بخشی از مقاله
چکیده
برای حفظ منابع ملی و طبیعی برای نسل حاضر و آینده ناگزبر به انجام تحقیقات در زمینه روشهای مناسب حفاظت و احیای منابع آب و خاک هستیم. عمدهترین مسئله آبخیزها به دست آوردن مناسبترین روش جهت جلوگیری از ایجاد فرسایش، رواناب، رسوب و افزایش ذخیره نزولات آسمانی در خاک به خصوص در شیبهای کم میباشد تا بتوان بدین طریق موجبات احیای مراتع را فراهم آورد.
این تحقیق در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با 3 تیمار - پیتینگ، کنتورفارو، شاهد - در 3 تکرار در منطقه حوزه آبخیز سلطانیه بافت استان کرمان در پای دامنه هایی با شیب % 8 اجرا گردید. سپس کرتهایی به ابعاد 15*15 متر احداث و اطراف آنها به وسیله خاک عرصه پشتهای حدود 30 سانتیمتر ایجاد نموده و در انتهای شیب هر کرت اقدام به نصب بشکه کردیم. نتایج حاصل از این پژوهش نشان میدهد که بین عملیات مکانیکی کنتورفارو و پیتینگ در مقایسه با شاهد در سطح %1 اختلاف معنی داری وجود دارد و به ترتیب پیتینگ بیشتر از کنتورفارو ایجاد رواناب و رسوب مینماید.
مقدمه
انسان برای ادامه حیات خود به مواد غذایی نیاز دارد که از آب وخاک بدست می آید. عاملی که وجود آب و خاک رابه خطر می اندازد فرسایش است . به همین جهت مبارزه با فرسایش و مهار آن در سطح جهان مورد توجه قرارگرفته است . از طرف دیگر متاسفانه فرسایش یک پدیده اجتناب ناپذیر بوده و نمی توان آنرا کاملا از بین برد ولی فعالیت های انسان میتواند آنرا تشدید نموده یا کاهش دهد .
به هرحال فرسایش پدیده ای دائمی است و همیشه وجود خواهد داشت ولی در صورتی که میزان آن کمتر ازمیزان خاک تشکیل شده باشد بحرانی نیست. باید در نظر داشت که فرسایش نه تنها خود خاک را از بین برده و یا حاصلخیزی خاک را کاهش می دهد بلکه با ایجاد رسوب مواد در آبراهه سبب انسداد آنها می شود . همچنین با پر کردن مخازن سدها ظرفیت ذخیره آنها را کاهش می دهد و در نتیجه عمر مفید آنها را کم می کند. در مناطق خشک قسمت اعظم نزولات آسمانی در همان دوره کوتاه بارندگی بصورت جریانات سطحی از محیط خارج می شود و معمولا مقدار کمی از نزولات در خاک نفوذ می کند.
بطور کلی کنترل نزولات آسمانی و رواناب سطحی جهت حفظ منابع آب و خاک به شیوه های مختلفی امکان پذیر می باشد که انتخاب هر روش یا ترکیبی از آنها بستگی به شرایط محلی و اهمیت مناطق تحت حفاظت دارد . با توجه به شرایط حاکم برحوزه های آبخیز واقع در مناطق خشک و نیمه خشک کشور و روند رو به تزاید فرسایش خاک و هدر رفتن آب و جاری شدن تنداب های مخرب لزوم استفاده از روشهای حفاظت آب و خاک احساس می شود .از این رو لازم است قبل از بهره گیری از اینگونه روش ها ، تحقیقات لازم در زمینه توجیه علمی ، اقتصادی و تاثیر اجتماعی ناشی از اینگونه عملیات صورت گیرد.
با توجه به حاکم بودن شرایط آب و هوایی خشک و نیمه خشک در % 80 کشور برای استفاده بیشتر از حداقل بارندگی و نیز کاهش فرسایش و رواناب از روش های مکانیکی مانند روشهای ذخیره نزولات آسمانی پیتینگ ،کنتورفارو در شیب های ملایم استفاده می شود
در مطالعه ای در حوضه هلاغره شهرستان داران اصفهان تاثیر عملیات آبخیزداری در مهار و کاهش رواناب ها و کنترل فرسایش و رسوب بررسی شد و نشان داد که با انجام عملیات آبخیزداری از سال 1373 در سطح حوزه هلاغره حدود 39695 تن معادل 2633 مترمکعب از رسوب زایی و حمل ذرات به پشت سد کاهش یافته است که به همین میزان به حجم و عمر مفید سد افزوده شده است
مقدار رواناب در یک بارندگی تابستانه با استفاده از پیتینگ کاهش پیدا می کند و آمارها نشان می دهند که رواناب رابطه معکوسی با پوششش گیاهی دارد - . در مراتع تگزاس کاربرد کنتور فارو 4 تا 7 سال می باشد که طی آن رشد تولیدات علفی 2 برابر افزایش پیدا می کند
در منطقه نیمه خشک چین نیز کنتورفارو سبب کاهش رواناب در شیب ها و افزایش ظرفیت آب در خاک و رشد گیاهی در آن منطقه شده است افزایش محصولات و تولیدات گیاهی تابعی از بهبود نگهداری آب و ذخیره و انتقال عناصر غذایی از لایه سطحی به عمق های پایین تر می باشد بدین منظور ازکنتورفارو بطور موفقیت آمیزی بواسطه کاهش مقدار رواناب و بهبود نفود آب در خاک در مناطق نیمه خشک استفاده می شود
در بررسی مراتع ایالت وایومینگ امریکا مشاهده کردند که در گراسلندهای طبیعی ایجادکنتور فارو توانسته است جریان سطحی آب را 84 تا% 94 کاهش داده و باعث حفاظت اراضی پست تر ا ز تجمع رسوب و آب سطحی گردد و نیز متوسط ذخیره آب در خاک های کنتورفارو شده % 8 بیشتر از خاک های اصلاح نشده است . همچنین پیتینگ باعث شستشوی نمک از سطح به عمق های پایینتر می شود
- Panomtaranichagul et al. ,2005 - به این نتیجه رسیدند که کنتور فارو به همراه مالچ بیشترین تاثیر را در حفاظت آب و خاک و کنترل فرسایش دارد . و نیز باعث افزایش آب را در ناحیه ریشه در حدود 13% می شود و کنتورفارو کردن رشد جو را در مزرعه در حدود 44% افزایش می دهد
خاکی که در آن کنتورفارو انجام شده در مقایسه با خاک کنتورفارو نشده از لحاظ ذخیره آب باران در پروفیل خاک 72% افزایش جذب دارد . - Abu -Awwad et al. , 2000 - عملیات هایی چون کنتورفارو ،پیتینگ ، ریپرینگ و غیره استقرار مجدد پوشش گیاهی در اراضی نیمه خشک و بهبود وضعیت آنها را به همراه دارند
در شمال اتیوپی از دست دادن آب باران به صورت رواناب سبب می شود تا خاک زیادی از دست برود و این منجر به مشکل بحرانی در آن گردیده است .آنها توانسته اند با ایجاد کنتورفارو ، نفوذ و ظرفیت نگهداری آب در خاک افزایش دهند و از ایجاد رواناب و فرسایش به میزان قابل توجهی جلوگیری کنند..
- bodnar et al. ,2007 - در تحقیقی با عنوان ارزیابی بعد از اجرای اقدامات کنترل فرسایش در جنوب مالی اثرات کنترل اقدامات فرسایشی را بر روی خاک مورد ارزیابی قرار دادند که به این نتیجه رسیدند که این اقدامات سبب کاهش بسیار زیادی در اندازه خندق در 87% مزارع زراعت شده می گردد .این عملیات ها و مدیریت صحیح در حفاظت خاک و آب سبب کاهش رسوب ، فرسایش و رواناب می شوند و همچنین خطر ایجاد گالی را کاهش می دهند .
هدف این پژوهش بررسی تاثیر روش های مکانیکی پیتینگ و کنتورفارو بر میزان فرسایش خاک و رسوب است
مواد و روشها خصوصیات عرصه تحقیق
حوضه آبخیزسراب هلیل رود شامل واحد های هیدرولوژیکی سلطانیه ، بافت ، دهوج وغیره می باشد. حوضه آبخیز سلطانیه در جنوب استان کرمان و غرب شهرستان بافت ،در محدوده جغرافیایی 29 04 13 تا 39 25 06 عرض جغرافیایی و 16 38 56 تا 56 35 30 طول جغرافیایی واقع شده است. وسعت این حوضه 861/022 کیلومترمربع می باشد که قسمت اعظم آن را مناطقکوهستانی ،تپه ماهورها و رخنمون های سنگی میان دشتی پوشانده است .
بلندترین نقطه حوضه 3586/65 متر در قله کوه های شمالی و حداقل ارتفاع معادل 2072/86 متر در محل خروجی حوضه و ارتفاع متوسط از سطح دریا 2508/55 متر می باشد.حوضه آبخیز در جنوب شرق ایران قرار دارد و بخشی از زون تکتونیکی سنندج-سیرجان می باشد.
گسترش سنگ های آتش فشانی ،آتش فشانی-رسوبی و تعداد و تراکم گسل ها از جمله مهمترین خصوصیات زمین شناسی و زمین شناختی این زون می باشد که در محدوده این حوضه آبخیز قابل مشاهده است. اقلیم آن بر اساس روش سلیانینوف ،نیمه خشک شدید می باشد.میزان بارندگی در حوضه با توجه به شدت زیاد و مدت کم آن و عدم وجود پوشش گیاهی مناسب در سطح حوضه باعث تخریب خاک وایجاد فرسایش و حمل رسوب می گردد.
اثرات این عامل در سازندهای مارنی که حساسیت زیادی به فرسایش دارند بیشتر است.خاک منطقه در رده انتی سول قرار دارد.بر اساس مطالعات پوشش گیاهی این منطقه بصورت گیاهان مرتعی وجنگلی که شامل درمنه ،گون ، بادام کوهی ،بنه ،پیچک و همچنین اراضی زراعی شامل زراعت های آبی ،دیم، آیش و باغات می باشد.
مواد و روش ها
این تحقیق در قالب طرح آماری بلوک های کامل تصادفی با 3 تیمار - پیتینگ، کنتورفارو، شاهد - در 3 تکرار در منطقه حوزه آبخیز سلطانیه بافت استان کرمان در پای دامنه هایی با شیب% 8 اجرا می گردد. در این طرح برای داشتن داده های کافی در طرح آزمایشات معمول ، چندین واقعه بارندگی را بررسی و داده های آن ثبت می گردند. سپس کرت هایی به ابعاد 15*15 متر احداث واطراف آنها به وسیله خاک عرصه پشته ای حدود 30 سانتیمتر ایجاد گردیده و در منتهی الیه شیب هر کرت اقدام به ایجاد یک حوضچه سیمانی غیر قابل نفوذ یا نصب بشکه می کنیم .
سپس در هر کرت بطور تصادفی یکی از روشهای مکانیکی به مرحله اجرا در می آید . فاصله کرت ها از یکدیگر حدود 5 متر در نظر گرفته شده تا هیچ یک از تیمارها بر دیگری تاثیر نداشته باشند . برای احداث کنتور فارو ابتدا در روی هر کرت خطوط تراز را مشخص نموده و در روی این خطوط به حفر جوی و پشته هایی به اعماق 15 - 20 سانتیمتر اقدام و فاصله هر یک از فاروها از یکدیگر حدود 100 سانتیمتردر نظر گرفته می شود.
برای اجرای پیتینگ اقدام به حفر چاله هایی به عمق 30 سانتیمتر و عرض 20 سانتیمتر و طول 70 سانتیمتر نموده و فاصله هر یک از چاله ها از یکدیگر 70 سانتیمتر و فاصله عمودی این چاله ها حدود 100 سانتیمتر در نظر گرفته می شود. خاک هر یک از چاله ها را در پایین همان چاله ریخته تا شرایط طبیعی ایجاد گردد .
در منتهی الیه شیب هر کرت یک بشکه کار گذاشته می شود که رواناب حاصل از بارش پس از پر کردن چاله ها وارد بشکه ها شود و از این طریق بتوان میزان رواناب و رسوب اندازه گیری شود . میزان رواناب جاری شده در هر یک از بشکه های پایین دست کرت ها پس از هر بارش اندازه گیری شده وبرای اندازه گیری میزان رسوب ابتدا آب داخل بشکه ها را کاملاً مخلوط نموده و پس از نمونه برداری میزان رسوب در آزمایشگاه اندازه گیری می شود . سپس داده های حاصله را مورد تجزیه واریانس قرار می دهیم. در صورت معنی دار بودن از آزمون دانکن جهت مقایسه میانگین ها استفاده می کنیم.
نتایج و بحث
آماربرداری انجام شده در طول مدت اجرای این طرح بیانگر آن است که کنتورفارو و پیتینگ نسبت به شاهد تأثیر بیشتری در جهت جلوگیری از هرز آب و کاهش رسوب دارند . میزان تولید هرز آب در شاهد زیاد بوده و با گذشت زمان و افزایش مدت زمان بارش فزونی می یابد که اشباع شدن سطح خاک و کاهش نفوذپذیری عامل اصلی آن به شمار می آید .نتایج حاصل از این پژوهش نشان می دهد که بین عملیات مکانیکی کنتور فارو و پیتینگ در مقایسه با شاهد در سطح %1 اختلاف معنی داری وجود دارد.
