بخشی از مقاله
بررسی هدررفت خاك، کاهش عمق و چشم انداز آینده زمین هاي کشاورزي با
استفاده از مدل ImpelERO در منطقه بسطام (شمال شاهرود)
چکیده
براي مطالعه ي هدرروي خاك زمین هاي کشاورزي و پیش بینی میزان خاك ازدست رفته ي ناشی از فرسایش آبی
براي سالهاي آینده و همچنین اتخاذ روشهاي مدیریتی لازم جهت به حداقل رساندن عوامل از بین برنده ي زمین
هاي بارور، فرآیند تخریب خاکهاي کشاورزي بر پایه ي مدلی هیبریدي، متشکل از شبکه هاي عصبی و سیستم هوشمند، در مدل ImpelERO شبیه سازي شده، که در آن اعمال مدیریتی لازم براي حفاضت از خاك نیز پیش
بینی شده است. در این مطالعه که در منطقه ي بسطام در شمال شهرستان شاهرود انجام شده، منطقه اي به وسعت تقریبی 43200 هکتار براي استخراج پارامترهاي ورودي مدل مورد مطالعه قرار گرفت. میزان هدررفت خاك براي
واحدهاي اراضی در هر سال و همچنین براي افق هاي زمانی 2020، 2050 و 2100 میلادي، از نتایج مدل به دست
آمد. با توجه به تفاوت در برخی پارامترهاي ورودي مدل در واحدهاي مختلف اراضی، کلاسهاي فرسایش پذیري متفاوتی براي واحدهاي مختلف اراضی منطقه توسط مدل به دست آمد. نوع اطلاعات و نتایج حاصل از این مدل، در برنامه ریزي مهار فرسایش و جلوگیري از کاهش باروري خاکهاي کشاورزي، بسیار مفید فایده به نظر می رسد.
کلمات کلیدي: مدل ImpelERO، فرسایش خاك، خاکهاي کشاورزي
مقدمه
از مهمترین عوامل بیابانی شدن و از بین رفتن خاك هاي حاصلخیز، کشاورزي غیر اصولی و استفاده بیش از حد و نابجا از زمینها می باشد. در کشور مامدیریت مزارع عموما در سطح پایینی بوده و خاك هاي کشاورزي در صورت
عدم اتخاذ راهبرد هاي مدیریتی مناسب و کنترل کننده ي هدررفت خاك به تدریج در دراز مدت با کاهش قابل
توجه حاصلخیزي مواجه خواهند شد. بنابراین براي داشتن تولیدات کشاورزي پایدار و جلوگیري از کاهش میزان تولید محصول در آینده، که به واسطه ي تخریب خاك ایجاد میشود، باید تصمیمات مناسبی جهت مطالعه ي خاکهاي کشاورزي در مقیاس کلان، براي برنامه ریزي هاي کلان وهمچنین در مقیاس محلی، براي حفاظت از خاك در راستاي کشاورزي پایدار اتخاذ شود. اندازه گیري میزان هدررفت خاك و بررسی وضعیت و سرنوشت زمین
هاي کشاورزي براي افق هاي زمانی آینده، به وسیله ي مدل هاي شبیه ساز، راحت تر، کم هزینه تر و سریع تر می
تواند صورت گیرد. به دنبال آن میتوان راهبردها و تکنیک هاي مقابله با فرسایش را اتخاذ نمود. به نظر می رسد بهترین راه براي نیل به مناسب ترین تصمیم گیري در خصوص برنامه ریزي کلان براي حفاظت از زمین هاي
کشاورزي براي داشتن تولیدي پایدار، پیش بینی وضعیت زمین ها در آینده، از طریق شبیه سازي فرآیندهاي هدررفت خاك بوسیله ي مدل ها (مانند (ImpelERO باشد.
در مطالعه ي انجام شده، از مدل ImpelERO براي ارزیابی فرسایش خاك دشت بسطام واقع در شمال شهرستان
شاهرود که زیر کشت محصولات باغی و زراعی و همچنین داراي زمین هاي مرتعی، آیش و رها شده می باشد، استفاده شد. هدف این پژوهش در درجه اول، بررسی مفید فایده بودن نتایج و اطلاعات قابل استخراج از مدل ذکر
شده براي مطالعه ي فرسایش خاك، و در درجه دوم پیش بینی میزان هدررفت سالیانه خاك و تعیین شاخص
فرسایش پذیري براي خاکهاي منطقه ي مطالعه می باشد.
مواد و روش کار
توصیف منطقه مطالعه
2
این پژوهش در دشت بسطام واقع در شمال شهرستان شاهرود و در منطقه اي به وسعت تقریبیهکتار43200
انجام شد که مختصات جغرافیایی آن بین 54 39’و تا55 20’ طول شرقی 26’شمالی36تا 36 45’ عرض
قرار دارد. متوسط ارتفاع منطقه از سطح دریا 1345 متر می باشد. گرادیان شیب منطقهیراز مسطح تا 5 درصد متغ
می باشد. میزان بارش منطقه طبق آمار هواشناسی ایستگاه شاهرود که نزدیکترین ایستگاه به منطقه مورد مطالعه می
باشد، در حدود 170 میلیمتر می باشد. تعداد زیادي از زمینهاي کشاورزي و باغی منطقه تحت کشت آبی می باشند.
محصولات بارز زراعی آن گندم، سیب زمینی و گوجه، و محصولات باغی آن زردآلو و سیب می باشد، که بخش
عمده اي از اقتصاد مردم منطقه را تشکیل می دهد.
مدلImpelERO
مدلImpelERO در سال 1998 در اسپانیا ساخته شد. این مدل، یک مدل هیبریدي بر پایه ي شبکه هاي عصبی و
سیستم هوشمند می باشد که براي ارزیابی فرسایش خاك زمینهاي کشاورزي بکار می رود. این مدل میزان
حساسیت به فرسایش آبی، میزان کاهش محصول ناشی از فرسایش و اعمال مدیریتی مناسب براي جلوگیري از فرسایش در واحد مزرعه را ارائه می دهد. توصیف این مدل شامل فرمولاسیون، استاندارد سازي و اعتبار سنجی
توسط دي لا روزا (1998) بیان شده است. پروسه ي فرسایشی که در این مدل در نظر گرفته شده، شامل فرسایش
شیاري و بین شیاري می باشد. همچنین با این مدل می توان کلاس فرسایش پذیري، شاخص فرسایش پذیري و
میزان هدررفت خاك در افق هاي 20، 50 و 100 ساله را پیش بینی نمود و بدین وسیله براي جلوگیري از نابودي منابع چاره اندیشی نمود.
دي لاروزا و همکاران (2009) در ارزیابی تلفیقی خاکهاي منطقه اي در اسپانیا،در بخشی از ارزیابی خود از مدل ImpelERO استفاده نمودند و نتایج مفیدي براي مدیریت بهتر برخی ویژگیهاي خاك بدست آوردند. همچنین
دي لا روزا و همکاران (2000) فرسایش پذیري خاك و اثر بالقوه آن روي باردهی محصول به واسطه ي هدررفت خاك را در منطقه ي اروپاي غربی ارزیابی نمودند. این مدل دستاوردي نوین در زمینه ي مطالعه ي هدررفت خاکهاي کشاورزي و میزان کاهش باردهی آنها در دراز مدت به شمار می آید.
آنالیزها و جمع آوري اطلاعات
اطلاعات لازم براي اجرا نمودن این تحقیق با مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی به کمک مرکز تحقیقات کشاورزي شهرستان شاهرود گردآوري شد. این آنالیزها در جدول 1 آمده است. همچنین اطلاعات اقلیمی منطقه از ایستگاه هواشناسی سینوپتیک شاهرود از طریق گردآوري آمار 55 ساله 2005-1951) میلادي) بدست آمد. این اطلاعات
شامل حداکثر و حداقل دماي ماهیانه، میانگین دماي ماهیانه و میانگین بارندگی ماهیانه بود که بعنوان بخشی از
دیتاي ورودي مدل ImpelERO مورد استفاده قرار گرفت.
