بخشی از مقاله
چکیده
فرسایشپذیری خاک در معادله جهانی فرسایش خاک یکی از عوامل تأثیرگذار برمقدار تلفات خاک است که انجام مطالعه و تعیین آن میتواند حائز اهمیت باشد. فرسایشپذیری بیان کیفی و کمی حساسیتزدایی یک خاک معین به جدا شدن و انتقال توسط باران و رواناب میباشد. سه روش در تعیین فرسایشپذیری خاک عبارتند از اندازهگیری واقعی میزان هدر رفت خاک در شرایط طبیعی در طول دوره طولانی، استفاده از شبیهسازی بارندگی و استفاده از معادلات پیشبینی کننده شامل متغیرهای مستقل و قابل اندازهگیری براساس پارامترهای خاک که با فرسایشپذیری همبستگی دارند.
در این تحقیق با استفاده از نموگراف وشیمایر و معادله مربوط، وضعیت فرسایش پذیری خاکهای منطقه زیدشت طالقان در شیبهای مختلف کاربری مراتع تعیین گردید و اثرات کاربری اراضی، شیب و اثرات متقابل این دو عامل بر فرسایشپذیری خاک مورد ارزیابی قرار گرفت اراضی شامل مرتع، در سه کلاس شیب مختلف -8 %40 - 8-18% 3 تا 18 انتخاب و نمونههای خاک با 3 تکرار جمعآوری گردید.
نمونههای دست نخورده جهت اندازهگیری وزن مخصوص ظاهری مورد استفاده قرار گرفتند کلاس ساختمان خاک در منطقه تعیین شد. مقدار نفوذپذیری خاک توسط استوانههای مضاعف با دو تکرار تعیین گردید. با استفاده از دادههای کسب شده ضریب فرسایشپذیری نمونههای خاک با استفاده از رابطه ویشمایر محاسبه گردید.کلیه دادهها با استفاده از نرم افزارهای SAS مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت .
همچنین مشخص گردید با افزایش در هر کاربری، میزان فرسایشپذیری خاک افزایش مییابد.مقایسه میانگین اثر شیب و کاربردهای زراعی مختلف به شرح زیر میباشد فرسایشپذیری در کاربری مرتع با افزایش درصد شیب افزایش مییابد که این افزایش از لحاظ آماری در سطح یک درصد معنیدار بود. فرسایشپذیری با افزایش درصد شیب زمینهای واقع در شیب 8-18% بالاترین مقدار فرسایشپذیری را داشتند که این نتیجه نشان دهنده وضعیت بحرانی در این کلاس شیب است. زمینهای واقع در شیب 18-40% کمترین مقدار فرسایش پذیری را داشتند که این نتیجه میتواند به دلیل رخداد فرسایش در زمانهای گذشته باشد.
مقدمه
در دهههای اخیر جمعیت انسان بر روی کره زمین، نیاز به تولیدات کشاورزی و دامی برای تامین غذا، پوشاک و سایر مایحتاج به صورت فزایندهای افزایش یافته و موجب استفاده زیاد و غیراصولی از منابع طبیعی از جمله آب باد، خاک بدون توجه به قابلیت و توان تولید آنها شده و موجب افزایش تخریب تغییر کاربری میتواند بر خصوصیات موثر بر فرسایشپذیری خاک اثر بگذارد.
نتیجه این نوع تغییر کاربریها، تشدید بلایای طبیعی نظیر سیلهای ویرانگر، تلفات جانی و مالی، از دست رفتن خاک و فرسایش جبران ناپذیر آن و در نتیجه بروز معضلات اقتصادی و اجتماعی میباشد که این عوامل انجام مطالعه و تحقیق را در این زمینه ضروری میسازد.
اراضی حساس به فرسایش اراضی هستند که در مقابل عوامل فرساینده مقاومت کمی دارند و قابلیت جدا شدن و انتقال ذرات در آنها بیش از سایر خاکها میباشد. خصوصیاتی از قبیل سرعت نفوذ، ظرفیت حمل آب، ظرفیت نگهداری بافت، ساختمان، و کلوئیدها در مقدار حساسیت خاکها به فرسایش موثر هستند.
مقدار فرسایش خاک در ایران بسیار زیاد است که یکی از دلایل آن عدم تناسب نوع کاربری اراضی با پتانسیل خاک منطقه است. تعیین فرسایشپذیری در کاربریهای اراضی در مناطق مختلف کشور، یکی از اقدامات ضروری جهت تعیین پتانسیل فرسایش میباشد که با کمک آن مسولان میتواند راهکار مناسب در جهت اقدامات مدیریتی کنترل فرسایش و از جمله مناسبترین کاربری با توجه به نوع خاک منطقه اتخاذ کنند.
مواد وروش تحقیق
موقعیت و وسعت
حوزه در دست مطالعه شامل زیر حوزهی زیدشت در شهرستان ساوجبلاغ در استان تهران میباشد.منطقه مورد بررسی در بین طولهای جغرافیایی"40و' 5و 36 الی" 10'40و 36 عرض جغرافیایی و"40'-00و 50 و 44' و 50 طول جغرافیایی و در کیلومتری قرار گرفته است. مساحت حوزه6486 هکتار می باشد . بلندترین نقطه این منطقه 2875 متر از سطح دریای آزاد میباشد و گودترین نقطهی آن 1756 متر از سطح دریای آزاد میباشد.
در منطقه مورد نظر 8 تیپ گیاهی مشخص شده که هر کدام از تیپهای مرد نظر دارای مشخصات مختلفی از نظر خاک ژئوفورلوژی، زمینشناسی و ... هستند.تراکم پوشش گیاهی در منطقه دارای وضعیتهای متفاوتی هستند. بطوریکه در برخی مناطق به علت تجاوز دام و انسان از درصد کمی برخوردار بوده و در برخی مناطق دیگر این موضوع صادق نیست.
بطور کلی تراکم پوشش گیاهی بین 30 - 50 درصد دارای تغییر است.در منطقه موردمطالعه سنگ بستر اغلب خاکها و مواد مادری آنها عمدتاً سنگ آهک می باشد. این نوع سنگ که داری مقدار زیادی آهک می باشد سبب میگردد خاکها نیز دارای آهک بوده و اسیدیتهخاک حدود خنثی تا کمی قلیایی باشد. و بافت نهاآ معمولاً سنگین تا خیلی سنگین تشکیل میشود و بر روی سنگبستر ماسهسنگ خاکهای با ابفت سبک و کم عمق تشکیل می شود.
روش تحقیق
تعیین موقعیت جغرافیایی محدوده مورد مطالعه با استفاده از نقشههای رقومی با مقیاس 1:25000 و استفاده از نرمافزار AroGIS انجام گرفت. تعیین مختصات محلهای مناسب برای نمونهبرداری در کاربریهای مختلف اراضی به گونهای که کاربریهای نسبت به هم کمترین فاصله را داشته باشند انجام شد. این امر جهت جلوگیری از تفاوت شدید در مواد مادری خاک صورت پذیرفت.تهیه DEM - مدل رقومی ارتفاع - و استخراج نقشههای شیب، جهت و ارتفاع، طول شیب و شکل شیب Digital Elevation Model زمین مرجع کردن نقشههای با سامانه universal Transverse Mercator UTM مطالعه، مکاربری ونقش شیب در مرتع، برای تعیین کاربریها و تقسیمبندی آنها براساس شیب، تهیه و ایجاد اطلاعات پایه شامل شیب، کاربریها، زمینشناسی و جاده ضروری بود که تهیه شد. - 18-40 - درصد تقسیمبندی شدهاند.
7 کاربری در هر کلاس شیب، پس از بازدیدهای صحرایی نمونههای خاک جهت اندازهگیری ماده آلی تعیین بافت خاک، و درصد اجزای تشکیل دهنده آن و نمونههای دست نخورده جهت اندازهگیری وزن مخصوص ظاهری جمع آوری گردیدند. نمونهبرداری با سه تکرار انجام پذیرفت - جمعاً 27 نمونه - نمونهبرداری از افق سطحی صورت پذیرفت - 20-0 - سانتیمتر. حذف مواد آلی نمونهها یا آب اکسیژنه جهت تعیین بافت خاک. بررسی دانهبندی نمونهها و تعیین درصد رس، سیلت 0/002- 0/05 - میلیمتر - و شن خیلی ریز 0/1-0/05 - میلی متر - با روش هیدرومتر به مدت 48 ساعت. تعیین درصد شن 2-0/1 - میلی متر - با روش الک.
تعیین کلاس ساختمان خاک و تعیین کدهای مربوطه بر مبنای طبقهبندی ویشمایر و همکاران. اندازهگیری مقدار مواد آلی نمونهها با روش الکلی بلک . - 1954 -
اندازهگیری مقدار نفوذپذیری با استفاده از استوانههای مضاعف با دو تکرار و تعیین کلاسهای نفوذ بر مبنای طبقهبندی ویشمایر و همکاران. برآورد مقدار فرسایشپذیری خاک در هر نمونه با استفاده از نموگراف ویشمایر و فرمول مربوطه تجزیه و تحلیل دادهها با استفاده از نرمافزارهای Excel، SAS، و مقایسه فرسایشپذیری خاک در کاربردهای مختلف و شیبهای متفاوت.
نتایج
اثر متقابل کاربری و شیب بر ضریب فرسایشپذیری ضریب فرسایشپذیری در مراتع
جدول 1 نشان میدهد که در کاربردی مرتع مقدار فرسایشپذیری با افزایش شیب، افزایش مییابد. در شیبهای 3-8، 8-18 و 18-40 درصد متوسط فرسایشپذیری به ترتیب 0/0415/401 و [ - mg/ha - - ha.h/mj.mm - ] 0/456تخمین زده شده است که تغییرات آن معنیدار میباشد. افزایش مقدار فرسایشپذیری با افزایش شیب میتواند به سبب کم شدن پوشش گیاهی سطح زمین باشد. زیرا با افزایش شیب، کاهش یافت .دلیل افزایش مقدار فرسایشپذیری میتواند کم شدن مقدار پوشش گیاهی با افزایش شیب باشد .
جدول - : - 1 بافت و مشخصات خاک و مقدار فرسایشپذیری در کاربری مرتع
متوسط مقدار شن ریز تا درشت در مراتع واقع در شیب 3-8درصد، مقدارش کمتر ازشیب 8-18 درصد استولی مقدار فرسایش پذیری آن هم کمتر است در صورتیکه هر چه مقدار شن ریز تا درشت بیشتر باشد طبق گفته سانتوس - 2003 - باید مقدار فرسایش پذیری کمتر باشد که با نتایج آن همخوانی ندارد.که این وضعیت به خاطر کمبود ماده آلی آن است.
همین محقق ارتباط معکوس مقدار شن درشت و مقدار فرسایشپذیری را گزارش کرد. علت افزایش متوسط مقدار شن درشت در مراتع 8-18 درصد، نقش عامل شیب میباشد. شن درشت از مناطق بالا دست خارج شده و در کلاس شیب دوم تجمع یافته است. اثر شیب زمین در تغییر بافت خاک این گونه است که در شیبهای زیاد ذرات ریز مانند سیلت، شن خیلی ریز و رس توسط انرژی رواناب یا باران از زمینهای با شیب تند خارج و در اراضی کم شیب و یا مسطح رسوب میکنند که میتواند منجر به تغییر بافت خاک شود. همچنین کاهش ضریب فرسایش-پذیری کلاس شیب دوم نسبت به کلاس شیب سوم را میتوان به دلیل افزایش مقدار شن درشت دانست.
در همین راستا، نتایج بدست آمده با نتیجه سانتوس - 2003 - سازگار است. از لحاظ آماری تغییرات درصد سیلت و شن قبلی ریز خاک مراتع کلاس شیب اول و دوم معنیدار نمیباشد متوسط درصد سلیت و شن خیلی ریز در مراتع واقع در کلاس شیب سوم 34/50 درصد است.مقدار رس خاک با افزایش شیب به طور معنی دار در سطح یک درصد کاهش یافت به گونهای که درصد رس در شیب 3-8 درصد 24/48 درصد بود و در شیب 18/40درصد همین عدد به 23/36 درصد کاهش یافت که میتواند مربوط به نوع مواد مادری و تأثیر شیب باشد.
مقایسه رابطه بین درصد رس و درصد سیلت به ترتیب رابطهی معکوس و مستقیم با مقدار ضریب فرسایشپذیری دارند - جدول . - 1 همین یافته با نتایج ویشایر و اسمیت - 1978 - و سانتوس - 2003 - هم خوانی دارد. نتایج تجزیه واریانس ضریب فرسایشپذیری در مراتع با شیب مختلف در جدول 2 نشان داده شده است.
جدول - : - 2 تجزیه واریانس ضریب فرسایشپذیری در مراتع با شیب مختلف
تأثیر نوع کاربری اراضی بر ضریب فرسایشپذیری
در بررسی میزان فرسایشپذیری در کاربریهای مختلف، ضریب فرسایشپذیری مرتع، نسبت به کاربریهای دیگر، کمترین عدد است دلایل تغییر فرسایشپذیری در کاربریهای متفاوت به مقدار مواد آلی، ساختمان خاک، بافت خاک، مقدار نفوذپذیری و عوامل دیگر مربوط میشود.
نتایج بدست آمده از مقدار فرسایشپذیری در کاربریهای مختلف بیانگر آن است که با ایجاد و حفظ مراتع در زمینهایی با شیبهای مختلف - اعم از شیبهای تند و ملایم - مقدار فرسایشپذیری بطور چشمگیر و از لحاظ آماری، معنیدار، کم میشود. تغییرات میزان فرسایشپذیری مراتع در شیبهای مختلف، زیاد است که این تغییرات از لحاظ آماری، معنیدار میباشد.
