بررسی تاثیر آلاینده های جوی بر کارایی فتوسنتز گیاهان سوزنی برگ با استفاده از داده های سنجش از دور (مطالعه موردی: منطقه چیتگر) | ||
| فصلنامه علوم محیطی | ||
| مقاله 14، دوره 23، شماره 2، 1404 اصل مقاله (1.18 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/envs.2024.1398 | ||
| نویسندگان | ||
| علیرضا سعادت مقدسی1؛ زهرا آقاشریعتمداری* 1؛ وحید اعتماد2 | ||
| 1گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده کشاورزی، دانشکدگان کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| 2گروه جنگلداری و اقتصاد، دانشکده منابع طبیعی کرج، دانشگاه تهران، کرج، ایران | ||
| چکیده | ||
| سابقه و هدف: آلایندههایی نظیر مونواکسید کربن و ازن میتوانند اثرات مخربی را بر بسیاری از پوششهایگیاهی ایجاد کنند. در این پژوهش سعی شده است تا اثرات آلایندههای مهم زیست محیطی از جمله اکسیدنیتروژن، ازن و مونواکسیدکربن بر روی گونههای سوزنیبرگ مجموعه پارک جنگلی چیتگر با پایش تغییرات مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید (SIF) مورد بررسی قرار گیرد. آلایندهها به طور کلی به دو دسته اولیه و ثانویه تقسیم بندی میشوند که مونو اکسید کربن و دی اکسید کربن جزء آلایندههای ثانویه هستند. مواد و روشها: آلایندههای مورد بررسی در این مطالعه شامل: ذرات معلق جو با اندازه ۲.۵ میکرون، ۱۰ میکرون، NOX، NO2، NO، CO و O3 هستند. اثرات فصلی نیز در این تحقیق در نظر گرفته شده است که با استفاده از جدول تحلیل واریانس دوطرفه و اثرات متقابل آلایندهها در فصول مختلف مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج و بحث: تحلیل همبستگی آلاینده ها و مقادیر SIF نشان میدهد که افزایش بیش از حد منواکسید کربن در فصل پاییز و به دنبال آن فصل زمستان موجب کاهش مقدار فلورسانس کلروفیل خورشید و به تبع آن کاهش فتوسنتز پوشش گیاهی سوزنی برگان مورد مطالعه میشود (همبستگی منفی، 25/63-=R2). در فصل زمستان بالاترین درصد همبستگی آلایندهها با فلورسانس کلروفیل خورشید، 93/16 درصد همبستگی با مقدار 013/0 P-value= و مقدار RMSE، 7/4 میلیگرم بر مترمربع محاسبه شده است. در فصل پاییز اثر مثبت اکسید نیتروژن مشاهده میشود که نشان دهنده اهمیت این عنصر در فرآیندهای شیمیایی گیاهان (فتوسنتز گیاه) از جمله سوزنیبرگان است. در واقع از دست دادن کلروفیل ناشی از تاثیر مخرب آلایندهها منجر به کاهش جذب نور، کاهش مقدار جذب خالص، کاهش اثر بخشی جریان پتاسیم و حجم سلولهای نگهبان روزنه خواهد شد. اثرات مونوکسید کربن در فصل بهار بر فرآیند فتوسنتز پوشش گیاهی در پارک جنگلی چیتگر منفی برآورد شده است. از آنجایی که باید تعادل در مجموع عناصر فتوسنتز حفظ شود، بنابراین افزایش بیش از حد مونوکسید کربن در پارک جنگلی چیتگر اثرات منفی بر فتوسنتز پوشش گیاهی دارد؛ از سوی دیگر، این اثرات منفی در پاییز و زمستان نیز دیده شده است. در زمستان این مقدار بیشتر از سایر فصول است. از جمله علل آن میتوان به وارونگی دما در منطقه اشاره کرد که به دلیل سکون هوا و تجمع بیشتر این آلاینده در مجموعه پارک جنگلی، اثرات منفی بیشتری بر اکوسیستم منطقه دارد. نتیجه گیری: تغییر اقلیم و یکی از جلوههای آن گرمایش جهانی، گسترش شهرنشینی، افزایش برخی از آلایندههای ثانویه مثل مونو اکسید کربن و سایر گازهای گلخانهای و به تبع آن افزایش دما و رشد جمعیت موضوعاتی است که در آینده نه چندان دور میتواند خسارت به فتوسنتزگیاهان در اثر افزایش آلایندههای مخربی چون ازن و مونواکسید کربن را تشدید کند. حتی برخی از گونههای سوزنی برگان که مقاومت خوبی به شرایط تنش زا دارند نیز از این مسئله در امان نخواهند بود. با توجه به وزش باد غالب در منطقه (غرب به شرق) و حرکت آن به سمت مجموعه پارک جنگلی چیتگر و افزایش غلظت آلایندههایی چون ازن و منواکسید کربن، این آلایندهها از طریق روزنهها وارد برگ شده ضمن تخریب ساختمان برگ، بر روی فرآیند فتوسنتز گیاه نیز اثرات زیان باری را وارد خواهد نمود. عوامل جانبی دیگری نیز تشدید کننده این مسئله هستند خصوصا در فصول پاییز و زمستان این مورد نمود بیشتری خواهد داشت که سبب تجمع بیشتر ازن و مونواکسید کربن در محیط پیرامونی برگ و گیاه خواهد شد. از جمله آنها میتوان به رشد و گسترش شهرنشینی، افزایش فعالیت های کشاورزی با مصرف بی رویه سوختها و آلایندهای زیست محیطی، تنش خشکی خصوصا در مناطق خشک و نیمه خشک، تاخیر در آغاز بارشهای پاییزه، تغییر اقلیم و تجمع بیش از اندازه گازهای گلخانهی و به تبع آن افزایش دما، رشد جمعیت و مواردی از این قبیل اشاره کرد. | ||
| کلیدواژهها | ||
| سنجش از دور؛ آلودگی هوا؛ فتوسنتز پوشش گیاهی؛ فلورسانس تابش خورشید | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigating the Effect of Atmospheric Pollutants on the Photosynthesis Efficiency of Conifers Using Remote Sensing Data (Case Study: Chitgar Region) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Alireza Saadatmoghadasi1؛ Zahra Aghashariatmadari1؛ Vahid Etemad2 | ||
| 1Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | ||
| 2Department of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction: Vegetation can be very effective in this direction and be fruitful in the direction of reducing atmospheric pollutants and sustainable development in any country. Some pollutants such as carbon monoxide, ozone can cause destructive effects on vegetation for many plants. Especially in arid and semi-arid areas, the needles are suitable for reforestation and reducing environmental pollutants. Materials and Methods: The pollutants examined in this study are included: suspended particles in the atmosphere with a size of 2.5 microns, 10 microns, NOX, NO2, NO, CO and O3. Seasonal effects have also been considered in this research, which has been analyzed using two-way analysis of variance table and the mutual effects of pollutants in different seasons. Results and Discussion: The effects of carbon monoxide in the spring season on the process of photosynthesis of vegetation in Chitgar Forest Park have been estimated to be negative. Since the balance must be maintained in the totality of the elements of photosynthesis, therefore, the excessive increase of carbon monoxide in the Chitgar Forest Park has negative effects on the photosynthesis of vegetation; on the other hand, these negative effects have been seen in autumn and winter. In winter, this value is higher than other seasons. One of its causes can be mentioned the temperature inversions in the region, which has more negative effects on the region's ecosystem due to the stillness of the air and the greater accumulation of this pollutant in the Forest Park Complex. Conclusion: The highest percentage of correlation is obtained in the winter season with the amounts of ozone and carbon monoxide and the chlorophyll fluorescence of the sun. In previous studies, different combinations of forest plants and conifers and broad-leaved species have been studied and combined with pollutants such as PM2.5, PM10, or sulfur dioxide, but in this study, the discussion of two influential elements is carbon monoxide. Nitrogen oxide on the coniferous species of Chitgar forest park complex has been discussed and investigated. In addition, in the study conducted, the highest correlation percentage of sunlight chlorophyll fluorescence has been calculated on these two elements, and it was calculated in the winter season with an R² value of 93/16%, a P-value of 0/013, and an RMSE value of 4/7 mg/m2. The effects of this element are also quite evident in the winter season. Among the reasons for this can be the expansion of urbanization, exposure to pollutants in the direction of the prevailing wind (west to east) from Alborz to Chitgar forest park complex, temperature inversion, lack of sufficient standard fuel for cars. Lack of careful monitoring of the technical inspections of used cars, population growth, human activities contrary to environmental principles, lack of attention to climate change and one of its effects is global warming and the subsequent increase in greenhouse gases due to the increase in activities. The low correlation percentage of two elements with chlorophyll fluorescence in the autumn season and 63/25% correlation with P-value 0/197 and RMSE 9/6 mg/m2 have been calculated. In this season, due to the presence of drought stress, increase in temperature and increase in evaporation from the soil and plant surface, as well as the delay in the beginning of autumn rains in the country, due to the elevation of the subtropical belt (the northern limit of the Hadley cell), which according to the bulletins in the last 20 autumns of the last 14 autumns, the country's meteorological organization has started its rains with a delay, which is the proof of this claim. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Remote sensing, Air pollution, Vegetation photosynthesis, SIF | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 4,162 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 3,234 |
||