اثر تغییر اقلیم بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک

محمدزاده, آرش; عظیم زاده, یاسر

doi:10.30495/wsrcj.2023.71490.11347

اثر تغییر اقلیم بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

¹ استادیار اگرواکولوژی، مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مراغه، ایران.

² استادیار خاکشناسی، مؤسسه تحقیقات کشاورزی دیم کشور، مراغه، ایران.

10.30495/wsrcj.2023.71490.11347

چکیده

پدیده تغییر اقلیم را می‌توان به‌عنوان یکی از مهم‌ترین چالش‌های جهانی بشر در تأمین امنیت غذایی حال حاضر، آینده نزدیک و دور برشمرد. این موضوع بیشتر به صورت افزایش دما، تغییر الگوهای بارش و افزایش فراوانی و شدت رخدادهای حدی جوی اتفاق می‌افتد. شواهد موجود بیانگر این است که تغییر اقلیم بخش کشاورزی را به‌ویژه در بوم‌نظام‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک با شدت بیشتری تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. این اثرات می‌تواند مستقیماً بر رشد و تولید گیاهان زراعی و یا به صورت غیرمستقیم بر محیط تولید آن‌ها نظیر خاک اثر بگذارد. پتانسیل خاک برای تولید محصول به ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آن وابسته بوده و این ویژگی‌ها به‌طور مستقیم و غیرمستقیم تحت‌تأثیر عوامل اقلیمی ازجمله دما و بارندگی قرار می‌گیرد. اغلب پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که در مناطق خشک و نیمه‌خشک ازجمله در بسیاری از مناطق ایران، تغییر اقلیم منجر به افزایش دما و کاهش بارندگی خواهد شد. بنابراین، با توجه به اهمیت و نقش دما و رطوبت در شاخص‌های کیفیت فیزیکی و شیمیایی خاک و پایداری تولید، به نظر می‌رسد پدیده تغییر اقلیم اثرات نامطلوبی بر خاک و به دنبال آن بر تولید محصول خواهد گذاشت. لذا بکارگیری راهکارهای لازم در خصوص تخفیف این اثرات نامطلوب و سازگاری با شرایط پیش‌رو از اهمیت بسزایی برخوردار می‌باشد. در این مقاله، با بررسی و جمع‌بندی پژوهش‌های انجام شده در مورد اثرات تغییر اقلیم بر ویژگی خاک‌های مناطق خشک و نیمه‌خشک، تلاش شده است تا نوعی پیش‌آگاهی از تغییرات احتمالی ایجاد شده در ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک ناشی از بروز تغییرات اقلیمی ارائه شود. با توجه به این که پدیده تغییر اقلیم امری اجتناب‌ناپذیر بوده و آثار و نتایج آن در زندگی بشر روزبه‌روز بیشتر و شدیدتر احساس می‌شود، لازم است در مدیریت منابع خاک، پیش‌آگاهی‌های لازم درخصوص نتایج این پدیده بر ویژگی‌های خاک و پتانسیل تولید محصولات کشاورزی به‌ویژه در دیم‌زارها در نظر گرفته شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مباحث نوین در فیزیک خاک

عنوان مقاله [English]

The Effect of Climate Change on the Physical and Chemical Properties of Arid and Semi-Arid Soils

نویسندگان [English]

Arash Mohammadzadeh ¹
Yaser Azimzadeh ²

¹ Assistant Professor of Agroecology, Dryland Agricultural Research Institute, Maragheh.

² Assistant Professor of Soil Science, Dryland Agricultural Research Institute, Maragheh.

چکیده [English]

Climate change is one of the most significant global challenges threatening food security now, in the near and far future. This mainly occurs in the form of increasing temperature, change in rainfall pattern, and increase in extreme weather events. There are strong evidences demonstrating the vulnerability of agriculture sector in arid and semi-arid regions to climate change. This may directly impact on crops growth and production or indirectly impact on their environments. The ability of soil to produce a crop depends on its physical and chemical properties and these properties are directly and indirectly affected by climatic factors such as temperature and rainfall. Most predictions show that in arid and semi-arid regions, including many regions of Iran, climate change will lead to an increase in temperature and a decrease in rainfall. Therefore, considering the importance and role of temperature and humidity in physical and chemical quality indicators of soil and production stability, it seems that the phenomenon of climate change will have adverse effects on soil and then on crop production. Therefore, it is very important to use the necessary solutions to mitigate these adverse effects and adapt to the upcoming conditions. In this article, by reviewing and summarizing the research on the effects of climate change on the characteristics of arid and semi-arid soils, an attempt has been made to provide some kind of foresight of possible changes in the physical, chemical, and biological properties of soil due to climate change.

کلیدواژه‌ها [English]

Greenhouse gases
Global warming
Rainfall
Soil quality

مراجع

Arias, M. E., Gonza´lez-Pe ´rez, F. J., & Gonza ´lez-Vila, A. S. B. (2005). Soil health – a new challenge for microbiologists and chemists. International Microbiology, 8, 13–21.

Arnold, S. L., Doran, J. W., Schepers, J., & Wienhold, B. (2005). Portable probes to measure electrical conductivity and soil quality in the field. Communications in Soil Science and Plant Analysis, 36, 2271–2287.

Azimzadeh, Y., & Najafi, N. (2017a). Effects of Biochar on Soil Physical, Chemical, and Biological Properties. Land Management Journal, 4(2),161-173 [in Persian].

Azimzadeh, Y., & Najafi, N. (2017b). Biochar: the Material with Unique Properties for Carbon Sequestration and Global Warming Mitigation. Land Management Journal, 5(1), 51-63 [in Persian].

Chiew, F. H. S., Whetton, P. H., McMahon, T. A. & Pittock, A. B. (1995). Simulation of the impacts of climate change on runoff and soil moisture in Australian catchments. Journal of hydrology, 167(1-4), 121-147.

Davidson, E. A., & Janssens, I. A. (2006). Temperature sensitivity of soil carbon decomposition and feedbacks to climate change. Nature 440, 165–173.

French, S., Levy-Booth, D., Samarajeewa, A., Shannon, K. E., Smith, J., & Trevors, J. T. (2009). Elevated temperatures and carbon dioxide concentrations: effects on selected microbial activities in temperate agricultural soils. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25, 1887–1900.

IPCC. (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, TF, Qin D, Plattner GK, Tignor M, Allen SK, Boschung J, Nauels A, Xia Y, Bex V, Midgley PM (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.

Jarvis, N. J. (2007). A review of non-equilibrium water flow and solute transport in soil macropores: principles, controlling factors and consequences for water quality. European Journal of Soil Science, 58, 523–546.

Jasper, K., Calanca, P. & Fuhrer, J. (2006). Changes in summertime soil water patterns in complex terrain due to climatic change. Journal of Hydrology, 327(3-4), 550-563.

Lavelle, P., Bignell, D., Lepage, M., Wolters, V., Roger, P., Ineson, P., Heal, O. W., & Dhillion, S. (1997). Soil function in a changing world: the role of invertebrate ecosystem engineers. European Journal of Soil Science, 33,159–193.

Moebius, B. N., Van Es, H. M., Schindelbeck, R. R., Idowu, O. J., Clune, D. J., & Thies, J. E. (2007). Evaluation of laboratory-measured soil properties as indicators of soil physical quality. Soil Science, 172, 895–912.

Newton, P. C., Carran, R. A., Edwards, G. R., & Niklaus, P. A. (2006). Agroecosystems in a changing climate. CRC Press.

Omidi, J., & Abdolmohammadi, S. (2020). Review of Research on Vermicompost Applications in Agriculture. Land Management Journal, 8(1), 69-81 [in Persian].

Pariente, S. (2001). Soluble salts dynamics in the soil under different climatic conditions. Catena, 43, 307–321.

Pattison, A. B., Moody, P. W., Badcock, K. A., Smith, L. J., Armour, J. A., Rasiah, V., Cobon, J. A., Gulino, L. M., & Mayer, R. (2008). Development of key soil health indicators for the Australian banana industry. Applied Soil Ecology, 40, 155–164.

Percival, H. J., Parfitt, R. L., & Scott, N. A. (2000). Factors controlling soil carbon levels in New Zealand grasslands is clay content important? Soil Science Society of America Journal, 64(5), 1623–1630.

Rahimian, M. H., Poormohammadi, S., Hasheminejhad, Y. & Meshkat, M.A. (2013). Impact of climate change on salinization in Iran. Iranian journal of soil research, 27(1), 1-11 [in Persian].

Ramezani Etedali, H., Khodabakhshi, F., & Kanani, E. (2022). Effects of climate change on drought according to IPCC AR5 (case study: Ilam). Journal of Water and Soil Resources Conservation, 12(45), 87-107 [in Persian].

Rengel, Z. (2011). Soil pH, soil health and climate change. In Soil health and climate change (pp. 69-85). Springer, Berlin, Heidelberg.