SUPERVISOR
Samsolall Ayubi,Hossein Khademi Moughari
شمس اله ایوبی (استاد راهنما) حسین خادمی موغاری (استاد مشاور)
STUDENT
Said Moazeni dehaghani
سعید موذنی دهاقانی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1393
TITLE
Evaluation of Soil Redistribution in Two Land Uses in Hilly Land of Bazoft Region Using Magnetic Susceptibility Technique
Soil erosion and sedimentation are the most important environmental concerns of the world, especially in the hilly regions. Various approaches have long been used for estimation and calculation of soil erosion rate. Different approaches for soil erosion estimation include direct plot measurement, direct observation method, modeling, radionuclide methods and magnetic techniques. Magnetic method is an accurate, fast and relatively simple method for evaluating the redistribution of surface soils on hillslopes. Bazoft area is one of the main sub-basins of the Karun Dam and supplies a significant portion of Dam’s lake water. Due to unsuitable human activities, especially the cultivation on the slopes, this area shows considerable erosion. Also, obtaining the reliable information about soil erosion in this area is essential to conduct conservation practices. In this study to compare the soil redistribution on one hillslope, one side includes forest and other side includes planted dryland. In each side from the top of the slope (summit) to the footslope in three parallel transects with approximate distance of 50 m samples were taken. In each interval transect with approximate distance of 20-30 meters and a total of 15 points in each land use, 45 points from the depths of 0-10, 10-20 and 20-30 cm were sampled. A total of 270 soil samples from two land uses with 15 in 15 cm cross section samples were collected. Magnetic parameters of soil samples were measured in two 0.46 and 4.6 kHz frequencies by Bartington device. The results showed that among the studied soil physical and chemical properties, clay content (r = -0.86**) in agriculture land use and the sand fraction (r=-0.86**) in the forest land use had the highest correlation with magnetic susceptibility. According to multiple regression analysis in agricultural land use, some soil parameters such as clay, total nitrogen, organic matter, lime and pH could explain 85% of the magnetic susceptibility and in forest land use, clay content and bulk density entered the regression model by a 65% coefficient of determination. Using the developed equation between soil Cs-137 and magnetic susceptibility in previous studies, the soil loss and deposition rates were determined in four slope positions in two studied land uses. The highest value of soil loss was calculated for shoulder position in agricultural land use with means of 53.59 t ha yr ?1 and the highest value of soil deposition (51.38 t ha yr -1 ) was calculated in foot slope position in forest land use. The mean soil loss in agricultural and forest land uses in four slope positions were determined 43.19 and 7.93 t ha yr -1 . In agricultural land use which had the higher soil loss, magnetic susceptibility was significantly less than the forest land use. The highest magnetic susceptibility in both land uses was observed in shoulder position which had the highest soil loss rate, while the highest value of magnetic susceptibility was obtained in foot slope with the highest deposition rate. As a result, it can be concluded that along the slope in the hill of the study, magnetic ultrafine particles during erosion processes, might be transferred with the clay particles to the lowland positions. Soil magnetic susceptibility technique can be used effectively for exploring of soil redistribution in hilly regions. Key Words : Soil erosion, Magnetic Susceptibility, Soil redistribution, Land use, Magnetic Parameters.
فرسایش خاک و رسوب حاصل از آن یکی از مهم ترین نگرانی های کنونی جهان، به خصوص در مناطق تپه ماهوری می باشد. از دیرباز محققان علوم زمین و خاک به دنبال تخمین و محاسبه میزان فرسایش و رسوب با استفاده از روش های مختلف بوده اند. روش های مختلف تخمین میزان فرسایش شامل روش کرت های اندازه گیری فرسایش، مشاهده صحرایی فرسایش، مدل سازی ها، روش های رادیونوکلوئیدی و روش های مغناطیسی می باشد. روش های مغناطیسی، روش هایی دقیق، سریع و نسبتاً ساده می باشند که در تحقیقات فرسایش خاک و حرکت خاک سطحی بر روی شیب تپه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. منطقه بازفت از زیر حوضه های اصلی سد کارون به حساب می آید و بخش قابل توجهی از آب دریاچه سد کارون را تأمین می کند. به علت فعالیت های نا مناسب انسانی به خصوص کشت روی اراضی شیب دار، این منطقه دارای فرسایش قابل ملاحظه ای است و به دست آوردن اطلاعات معتبر در مورد فرسایش، برای انجام عملیات حفاظت خاک امری ضروری به شمار می آید. در این پژوهش به منظور مقایسه میزان توزیع مجدد خاک، از یک شیب تپه که یک دامنه دارای کاربری جنگلی و دامنه دیگر کشت شده دیم، در هر دامنه از بالای شیب (قله شیب) تا پای شیب در سه ترانسکت موازی به فاصله تقریبی 50 متر از هم نمونه برداری انجام گرفت. در هر ترانسکت به فواصل تقریبی 30-20 متر از 15 نقطه و مجموعاً در هر کاربری 45 نقطه از سه عمق 10-0، 20-10 و 30-20 سانتی متری نمونه برداری صورت گرفت. مجموعاً از دو کاربری تعداد 270 نمونه خاک با سطح مقطع نمونه برداری 15 در 15 سانتی متر برداشت گردید. پارامترهای مغناطیسی نمونه های خاک به وسیله دستگاه Bartington در دو فرکانس 46/0 و 6/4 کیلو هرتز اندازه گیری شدند. نتایج به دست آمده نشان دادکه در میان ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، درصد رس (**86/0 = r) در کاربری کشاورزی و درصد شن (**86/0- = r) در کاربری جنگل بیشترین همبستگی را با پذیرفتاری مغناطیسی نشان دادند. در آنالیز رگرسیون چند متغیره در کاربری کشاورزی درصد رس، نیتروژن کل، ماده آلی، آهک و پ-هاش توانستند 85 درصد تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی را توجیه کنند و در کاربری جنگل درصد رس و چگالی ظاهری با ضریب تبیین 65 درصد وارد مدل رگرسیونی شدند. با استفاده از معادلاتی که در تحقیقات قبلی بین محتوای سزیم-137 و پذیرفتاری مغناطیسی برقرار شده بود مقدار فرسایش و رسوب در نقاط مختلف شیب برآورد شد. بیشترین مقدار فرسایش و هدررفت خاک در موقعیت شانه شیب کاربری کشاورزی معادل 59/53 تن در هکتار در سال و بیشترین مقدار رسوبگذاری ( 63/51 تن بر هکتار در سال) در موقعیت پای شیب موقعیت کاربری جنگل مشاهده شد و در مجموع مقدار هدررفت خاک در کاربری کشاورزی و جنگل به ترتیب 19/43 و 93/7 تن در هکتار درسال محاسبه شد. در کاربری کشاورزی که هدر رفت خاک بیشتری نسبت به کاربری جنگل دارد، پذیرفتاری مغناطیسی به طور معنی داری کمتر به دست آمد. پائین ترین مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در هر دو کاربری در موقعیت شانه شیب به دست آمد که دارای بیشترین مقدار هدر رفت خاک بود. در مقابل بیشترین مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در موقعیت پای شیب مشاهده شد که دارای بیشترین نرخ رسوبگذاری است. در نتیجه می توان اذعان داشت که در امتداد شیب در تپه های مورد مطالعه، ذرات بسیار ریز مغناطیسی در طی فرآیند های فرسایش و رسوب، همراه ذرات رس خاک انتقال یافته اند و تکنیک پذیرفتاری مغناطیسی می تواند به صورت مؤثر ی برای بررسی توزیع مجدد خاک در اراضی شیب دار مورد استفاده قرار گیرد. واژه های کلیدی : فرسایش خاک، پذیرفتاری مغناطیسی، توزیع مجدد خاک، کاربری اراضی، پارامتر های مغناطیسی