بخشی از مقاله
بررسي اثرات بادشکن هاي بر برخي خصوصيات فيزيکي ، شيمياييو رطوبت خاک در مناطق خشک وعملکرد آن بر فرسايش پذيري خاک
چکيده :
بعضي از گياهان نمک و املاح خاک را از طريق ريشه هاي خود جذب کرده و در برگ ها و اندام هاي هوايي خود ذخيره مي کنند. اين املاح در هنگام ريختن اندام هاي هوايي گياه در سطح خاک تجمع يافته و خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک سطحي را تحت تاثير قرار مي دهد. هدف از انجام اين تحقيق بررسي تاثيرات بادشکن ها بر برخي خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک ،رطوبت خاک و تاثيرات اين تغييرات بر فرسايش پذيري ذرات خاک مي باشد. براي انجام اين تحقيق دو ترانسکت به طول ٣٠٠متر،يکي در زير تاج پوشش درختان و به فاصله حدود ١.٥متر از تنه درخت (وسط تاج پوشش ) و يکي در فاصله اي ٥برابر ارتفاع درختان (حدود ٥٠متري از تنه درختان ) به عنوان شاهد در نظر گرفته شد.به منظور بررسي تاثير درختان بر روي خصوصيات خاک منطقه ، بر روي هر ترانسکت ٣٠نقطه انتخاب گرديد و نمونه برداري از عمق هاي ١٠-٠، ٢٠-١٠و٣٠-٢٠سانتيمتر انجام گرفت .پس از انتقال نمونه ها به آزمايشگاه ، ميزان کلسيم ،منيزيم ،پتاسيم و سديم نمونه ها،و همچنين ميزان pH و Ec نمونه ها اندازه گيريشد. به منظور محاسبه رطوبت وزني و حجمي خاک در زير رديف هاي بادشکن و در منطقه شاهد،از خاک منطقه در عمق هاي١٠-٠، ٢٠-١٠و٣٠-٢٠سانتيمتر با سه بار تکرار نمونه برداري شد وميزان رطوبت وزني وحجمي نمونه ها محاسبه گرديد.نتايج حاصل نشان داد که ميزان پتاسيم ،سديم ، pH و EC نمونه ها به طور معنيداري در زير درختان افزايش يافته است ولي ميزان رطوبت خاک به طور معنيداري در زمان مطالعه کمتر است (٠٠٥>p).افزايش ميزان املاح خاک مي تواند از هم پاشيدگي ذرات خاک و حمل آسان تر آنها را به همراه داشته باشد ولي اضافه شدن لاشبرگها مي تواند باعث بهبود ساختار خاک شود.
کلمات کليدي: تاغ ،خصوصيات خاک، رطوبت خاک، فرسايش بادي
١.مقدمه
خاک راميتوان بخش فرسايش يافته سنگ مادر سطح زمين دانست که برگياهان تاثير مي گذارد واز آنها متاثر ميشود.خاک به عنوان بستر رشد گياهان ، چهار نيازاساسي تعادل گياه ، استقرار ريشه ها،ذخيره آب وهواوذخيره مواد غذايي را تامين مي کندوگونه هاي گياهي نيز بر روي خصوصيات فيزيکي وشيميايي خاک تاثير مي گذارد(اردکاني،١٣٨١).در اين بين ورود گونه هاي غير بومي به يک منطقه ، حتي در صورت سازگاري مي تواند سبب بروز تغييرات منفي ومثبت در خصوصيات خاک شود(افخم شعرا،١٣٧٤).پس انتخاب گونه هاي گياهي سازگار و مقاوم با شرايط بياباني در راستاي اهداف احياء و ايجاد پوشش گياهي امري ضروري است وموفقيت در امر احياء منوط به شناسايي نيازهاي بوم شناختي اين گياهان مي باشد، از سوي ديگر همين گونه ها با ويژگيهاي خاص خود داراي تأثيرات ويژه اي بر محيط رشد خود هستند و با مطالعه ارتباطات بين خاک و گياه ميتوان به اين اثرات پي برد(مولن ،١٩٩٠).ارتباط بين خاک و گياه از زمان هاي دور مورد توجه بشر بوده است واين ارتباطات بيشترين منافع را براي نوع بشر در پي داشته است . با مطالعه ارتباطات متقابل بين خاک و گياه ميتوان به ويژگي هر يک دست يافت و از آنها براي مديريت صحيح و منطبق بر اصول بوم شناختي استفاده نمود (وست و همکاران ،١٩٦٧).
مناطق خشک وبياباني يکي از اکوسيستم هاي بسيار حساس موجود در طبيعت مي باشد که عوامل محدود کننده حاکم بر اين مناطق باعث ايجاد شرايط خاص زيست محيطي در آن شده و باعث کمي تنوع گياهي در اين مناطق مي گردد(کردواني،١٣٧٤).اراضي ماسه اي که به بيابان هاي ماسه اي يا ارگ موسومند از عوارض مهم در مناطق بياباني مي باشند. اين نوع بيابان ها درنتيجه فرسايش شديد ساير مناطق و حمل ماسه و انباشته شدن حاصل مي شوند و چنانچه در اين مناطق باد بوزد، تپه هاي ماسه اي جديد دائما تشکيل مي گردند (احمدي،١٣٨٧). در کشور ايران حدود ١٢ميليون هکتار از اراضي راپهنه هاي ماسه اي تشکيل ميدهد که قسمتي از اينها فعال بوده و سالانه با جابجائي خود مشکلات فراواني را براي جاده ها، شهرها و تأسيسات به غير از مسئله فرسايش وارد ميآورند و مداوم در حال پيش روي هستند. از ساليان قبل برنامه تثبيت اين ماسه ها شروع شده ، بخشي از اين تپه ها با صرف هزينه هاي سنگين کنترل فرسايش بادي توسط سازمان هاي ذيربط تثبيت شده و عرصه هاي زيادي تحت پوشش جنگل هاي دست کاشت و گياهان مرتعي قرار گرفته است (خلدبرين ،١٣٦٤) .
بخش مهمي از موفقيت در انجام برنامه هاي تثبيت و احياء با پوشش گياهي منوط به دانستن روابط ميان خاک و پوشش گياهي مي باشد(جعفري،١٣٨٧).
گياهان بوته اي به نحو مطلوبي ميکروکليماي اطراف خود را تغيير ميدهند. مثلا ممکن است نفوذپذيري آب و ظرفيت نگهداري رطوبت خاک را افزايش داده ،چرخه عناصر غذايي را تسريع نموده و درجه حرارت و سرعت باد را تعديل کنند(بيلي،١٩٧٠). مطالعات نشان داده است که در مواردي ايجاد پوشش گياهي بر روي شن هاي روان و تيه هاي ماسه اي باعث افزايش ميزان موادآلي و عناصر مغذي فسفر، نيتروژن وپتاسيم شده اند که اينها از عناصرضروري موردنياز گياهان بوده و با ايجاد محيط مناسب براي فعاليت ميکروارگانيسم ها باعث تسريع فرايندهاي خاکسازي ميگردند. به علاوه درصد رس و سيلت در تپه هاي ماسه اي در اثر کشت گياهان افزايش داشته و در مواردي ايجاد شرايط مناسب باعث برگشت گونه هاي بومي منطقه شده است (جعفري،١٣٨٧).
اثرات کشت تاغ در افزايش سطح تاج پوشش و تغيير ترکيب گياهي زير اشکوب آن در خراسان مطالعه شده است . نتايج اين مطالعه نشان دهنده تغييرات مثبتي است که در رابطه مستقيم با حضور تاغ و انبوهي آن ايجاد شده که زمينه ايجاد يک ميکروکليما را فراهم کرده است (افخم شعرا،١٣٧٤).
اين تحقيق همچنين نشان داده است که مواد آلي و عناصر ازت ، فسفر و پتاسيم در خاک زير بوته تاغ افزايش مي يابد.در مطالعاتي در دنيلي کوين ، نشان داده شده است که گياه آرتيپلکس به طور معنيدار سبب افزايش مقادير کربن آلي خاک و املاح در زير خود نسبت به نواحي اطراف شده است (شارما و همکاران ،١٩٧٢).
مطالعاتي در چهار تيپ رويشي آتريپلکس در جنوب ايالت يوتا نشان دادکه بين خصوصياتي همچون عمق پروفيل ، عمق پروفيل سطحي، اندازه ذرات (شن ،رس وسيلت )ونيز خواص شيميايي نظير ظرفيت تبادل کاتيوني سديم ،پتاسيم قابل تبادل در اين چهار تيپ اختلاف معنيداري وجود دارد(باجي و همکاران ، ١٩٩٨).در جاي ديگر، گزارش شده که کشت آتريپلکس سبب افزايش سديم محلول ، سديم قابل تبادل ، هدايت الکتريکي و ماده آلي در سطح خاک شده است (جعفري و همکاران ، ١٣٨٤).
بررسي تاثير کشت گونه هاي تاغ ،آتريپلکس وگز بر خصوصيات خاک نشان داده است که کلسيم در منطقه کشت شده نسبت معنيداري نسبت به منطقه شاهد دارد وازطرفيبيشترين مقدار هدايت الکتريکي مربوط به منطقه کشت شده مي باشد(گيتي،١٣٧٥).بررسياثر کشت گز و آتريپلکس بر شوري خاک در کوير چاه افضل يزد، نشان داد که قطعات کشت نشده نسبت به قطعات کشت شده شورترند. در اين مطالعه بيشترين مقدار هدايت الکتريکي ،سديم وکلر درعمق ٣٠-٠سانتيمتري ديده شدو اثر گز در کاهش شوري نسبت به آرتيپلکس تا اعماق بيشتري مشاهده شد(گيتي،١٣٧٥).
تجزيه برگينه سياه تاغ از ٧٨منطقه ، سفيد تاغ از ٦٨منطقه ، گز از ٣٨منطقه وبرگ پده از ٤٠منطقه از سر تا سر بيابان هاي ايران نشان داد که رفتار اکوفيزيولوژيک اين گونه ها از نظر مقدار و نسبت تجمع برخي عناصر متفاوت مي باشد(جوانشير و دستمالچي،١٣٧٤).در مطالعه اي در کرمان بر روي آرتيپلکس نتيجه گرفته شده است که افزايش مواد آلي وفسفر در ناحيه زير بوته ها ازلحاظ آماري معني دار نيست . محقق علت آن را ناکافي بودن زمان براي اين تغيير مي داند(ناصري ،١٣٧٦).
درمطالعه تاثير متقابل ميان خصوصيت خاک وصفات گياهي در منطقه کشت آتريپلکس کانسنس اين نتيجه حاصل شد که ميزان سديم ، هدايت الکتريکي،ماده آلي،ازت وپتاسيم در منطقه اترييلکس کاري شده در مقايسه با منطقه شاهد، به طور معنيداري افزايش يافته است (نيک نهاد،١٣٨١).
پژوهش هايي انجام شده در آريزونا ونيومکزيکو روي گونه هاي آتريپلکس نشان داد که پراکنش گونه هاي مذکورباميزان سديم قابل تبادل ، هدايت الکتريکي واسديته خاک ارتباط مستقيمي دارد(هودچينسون ،١٩٧٨). دربررسي چمنزارهاي شور درفورت کالينز، نتيجه گرفتند که تراکم پوشش گياهي وترکيب گونه اي باشوري، خصوصيات فيزيکي خاک ارتباط دارد. آنها اظهار داشتند که ظهورگونه ها دريک منطقه به خصوصيات شيميايي و درصد پوشش به سايرخصوصيات خاک بستگي دارد(بوومن ،١٩٨٥).
مطالعات متعدد انجام شده بر روي ماسه زارهاي بوته کاري شده نشان دهنده اثرات متفاوت گونه هاي مختلف گياهي در شرايط متفاوت محيطي است و انجام مطالعات منطقه اي ميتواند دست اندرکاران رادر برنامه ريزيبهتر کمک نمايد.هدف از تحقيق حاضر بررسي تاثير بادشکن هاي از جنس تاغ بر برخي خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک در يک منطقه خشک و بازخورد اين اثرات بر ميزان فرسايش بادي است .
٢. مواد و روش ها منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه درقسمت شرقي شهرستان آران و بيدگل از توابع استان اصفهان و در پنج کيلومتري شمال شهرستان کاشان قرار دارد. اين منطقه که در حاشيه جنوب غربي کوير مرکزي ايران واقع شده ، از شمال به درياچه نمک و استان هاي سمنان و قم ، از مشرق به شهرستان هاي نطنز و اردستان و از جنوب و غرب به شهرستان کاشان محدود مي شود.
ارتفاع متوسط منطقه مورد مطالعه از سطح دريا ٩١٢متر مي باشد.اين منطقه بين عرضهاي ٥٠درجه و ١٥دقيقه تا ٥٢و ٢٩دقيقه طول شرقي و ٣٣ درجه و ٣٠دقيقه تا ٣٤درجه و ٢٧دقيقه عرضي شمالي قرار دارد.
منطقه مورد مطالعه بخش وسيعي از دشت آبرفتي حوضه جنوبي درياچه نمک بوده و شيب عمومي آن از جنوب به شمال است . در قسمت هاي شرق و شمال آن ، يک سري از تپه هاي ماسه اي به صورت نوار از جنوب شرقي به شمال غرب کشيده شده که طول آن در حدود ١٢٠کيلومتر و عرض متوسط آن ٢٥کيلومتر و ارتفاع آن بين ٨٠٠تا ١٠٠٠متر است که در اصطلاح محلي به «بندريگ » شهرت دارد
خاکهاي منطقه مورد مطالعه بيشتردر دو رده اريديسول و انتي سول و گاهي مالي سول قرار مي گيرند (هر چند خاکهاي ورتي سول ، اينسپتي سول و مالي سول نيز در مرز اين خاکها و در داخل مناطق بياباني ممکن است يافت شوند)، اين خاکها اغلب داراي رژيم رطوبتي اريديک بوده و در بعضي مناطق داراي رژيم رطوبتي اکوئيک هستند. ميانگين بارندگي منطقه مورد مطالعه برابر ١٢٥ميلي متر در سال بوده و از نظر اقليمي مطابق روش دومارتن جزء مناطق فراخشک محسوب مي گردد. ميزان تبخير و تعرق پتانسيل منطقه بالغ بر ٣٢٠٠ميليمتر در سال مي باشد. مساحت منطقه تاغ کاري شده ٥٠٠هکتار است .سن بادشکن ها٢٠سال مي باشد و فاصله رديف هاي بادشکن که به صورت شطرنجي کشت شد اند حدود ١٥متر مي باشد.
به منظور بررسي تاثير رديف هاي بادشکن بر خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک منطقه مورد مطالعه ،دو ترانسکت به طول ٣٠٠متر، يکي در زير تاج پوشش درختان و به فاصله حدود ١.٥متر از تنه درخت (وسط تاج پوشش ) و يکي در فاصله اي ٥برابر ارتفاع درختان (حدود ٥٠متري از تنه درختان ) به عنوان شاهد در نظر گرفته شد.به منظور بررسي تاثير درختان بر روي خصوصيات خاک منطقه ،برروي هر ترانسکت ٣٠نقطه انتخاب گرديد و نمونه برداري از عمق هاي ١٠-٠، ٢٠-١٠و٣٠-٢٠سانتيمتر انجام گرفت .پس از انتقال نمونه ها به آزمايشگاه ، ميزان کلسيم و منيزيم ، پتاسيم و سديم ، pH و EC نمونه هاي با استفاده از تکني ک هاي متداول اندازه گيريشد.
به منظورمحاسبه رطوبت وزني وحجمي خاک در زير رديف هاي بادشکن و در فاصله ٥٠متري از درختان ، با استفاده از سيلندرهاي با حجم ٢٠٠ سانتي مترمکعب از خاک منطقه در عمق هاي١٠-٠، ٢٠-١٠و ٣٠-٢٠سانتيمتر با سه بار تکرار نمونه برداري شد. پس از انتقال نمونه ها به آزمايشگاه ، ميزان رطوبت وزني وحجمي نمونه ها محاسبه گرديد.
به منظور تعيين دانه بندي وبافت خاک منطقه در عمق هاي مختلف ، نمونه ها پس از آماده سازي ازالک هاي ٢٠٠،١٠٠،٥٠،٣٠،١٦،٨،٤مش گذرانده شد. بافت خاک نيز به روش هيدرومتري براي هر يک از عمق هاي مورد مطالعه تعيين گرديدو در نهايت نتايج حاصل با استفاده از نرم افزار آماري ٦ Minitab مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت .
٣. نتايج
تاثير رديف هاي بادشکن بر خصوصيات فيزيکي و شيميايي خاک :
جدول (١) درصد شن ،سيلت ورس را در عمق هاي مختلف خاک در زير بادشکن ها و در منطقه شاهد نشان مي دهد.بر اساس نتايح به دست آمده ، در زير بادشکن ها و در منطقه شاهد بافت خاک در تمام اعماق لومي بوده است .درصد شن و سيلت در سطح خاک حداکثر بوده و با افزايش عمق کاهش يافته است . بين درصد شن با ميانگين ٢٠.٩٠درصد در زير درختان و ٢٠.٢٠درصد در منطقه شاهد، تفاوت معني داري بين اعماق مختلف و بين دو منطقه مشاهده نشد (٠٠٥>P).درصد سيلت در عمق ١٠-٠سانتي متري تفاوت معنيداري را با متطقه شاهد نشان ميدهد (٧٠.٩٥درصد در زير درختان و ٦٧.٩٠درصد در منطقه شاهد)و تفاوت بين درصد سيلت بين عمق ١٠-٠و ساير اعماق مطالعه شده در زير درختان نيز معنيدار مي باشد (٠٠٥>P).
