بخشی از مقاله
چکیده
وقوع آتش سوزی در اکوسیستم های مرتعی یکی از عوامل تغییر ساختار خاک و پوشش گیاهی می باشد. به نظر می رسد تغییر فاکتورهای اکوسیستمی بر میزان نفوذ و رواناب در مرتع آتش سوزی شده تاثیرگذار باشد. از این رو پژوهش حاضر با هدف مقایسه مقادیر نفوذ، رسوب و تولید کمی و کیفی رواناب ناشی از اثر پوشش گیاهی مراتع و تغییر آن در اثر آتش سوزی در حوزه آبخیز دشت شیخ در استان سمنان انجام شده است. جهت تعیین درصد پوشش گیاهی در هر واحد کاری 3 ترانسکت به طول 100 متر مستقر گردید سپس 3 پلات یک متر مربعی به روش سیستماتیک- تصادفی در طول ترانسکت ها انتخاب و نمونه برداری پوشش گیاهی از هر پلات انجام گرفت. برای اندازه گیری میزان نفوذ از روش استوانه مضاعف استفاده شد. برای تعیین میزان رواناب و رسوب تولیدی از هر پلات توسط باران ساز مصنوعی بارندگی با شدت یک میلی متر در دقیقه با قطر قطرات حدود یک میلی متر ایجاد و در سه ماه فصل بهار با سه تکرار با فاصله زمانی حدودا ده روز نمونه برداری انجام شد. رواناب تولیدی از هر بارش مصنوعی در واحد سطح تعیین و کیفیت آن با تعیین مقادیر رسوب و نیترات خروجی از هر پلات مشخص گردید. برای بررسی تفاوت فاکتورهای اندازه گیری شده در مناطق مرتعی آتش سوزی شده و شاهد از آزمون من ویتنی استفاده شد. مقایسه روابط نفوذ- رواناب- رسوب - نیترات در مناطق آتش سوزی و شاهد نشان می دهد که در مناطق آتشسوزی با کاهش میزان نفوذ مقدار رواناب- رسوب- نیترات به طور معنیداری افزایش یافته است.
کلمات کلیدی: آتشسوزی، پوشش گیاهی، رواناب، نفوذ
.1 مقدمه
یکی از مهمترین خصوصیات قابل پژوهش در عرصه مرتع تعیین روابط بین پوشش گیاهی، نفوذ ، رواناب،رسوب و کیفیت آب - ناشی از انتقال مواد غذایی خاک - است؛که در مطالعات کاربردی روابط آب و خاک و پوشش گیاهی اندازهگیری آن از اهمیت ویژهای برخوردار است. پوشش گیاهی نقش بسیار مهمی در میزان نفوذ آب در خاک دارد - . - 4 آتشسوزی باعث کاهش پوشش گیاهی، لخت شدن سطح خاک و آسیبپذیری در برابر برخورد قطرات باران و هدررفت خاک می شود و اثرات مخربی بر چرخه هیدرولوژی مرتع دارد . - 1 - اگر تغییر در پوشش گیاهی تا حد تخریب خاک پیش رود ممکن است هیچ گاه پوشش گیاهی اولیه به منطقه باز نگردد و موجب شود که خاک به عنوان مخزن رطوبت عمل نکند - 4 - .از طرفی آتش سوزی اثرات قابل توجهی بر خصوصیات بیوژئوشیمیایی خاک دارد و همیشه به عنوان یک عامل بزرگ در شکل دادن تکامل گونهها و کارکرد اکوسیستمها، شناخته شده است و وسعت و زمان وقوع آن سبب ایجاد ویژگیهای متفاوتی در اکوسیستمهای محلی و منطقهای میشود. همچنین آتش بهعنوان یک عامل پرقدرت تغییر دهنده محیط زیست، تاثیر بلند مدتی بر چرخه مواد غذایی اکوسیستم، ترکیب گونهها، رشد گیاهان ، موجودات خاکزی و فرسایش دارد و با دخالت آتش، منجر به تسریع در معدنی شدن ترکیبات آلی موجود در پوشش گیاهی و سطح خاک میشود - . - 9 آنچه که مهم است نقش کلیدی آب گریزی خاک در ارتباط با آتش سوزی است. آب گریزی خاک به طور اصولی به واسطه ایجاد لایه بسیار نازک از مواد حاصل از فعالیت زیستی گیاهان و جانوران در سطح خاک ایجاد میشود. گاهی آتشسوزی باعث بروز تغییرات دایمی وغیرقابل بازگشت درخاک می گردد و همچنین آتشسوزیهای شدید مراتع ممکن است اثرات زیانباری برماده آلی وبه دنبال آن برویژگیهای فیزیکی وشیمیایی خاک داشته باشد. به عنوان مثال هنگام آتش سوزی، پوشش گیاهی و لایه لاشبرگ به طور مستقیم از بین رفته و ورود مواد به خاک کاهش یافته و ماده آلی خاک کاهش مییابد. کاهش ماده آلی در اثر آتش سوزی، کاهش پایداری خاک دانهها، کاهش تهویه و افزایش جرم ویژه ظاهری را به دنبال خواهد داشت. از دیگر سو، شواهدی وجود دارد که آتش سوزی پوشش گیاهی مراتع موجب وارد شدن خاکستر به خاک، انسداد خلل و فرج و افزایش خاصیت آب گریزی شده و در نتیجه نفوذ آب به خاک کاهش مییابد. تغییر در ساختار خاک و پوشش گیاهی موجب تغییر در رابطه بارش- نفوذ- رواناب شده و بر کیفیت رواناب تولیدی نیز تاثیر خواهد گذاشت. از جمله پژوهشهایی که در این زمینه انجام شده است: ابراهیمیمحمدی و همکاران - - 1395 اثرات آتشسوزی را بر خصوصیات خاک، فرسایش و رژیم هیدرولوژی حوضه آبخیز دریاچه زریبار بررسی کردند. نتایج بیانگر تأثیر آتشسوزی بر کاهش ذخیره رطوبتی، درصد ماده آلی و کربن آلی کل خاک و همچنین افزایش ناچیزPH و هدایت الکتریکی است. حیدری و قربانی دشتکی - 1392 - تأثیرآتشسوزی پوشش گیاهی برکیفیت خاک مراتع نیمه استپی کرسنک در چهارمحال وبختیاری را بررسی کردند و نشان دادندآتش تأثیرفوری ومستقیمی بر ویژگیهای فیزیکی وماده آلی خاک داشته وسبب کاهش کیفیت خاک اراضی مرتعی شده است. غلامی گوهره و همکاران - 1390 - درپژوهشی تأثیرآتشسوزی خفیف برنفوذ،رواناب ورسوب مرتع درمنطقهییلاقی کدیر رابررسی کردند. نتایج بررسی هانشان دادکه اجرای تیمارآتشسوزی درمرتع سبب افزایش بهترتیب 1/18 و 1/52 برابری درتولیدرواناب ورسوب و کاهش 1/014 برابری درمیزان نفوذگردید. همچنین باغستانی میبدی و همکاران - 1389 - نشان دادندکه تاثیرآتش برگونه های گیاهی مختلف عرصه،یکسان نبوده وگیاهان به زمانهای مختلف آتشسوزی نیزواکنش مشابهی نشان نداده اند. از نظر آنان هرچندآتشسوزی درحذف برخی ازگونه های نامرغوب عرصه موثربوده است، لیکن همه گونه های مرتعی نامرغوب آنرا دربرنگرفته است و نیزموجب ارتقاپوشش گونههای مرتعی مرغوب نشده است؛بنابراین آتشسوزی درمناطق استپی ایران ، اصلاح مرتع را حداقل دریک دوره کوتاه مدت موجب نمیگردد.کایود و همکاران - - 2008 تأثیرسوزاندن کاه وکلش مزارع برویژگیهای خاکهای آلفیسول را موردارزیابی قرار دادند. آنان دوسایت آزمایشی درخاک آلفیسول برای ارزیابی تغییرات ویژگیهای فیریکی خاک تحت تأثیرآتشسوزی انتخاب کردند. و نشان دادند که در اثرآتشسوزی،حجم منافذخاک کاهش یافته وهمزمان نرخ نفوذآب خاک وپارامترهای ضریب جذب آب - S - و هدایت آبی اشباع خاک - Kfs - پس ازآتشسوزی درمقایسه با قبل از آتشسوزی به صورت معنی دار کاهش یافتند.
پژوهش حاضر با هدف مقایسه کمیت و کیفیت رواناب تولیدی در اثر تغییر پوشش گیاهی و نفوذپذیری خاک مناطق آتش سوزی و غیر آتش سوزی مراتع دشت شیخ صورت گرفته است.
منطقه مورد مطالعه
حوزه آبخیز دشت شیخ بامساحتی بالغ بر 12096/66 هکتاردرطولهای جغرافیایی شرقی"56َ،51ْ،55 تاً00َ،02ْ،56 وعرضهای جغرافیایی شمالیً08َ،11ْ،37 تاً33َ،18ْ،37 قرارگرفته که این منطقه ازشمال به روستای دشت کالپوش ازشرق به ارتفاعات تخت هادی خان و ورودی آبخیزدشت دانیال وگل مندره ازغرب به آبخیزقیزقلعه وکوه قره تنگ زوبیدک و ازجنوب به حوزهی آبخیزدشت دانیال وحقالخواجه و ارتفاعات کوه دانیال محدودمی گردد. شکل - - 1 منطقه آتشسوزی شده - الف - و شاهد - ب - را نشان میدهد.
شکل -1 نمایی از منطقه نمونهبرداری در حوزهی آبخیز دشت شیخ
.2 روش پژوهش
جهت تعیین درصد پوشش گیاهی در هر واحد کاری 3 ترانسکت به طول 100 متر مستقر گردید سپس 3 پلات یک متر مربعی به روش سیستماتیک - تصادفی در طول ترانسکتها انتخاب و نمونهبرداری پوشش گیاهی از هر پلات انجام گرفت ابتدا دو منطقه شاهد و آتشسوزی - آتشسوزی یک ساله - در منطقه مطالعاتی شناسایی شد. سپس برای بررسی وضعیت پوشش
گیاهی در منطقه شاهد و آتشسوزی، در هر واحد کاری 3 ترانسکت به طول 100 متر مستقر گردید سپس 3 پلات یک متر مربعی به روش سیستماتیک- تصادفی در طول ترانسکتها انتخابو نمونهبرداری از پوشش گیاهی در طول ترانسکتها انجام گرفت، تعیین سطح مناسب پلات با روش سطح حداقل و تعیین تعداد پلات به روش آماریانجام گردید.برای مطالعه و شناسایی گیاهان منطقه طرح در داخل هر تیپ گیاهی پیمایش صورت گرفت و در هر خطوط ارتفاعی 100 متر به 100 متر در طول ترانسکت عمود بر شیب برداشتهایی از گیاهان انجام و کلیه گیاهان موجود شناسایی شدند. اندازهگیری نفوذپذیری با استوانههای مضاعف در دو منطقه آتشسوزیو شاهد به اینصورت انجام گرفت که محل نقاط اندازهگیری به روش سیستماتیک تصادفی تعیین گردید و در هر منطقه اندازهگیریها با 9تکرار انجام شد. پس از کوبیدن استوانهها به صورت هممرکز - حدود 15 سانتیمتر - در خاک، بین دو استوانه و درون استوانهی داخلی آب با کیفیت مورد نظر ریخته شد. در طول آزمایش با افزودن آب به استوانه داخلی، ارتفاع سطح آب ثابت نگه داشته شد و مقدار آبی که در فواصل زمانی مختلف افزوده شد - حجم آب نفوذ یافته به خاک - تا رسیدن به شرایط پایدار ثبت شد . - 3 - کلیه مراحل انجام آزمایش بر اساس استانداردهای بین المللی و نشریه شماره 243 وزارت نیرو و سازمان مدیریت و برنامهریزی کشور صورت گرفت. شکل - - 2 استقرار دبلرینگها را در منطقه آتشسوزی و شاهد نشان میدهد. بهمنظور تعیین میزان رواناب و رسوب تولیدی در طول هر ترانسکت بطور تصادفی سه پلات یک متر مربعی تعیین و سطح پلاتها با استفاده از حجم تقریبی 6 لیتر آب بهمنظور دستیابی به رطوبت اولیه مناسب و کاهش ظرفیت ذخیره خاک، مرطوب شده سپس توسط باران ساز مصنوعی مبادرت به ایجاد بارش با شدت یک میلی متر دردقیقه با قطر قطرات حدود یک میلیمتر ایجاد و در سه ماهه بهار با سه تکرار با فاصله زمانی حدود ده روز نمونهبرداری انجام
