بخشی از مقاله
چکیده
امروزه استفاده از اراضی بر اساس توانایی و استعداد آنها باید در مدیریت بهینه مناطق مختلف مدنظر قرار گیرد. از طرفی فرآیند تغییر کاربری اراضی جنگلی به زمین زراعی دیم و نحوه تأثیر آن به بر پدیده فرسایش از معضلاتی است که باید به-دقت مورد توجه قرار گیرد. از همین رو بررسی و مقایسه میزان رواناب و رسوب تحت کاربریهای مختلف برای تعیین تاثیرگذاری آنها بر عملکرد حوزههای آبخیز و مدیریت منابع سرزمین، بسیار ضروری میباشد. از این جهت پژوهش حاضر به-منظور مقایسه میزان رواناب و هدررفت خاک در طبقات شیب و شدتهای مختلف در دو کاربری جنگل و اراضی دیم در حوزه آبخیز قورچای واقع در شهرستان رامیان استان گلستان در طی اردیبهشتماه 96 انجام شد. بدینجهت پژوهش حاضر در دوطبقه شیب غالب حوزه آبخیز 3-12 و 12-24 درصد و برای سه شدت بارش 35,6، 50,3، 65,9 میلیمتر در ساعت که بهترتیب برای دوره بازگشتهای 5، 10 و 20 سال انجام گردید. برای این منظور با استفاده از نقشه کاربری اراضی و طبقات شیب بهصورت تصادفی، 18 نقطه جهت شبیهسازی بارش در قسمتهای مختلف حوضه در دو کاربری جنگل و اراضی زراعی دیم انتخاب شد. در گام بعد با استفاده از شبیهساز باران، اقدام به شبیهسازی بارش به مدت 30 دقیقه در هر نقطه اقدام گردید. نتایج حاصل از آزمون آماری پارامترها و متغیرهای موردنظر نشان از اختلاف معنیدار در حد 0,05 بین حجم رواناب و رسوب در کاربریهای مختلف و اثرات مستقل شیب و شدت بارش بر حجم رواناب و مقدار رسوب در حوزه آبخیز قورچای دارد. که میزان حجم رواناب و رسوب در کاربری زراعت بسیار بیشتر از کاربری جنگل میباشد که نشان دهنده تاثیر منفی تبدیل کاربری جنگل به اراضی زراعی دیم در رژیم هیدرولوژیکی حوزه آبخیز رامیان میباشد.
.1 مقدمه
فرسایش خاک یکی از جدیترین مسائل و مشکلات حوزههای آبخیز ایران محسوب میشود و بهعنوان مهمترین مانع برای دستیابی به توسعه پایدار کشاورزی و منابع طبیعی میباشد .[21] هر چند فرسایش خاک در طول تاریخ وجود داشته، ولی در طی سالیان اخیر به دلیل کاربریهای نامناسب شدت یافته است [7] بهطورکلی نوع بهرهبرداری از زمین و فرسایش خاک باهم ارتباط بسیار نزدیک دارند .[22] کاربری اراضی1 در مقایسه با فاکتورهای دیگر بیشترین تأثیر را در نوع و شدت فرسایش خاک دارد. این امر بهویژه در اراضی و مناطق پرشیب مشهود میباشد.]24[ ایجاد رواناب فرآیند بسیار مهمی است که با هدررفت خاک و اثرات محیطی عملیات کشاورزی به سبب دخالت آن در هدررفت عناصر غذایی مرتبط میباشد .[23] در نتیجه بررسی میزان رواناب تولیدی بهعنوان یکی از فرآیندهای اصلی فرسایش امری ضروری میباشد. از آنجاییکه اندازهگیری میزان فرسایش خاک تحت شرایط طبیعی بارندگی بسیار پر هزینه و زمانبر است .[25] شبیهساز باران بهعنوان ابزاری در تحقیقات، بهطور وسیع در شناخت فرسایش خاک و فرآیندهای مرتبط با آن مورد استفاده قرار میگیرد .[1] استفاده از بارانسازها خود با محدودیتهای مواجه بوده، بهطوری که بارانسازها هرگز نمیتوانند شرایط طبیعی بارندگی را بهطور کامل ایجاد کنند .[20] تاکنون تحقیقات زیادی در زمینه نقش کاربری بر میزان حجم رواناب و رسوب خاک در شیبها و شدتهای مختلف انجام شده است. ازجمله، نهتانی و همکاران [15] طی پژوهشی فاکتورهای مؤثر بر تولید رواناب و بار رسوب نهشتههای لسی را با استفاده از شبیهساز باران پرداختند. نتایج آنها نشان داد فاکتور شیب مهمترین عامل در بین فاکتورهای مورد بررسی در تولید رواناب و رسوب میباشد. فرضی و همکاران [12] به بررسی تولید رواناب و رسوب در دو کاربری مرتع و اراضی زراعی دیم با استفاده از شبیهساز باران در حوزه آبخیز صنوبر پرداختند. نتایج بررسیها نشان داد که بین دو کاربری ازنظر تولید رواناب و رسوب اختلاف معنیدار در حد 0,05 وجود دارد. زارع خورمیزی [5] به بررسی اثرات شیب و خصوصیات خاک در تولید رواناب و رسوب با استفاده از شبیهساز باران و پلات 0,09 مترمربعی در حوزه آبخیز چهل چای را بررسی نمود، نتایج نشان داد که بین فرسایش خاک و شیب در سطح یک درصد همبستگی مثبت و معنیداری وجود دارد. زیادت و تایمه [31] در تحقیقی اثر شیب، شدت باران، کاربری اراضی و رطوبت پیشین خاک را بر میزان رواناب و فرسایش مورد بررسی قرار دادند. دو سایت اراضی شخمخورده و مرتع در 6 کلاس شیب و 3 شدت باران انتخاب شد، نتایج بهدستآمده نشان داد که شدت باران مهمترین فاکتور مؤثر در فرسایش خاک میباشد. فولتز و همکاران [20] به تعیین میزان رواناب، نفوذ، غلظت رسوب و میزان فرسایش در دو جاده جنگلی دارای عبور و مرور زیاد و کم در شمال آمریکا با استفاده از شبیهساز باران پرداختند. کلیه نتایج بیانگر آن بود که میزان رواناب و غلظت رسوب در جادههای جنگلی دارای عبور و مرور زیاد، به دلیل کاهش پوشش گیاهی و تغییر در ویژگیهای خاک میباشد. جرماری و همکاران [18] به بررسی میزان رواناب و هدررفت خاک در زمینهای کشاورزی، مرتع و جنگل دست کاشت در 31 قطعه 20 مترمربعی در شمال اتیوپی، به این نتیجه رسیدند ضریب رواناب، حجم رواناب و تولید رسوب در اراضی جنگلی 16 برابر کمتر از اراضی کشاورزی میباشد. از مطالعات انجام شده میتوان دریافت که عوامل مختلفی در وقوع رواناب و تشدید فرسایش نقش دارند که در این میان نقش کاربری اراضی به دلیل تأثیر آن بر پوشش گیاهی و خصوصیات خاک و در نتیجه بر میزان رواناب و فرسایش خاک مهم می-باشد. بنابراین پژوهش حاضر با هدف بررسی تأثیر مستقل شیب و شدتهای مختلف بارش بر حجم رواناب و میزان هدررفت در دو کاربری جنگل و اراضی زراعی دیم در حوزه آبخیز قورچای رامیان میباشد.
2. مواد و روشها
1. .2 معرفی منطقه
حوزه آبخیز قورچای از زیر شاخههای گرگان رود در جنوب شرقی استان گلستان میباشد. این حوضه در محدوده طول جغرافیایی 55 02 24" تا 55 16 47" شرقی و عرض جغرافیایی 36 48 26" تا 37 03 05" شمالی واقع شده است شکل . - 1 - مساحت کل آن بالغبر 24816/5 هکتار میباشد. شهرستان رامیان در محل خروجی حوضه قرار داشته و تنها شهر مهم منطقه مورد مطالعه میباشد. طول رودخانه اصلی آن - قرهچای - حدود 36 کیلومتر میباشد. ارتفاع حوضه بین 150 تا 2850 متر متغیر بوده و جهت شیب غالب حوضه شمال و شمالغربی میباشد. بیشترین کاربری، جنگل با 80/22% بوده و 11 نقطه روستایی با متوسط جمعیت 304 نفر در هر روستا وجود داشته که روستاهای ویرو و کشکک با 900 و 765 نفر بیشترین جمعیت را دارند. [
شکل -1 موقعیت جغرافیایی و نمایی از حوزه آبخیز قورچای
2 .2 ویژگی بارانساز مورد استفاده
برای اندازهگیری حجم رواناب و رسوب در کاربریها، شیب و شدتهای مختلف باران از دستگاه شبیهساز باران تحتفشار - BSTF - ، طراحی و توسعه داده شده توسط گروه آبخیزداری دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، استفاده گردید .[8] شبیهساز باران مورد استفاده با قابلیت شبیهسازی پلات به ابعاد2 مترمربع 2 - متر طول و یک متر عرض - را نشان می-دهد. طراحی بارانساز بهگونهای است که به دلیل دارا بودن پایههای سبک و فلزی و قابل تنظیم، شرایط را برای حمل و نقل و استقرار در عرصههای طبیعی فراهم میکند شکل - . - 2 بهمنظور دستیابی به مشخصات بارندگی منطقه مورد مطالعه از داده-های هواشناسی 15 ساله شهرستان رامیان استفاده شد. مطابق با این دادهها سه شدت در دوباره بازگشتهای 5، 10و 20 سال از روش قهرمان-آبخضر ]31[ استخراج شد.
2 .3 انتخاب محل نقاط نمونهبرداری و عملیات آزمایشگاهی
در این مطالعه با توجه به هدف پژوهش، بهمنظور بررسی تأثیر شیبها و شدتهای مختلف بر حجم رواناب و رسوب ، نقشه شیب حوضه مورد مطالعه با استفاده از نقشه توپوگرافی در نرمافزار ARC GIS 9.3 تهیه شده در دو کلاس طبقه شیب 3-12 و 12-24 درصد مشخص گردید - شیبهای کمتر از 3 درصد به علت ناچیز تأثیر در میزان رواناب و شیب بالاتر از 25
