بخشی از مقاله
چکیده
حساسیت خاك به فرسایش یا فرسایشپذیري خاك به عنوان یکی از عوامل مؤثر در فرسایش است. در این پژوهش، حساسیت خاك به فرسایش آبی در 900 کیلومتر مربع از خاكهاي شهرستان هشترود واقع در ناحیه نیمهخشک شمالغربی ایران مورد بررسی قرار گرفت. خاكها عمدتاً با بافت لومی رسی و داراي حدود 13 درصد آهک هستند. فرسایشپذیري خاك در در 36 نقطه مختلف در کرتهاي استاندارد تحت 41 رخداد باران طبیعی اندازه گیري شد.
نتایج نشان داد که شن درشت، رس، ماده آلی، آهک، پایداري خاکدانه و نفوذپذیري خاك، همبستگی منفی معنیدار و شن بسیار ریز و سیلت، همبستگی مثبت معنیدار با فرسایشپذیري خاك دارند. بررسیها با روش تجزیه مولفههاي اصلی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که از بین این ویژگیها شن درشت، آهک، پایداري خاکدانه و نفوذپذیري خاك، رابطهاي معنیدار p<0/001 - ، - R2=0/93 با فرسایشپذیري دارند. اثر شن درشت در سطح احتمال 0/001 و اثر ماده آلی و آهک در سطح احتمال 0/01 در کاهش فرسایشپذیري معنیدار بود.
واژگان کلیدي: فرسایشپذیري خاك، ناحیه نیمهخشک، نموگراف، ایران
مقدمه
حساسیت خاك به فرسایش یا فرسایشپذیري خاك به عنوان یکی از عوامل مهم مؤثر در فرسایش است. هر خاك بسته به ویژگیهاي مختلف فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی حساسیت متفاوتی به انواع فرسایش - آبی و بادي - نشان میدهد. در فرسایش آبی، حساسیت خاك به فرسایش یا فرسایشپذیري خاك نشان دهنده سهولت جداشدن ذرات خاك در اثر ضربه قطرات باران و نیروي رواناب است. این عامل به عنوان یکی از عوامل شش گانه مؤثر در فرسایش آبی در رابطه جهانی فرسایش خاك بر اساس USLE، مقدار عامل فرسایشپذیري خاك از مقدار هدررفت خاك از کرت استاندارد در واحد عامل فرسایندگی باران به دست میآید.
کرت استاندارد عبارت از زمینی با شیب 9 درصد، به عرض 1/83 و طول 22/1 متر است که در جهت شیب شخم خورده و سطح آن بدون پوشش گیاهی و بقایایی آن است. بررسیهاي در خاكهاي نواحی نیمه مرطوب آمریکاي مرکزي نشان داد که فرسایشپذیري خاك تحت تاثیر درصد شن، مجموع درصد سیلت و شن بسیار ریز، درصد ماده آلی، کد ساختمان و کلاس نفوذپذیري خاك قرار دارد با توجه به اینکه ویژگیهاي خاكهاي نواحی نیمه خشک ایران بسیار متفاوت از ویژگیهاي خاكهاي بررسی شده در نواحی نیمه مرطوب آمریکاي مرکزي میباشد لازم است در کنار تعیین فرسایشپذیري خاكهاي واقع در این ناحیه عوامل مؤثر بر آن نیز مورد بررسی قرار گیرد.
پیشینه تحقیق
پژوهشهاي زیادي در مورد حساسیت خاكها به فرسایش - فرسایشپذیري خاك - به ویژه در مورد فرسایش آبی انجام گرفته است. بررسیها در مورد اثر مقادیر مختلف ماده آلی در بافتهاي مختلف بر فرسایش پذیري خاك نشان داد که فرسایشپذیري در بافتهاي مختلف با افزایش مقدار ماده آلی کاهش مییابد بررسیها در آمریکا نشان داد که وجود خاکدانههاي سطحی بزرگ و داشتن نفوذپذیري بالا، فرسایشپذیري خاك را کاهش میدهد گزارشها نشان داد که رس معمولا فرسایشپذیري خاك را کاهش میدهد. کاتیون کلسیم نیز نقشی مؤثر در به هم آمدن کلوئیدهاي خاك و کاهش فرسایشپذیري دارد.
پژوهشها نشان داد که کاتیونهاي با ظرفیت بالا به ویژه Ca2+ نقشی مؤثر در به هم آمدن کلوئیدهاي خاك و افزایش مقاومت خاك به فرسایش دارند آزمایشها نشان داد که خاكهاي داراي مقدار بیشتري ذرات شن، اثر ضربه قطرات باران را بهتر کاهش میدهند و به دلیل داشتن سرعت نفوذ آب بیشتر، رواناب کمتري تولید میکنند وبررسیها نشان داد که بین فرسایشپذیري خاك و مقدار رس همبستگی معنیدار منفی وجود دارد.
بررسیها نشان داد که ماده آلی نقشی مهم در افزایش مقاومت خاك به فرسایش و کاهش فرسایشپذیري دارد پژوهشها نشان داد که نفوذپذیري خاك به عنوان ویژگی کلیدي خاك در کاهش رواناب و فرسایشپذیري است حدود 39 درصد مساحت کشور داراي شرایط آب و هوایی نیمهخشک با خاكهاي غالبا آهکی هستند. تاکنون مطالعهاي دقیق در مورد فرسایشپذیري خاكهاي آهکی انجام نگرفته است. این پژوهش با اندازهگیري صحرایی هدررفت خاك تحت باران طبیعی، به منظور تعیین فرسایشپذیري خاك آهکی و عوامل مؤثر بر آن انجام گرفت.
مواد و روشها
این پژوهش در 900 کیلومتر مربع از خاكهاي آهکی تحت کشت دیم در شهرستان هشترود، در شمالغربی ایران واقع در جنوب استان آذربایجان شرقی طی سال 1384 و 1385 انجام گرفت. این منطقه داراي آب و هواي نیمه خشک سرد با میانگین بارندگی سالانه 340 میلیمتر است. خاكها داراي بافت لوم رسی و حدود 10 درصد آهک هستند. فرسایشپذیري خاك بر اساس رابطه جهانی فرسایش خاك، در 36 شبکه مربعی شکل به ابعاد 5 کیلومترمورد بررسی قرار گرفت.
موقعیت منطقه مورد مطالعه و شبکههاي مورد بررسی
فرسایشپذیري خاك، بر اساس نسبت هدررفت خاك از کرت استاندارد در واحد عامل فرسایندگی باران به دست آمد. مقدار عامل فرسایندگی باران بر اساس آمار ایستگاه باراننگاري واقع در شبکه 17، از مجموع شاخصهاي فرسایندگی بارانئ طی سال بر حسب مگاژول میلیمتر در هکتار ساعت سال به دست آمد. براي بررسی توزیع باران در سطح منطقه، علاوه بر دادههاي باران ایستگاه باراننگاري شبکه 17، از آمار سه ایستگاه بارنسنجی واقع در شبکههاي 2، 10 و 26 استفاده شد.
براي تعیین هدررفت خاك، تعداد 3 کرت به عرض 1/83 متر و به طول 22/1 متر با فاصله 1/2 متر در هر شبکه در یک دیمزار در حال آیش با شیب جنوبی 9 درصد در هر شبکه ایجاد گردید. در انتهاي هر کرت لولهاي 5 اینچی از جنس پلیکا و مخزنی با حجم 70 لیتر قرار داده شد. پس از پایان هر بارندگی منجر به رواناب، ابتدا حجم کل مخلوط رواناب و رسوب مخزنها به وسیله ظرفی با حجم معین اندازهگیري شد. سپس نمونهاي با حجم 500 میلیلیتر از مخلوط یکنواخت داخل مخزنها برداشت و در آزمایشگاه پس از جداسازي رسوب با کاغذ صافی و خشک کردن در آون، وزن رسوب آنها مشخص گردید.
براي تعیین ویژگیهاي خاك، سه نمونه خاك از عمق صفر تا 30 سانتیمتر از هر کرت تهیه و نمونهاي مرکب از آنها به آزمایشگاه منتقل شد. درصد ذرات معدنی خاك به روش پیپت، سنگریزه به روش وزنی ، ماده آلی به روش والکلی بلاك، آهک بر اساس حجم کل مواد خنثی شونده به روش حنثی سازي با اسید، پتاسیم با روش استخراج با استات آمونیوم تعیین شدند. پایداري خاکدانه بر اساس میانگین وزنی قطر خاکدانه با روش الک تر اندازهگیري شد. نفوذپذیري خاك نیز بر اساس سرعت نفوذ پایه، با روش استوانههاي در صحرا اندازهگیري شد.
