بخشی از مقاله
چکیده
فرسایشپذیری عامل پیچیدهای از تأثیر بسیاری از خصوصیات خاک و اثر متقابل بین آنها میباشد. کوشش زیادی به عمل آمده است تا بر اساس خصوصیتهای قابل اندازهگیری خاک در آزمایشگاه با صحرا و عکس العمل خاک در مقابل بارندگی شاخص سادهای جهت نشان دادن قابلیت فرسایش یک خاک مطرح شود.
فرسایش آبی و بادی سبب عوارضی از قبیل: کاهش کیفیت، حاصلخیزی خاک، مشکلات زیست محیطی و کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی میشودتغییر کاربر اراضی چه در گذشته و چه در حال و آینده یکی از عوامل اصلی تغییرات جهانی بوده که تغییرات در فرم ظاهری زمین از رایجترین و مهمترین اثرات آن میباشد و این اثر نتایج پیچیدهای بر اکوسیستم هر منطقه بر جای گذاشته است.
در کشورهای توسعه یافته، کشاورزی در اراضی حاصلخیز رونق بیشتری نسبت به اراضی با حاصلخیزی کمتری دارند . 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 شیب های متفاوت.
مقدمه
تغییرات کاربری اراضی در چند قرن گذشته محسوس و شگفتانگیز بوده است - میلدو والی / - 1995 زمانی عقیده بر این بود که چون زمینهای جنگلی در دسترس است، به سهولت میتوان آنها را به زمینهای کشاورزی تبدیل کرد. امروز این عقیده تغییر پیدا کرده است، زیرا زمانی که پوشش گیاهی طبیعی حذف شود و زمین برای کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد، مشکلات زیست محیطی بوجود خواهد آمد
در 300 سال گذشته از وسعت اراضی جنگلی و مراتع جهان به ترتیب حدود 1/2 میلیارد و 580 میلیون هکتار کاسته شده است
تحقیقات میلر و والی 1995 نشان داده که افزایش اراضی کشاورزی و کاهش جنگلها و مراتع در بین سالهای 1950 تا 1985 یعنی در عرض 35 سال، خیلی بیشتر از سالهای 170 تا 1850 یعنی در عرض 150 سال بوده است. تغییر در کاربری اراضی از پوششهای متراکم و دائمی به پوششهای تنک و موقتی همواره با افزایش رواناب و فرسایش و تولید رسوب همراه بوده است .تغییر کاربر اراضی چه در گذشته و چه در حال و آینده یکی از عوامل اصلی تغییرات جهانی بوده که تغییرات در فرم ظاهری زمین از رایجترین و مهمترین اثرات آن میباشد و این اثر نتایج پیچیدهای بر اکوسیستم هر منطقه بر جای گذاشته است. در کشورهای توسعه یافته، کشاورزی در اراضی حاصلخیز رونق بیشتری نسبت به اراضی با حاصلخیزی کمتری دارند
فرسایش آبی و بادی سبب عوارضی از قبیل: کاهش کیفیت، حاصلخیزی خاک، مشکلات زیست محیطی و کاهش کیفیت و کمیت محصولات کشاورزی میشود. - دیوید و همکاران سال . - 2003 قابلیت فرسایش، از ویژگیهای خاک است که میتواند به عنوان یکی از شاخصهای کیفیت خاک به حساب آید. میدلتون 1930 در کالیفرنیا در فرسایش آبی، شاخص فرسایشپذیری را از تلفیق دو فاکتور رواناب و میزان رسوب بدست آورد.
براساس تحقیقات ویشمایر و مانرینگ - 1969 - بر روی 55 نمونه خاک مختلف از کشت ذرت و تجزیههای گسترده مزرعهای، آزمایشگاهی، آماری و استفاده از شبیهسازهای بارندگی با مطالعه 24 متغیر مستقل همراه با اثرات متقابل بین آنها نظیر اندازه ذرات، ماده آلی، ساختمان و شاخص خاکدانهای شدن روابطی بین فرسایشپذیری خاک کاهش پیدا کرد که میزان آن بستگی به اثرات متقابل ماده آلی و شاخص خاکدانهای شدن داشت و نیز با افزایش درصد سیلت میزان فرسایشپذیری خاک افزایش یافت که میزان این تغییرات به مقدار ماده آلی، PH، مقدار رس، و شن وابسته بود
مواد و روش تحقیق
زیر حوزه زیدشت: مساحتی برابر 6486 طبق مطالعات فیزیوگرافی در دامنه رو به شمال در حوزه آبخیز طالقان رود قرار دارد این محدوده در مختصات جغرافیایی طول 46"،'37، 50 تا"56،'44 ، 50 و عرض" 35، 5'، 36 تا 11'46"، 36 واقع شده است. ارتفاع متوسط2068 متر از سطح دریا و متوسط بارندگی سالانه میلیمتر می باشد.در منطقه مورد نظر 8 تیپ گیاهی مشخص شده که هر کدام از تیپهای مرد نظر دارای مشخصات مختلفی از نظر خاک ژئوفورلوژی، زمین شناسی 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. جوامع گیاهی منطقه اغلب گونههای بوتهای، درختچهای از نوع گون- چوبک- گوجه وحشی- سیب- نسترن، درمنه و در برخی نقاط محدود ارس میباشد. سیمای گیاهی منطقه عمدتاً به بوتهزار، بوته گراسلند، است در منطقه موردمطالعه سنگ بستر اغلب خاکها و مواد مادری آنها عمدتاً سنگ آهک میباشد. و بافت آنها معمولاً سنگین تا خیلی سنگین تشکیل میشود .
روش تحقیق
تهیه DEM - مدل رقومی ارتفاع - و استخراج نقشههای شیب، جهت و ارتفاع، طول شیب و شکل شیب Digital Elevation Modelزمین مرجع کردن نقشههای با سامانه universal Transverse Mercator UTM و verlay , clipکردن لایههای شیب و کاربری اراضی و تعیین واحدهای همگن. تعیین کاربریکه شامل ، زراعت آبی،. برای تعیین کاربریها و تقسیمبندی آنها براساس شیب، تهیه و ایجاد اطلاعات پایه شامل شیب، کاربریها، زمینشناسی و جاده ضروری بود که تهیه شد.
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 فرسایش-پذیری 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
ضریب فرسایشپذیری در کشت آبی
همانطور که جدول 1 نشان میدهد ضریب فرسایشپذیری در کشت های آبی منطقه مطالعاتی، با افزایش شیب زمین، افزایش مییابد همین ضریب در شیب 3-8 و 8-18 درصد به ترتیب 0/431 و 0/462 است همانطور که انتظار میرفت اثر شیب به خوبی در افزایش همین ضریب قابل مشاهده میباشد. اثر شیب در تغییر بافت خاک اینگونه است که با افزایش شیب زمین، ذرات سیت و شن خیلی ریز به آسانی و با کمترین نیرو از خاکهای با شیب تند خارج شده و در اراضی پایین دست - کم شیب و سطح - تجمع پیدا میکنند.جدول - : - 1 بافت و مشخصات خاک و مقدار فرسایشپذیری در کاربری کشت آبی
نمودار - : - 1 مقایسه میانگین ضریب فرسایشپذیری و پارامترهای موثر در تغییرات آن در شیب های مختلف در کشت آبی
در شیب 8-18 درصد، افزایش قابل توجه درصد سیلت شن خیلی ریز و کاهش نفوذپذیری باعث افزایش ضریب فرسایشپذیری خاک گردیده ولی در شیبهای 3-8 و 18-40 درصد بعلت اثرات متقابل مواد آلی، درصد سیلت به شن خیلی ریز، و نفوذپذیری فرسایشپذیری تقریبا مشابهی مشاهده گردیده است
از طرف دیگر کاهش ضریب فرسایشپذیری در اراضی با شیب تند، افزایش مقداری شن خاک 0/1 - تا 2 میلیمتر - میباشد که با توجه به وزن بیشتر، کمتر جابجا میشوند. ذرات رس از اراضی واقع در کلاس شیب دوم خارج و در اراضی واقع در کلاس شیب اول تجمع پیدا کردهاند. مقدار رس در هر سه کلاس شیب به ترتیب 20/88، 16/60، 9/65درصد اندازهگیری شد. این تغییرات از نظر آماری معنیدار میباشند .
در زمینهای واقع در شیب 18-40 میزان رسایشپذیری تقریباً معادل زمینهای واقع در شیبهای 3-8 درصد بدست آمده است فرسایشپذیری در کلاس شیب اول و سوم با هم اختلاف معنیدار ندارند. کم شدن ضریب فرسایشپذیری در اراضی واقع در شیب 18-40 درصد میتواند بیانگر وقوع قبلی فرسایش به سبب فراهم بودن شرایط مناسب - شیب نسبتاً تند و فراوانی عوامل فرسایشزا - در این زمینها باشد.
تأثیر نوع کاربری اراضی بر ضریب فرسایشپذیری
دلایل تغییر فرسایشپذیری در کاربریهای متفاوت به مقدار مواد آلی، ساختمان خاک، بافت خاک، مقدار نفوذپذیری و عوامل دیگر مربوط میشود که به آنها اشاره خواهد شد. مقدار فرسایشپذیری در کاربری کشت آبی نشان میدهد که مقدار فرسایشپذیری کشت آبی زیاد دیده می شود.
در مقایسه فرسایشپذیری کشت آبی که بیشترین مقدار را نسبت به کاربریهای مختلف دانست، نتایج به شرح زیر یافت شد که: اگر کاربری کشت آبی به مرتع تبدیل گردد، مقدار فرسایشپذیری به صورت درصد زیادی کاهش پیدا می کند، به همین ترتیب در صورتی که کاربری آبی به دیم تبدیل شود مقدار فرسایشپذیری کاسته میشودولی نه به اندازه مرتع . نتایج فوق مؤید در اولویت قرار دادن ایجاد و حفظ مراتع نسبت به دیگر کاربریها میباشد و در نهایت باید کشت دیم را به کشت آبی ترجیح داد.
تأثیر شیب زمین در تغییرات ضریب فرسایشپذیری
جهت شیب و درجه شیب زمین در ضریب فرسایشپذیری خاک تأثیر میگذارند. در این تحقیق نقاط نمونهبرداری همگی در جهت شیب رو به شمال جغرافیایی صورت پذیرفته است. لذا میتوان ضریب فرسایشپذیری کاربریهای متفاوت را که در شیب یکسان هستند جزء یک دسته از نتایج به حساب آورد و آنها را نسبت به هم مقایسه نمود و بدون در نظر گرفتن نوع کاربری اراضی، زمینهای با شیب 3-8 درصد دارای کمترین فرسایشپذیری بوده است که با افزایش میزان شیب، متوسط فرسایشپذیری افزایش مییابد،
