceae, Compositae, and Chenopodiaceae families. Soil depth significantly influenced all measured parameters (p < 0.01). Organic carbon (2.12 g/kg) and total nitrogen (0.8 g/kg) were highest in the surface layer (0–15 cm), while bulk density increased with depth, reaching 1.29 g/cm³ at 30–45 cm. Despite lower nutrient concentrations at depth, the highest carbon stock (7.79 t/ha) occurred in the 30–45 cm layer due to higher soil density. The enclosed site had significantly higher carbon stocks than the grazed site (6.53 vs. 3.07 t/ha), and nitrogen stocks were significantly greater at the intermediate depth (15–30 cm). Conclusion: Enclosure effectively enhances biodiversity and improves soil quality by reducing grazing pressure. By increasing soil carbon and nitrogen storage, enclosures contribute to ecosystem function and climate change mitigation in arid and semi-arid rangelands. Periodic enclosure practices, combined with complementary restoration techniques such as native species cultivation and soil physical improvement, are recommended to enhance ecological resilience and ensure the sustainable use of rangeland ecosystems.   مدیریت قرق, اکوسیستم مرتعی, ترسیب کربن, کیفیت خاک, کربن آلی خاک Enclosure management, Rangeland ecosystems, Carbon sequestration, Soil quality, Soil organic carbon 469 483 http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-172-10&slc_lang=fa&sid=1 Morteza Saberi مرتضی صابری Mortezasaberi@uoz.ac.ir 100319475328460019037 100319475328460019037 Yes Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Zabol گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل Mina Behi مینا بهی minabehi.96@gmail.com 100319475328460019038 100319475328460019038 No Department of Rangeland and Watershed Management, Faculty of Water and Soil, University of Zabol, Zabol گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل، زابل Vahid Karimian وحید کریمیان V.karimian@yu.ac.ir 100319475328460019039 100319475328460019039 No Department of Nature Engineering, Faculty of Natural Resources, Yasouj University, Yasouj گروه مهندسی طبیعت، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه یاسوج. یاسوج