Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad Reza Mosaddeghi,Samsolall Ayubi,Mohammad-Ali Hajabbasi
محمدرضا مصدقی (استاد راهنما) شمس اله ایوبی (استاد مشاور) محمدعلی حاج عباسی جورتانی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Hamed Shahabi nezhad
حامد شهابی نژاد

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1390

TITLE

Assessing the Residual Effects of Fire on Water Infiltration, Soil Erodibility and Shear Strength in Fereydan Rangelands
Nowadays, firing is considered important among several factors destroying the plant cover in rangeland ecosystems. Rangelands in Fereydan region, Isfahan province are considered critical because of frequent annual and extensive firings. The objective of this study, done in August and September 2012 after the grazing season, was to explore the residual effect of firing events (2008 to 2012) on soil organic matter, texture, carbonate, water infiltration, hydraulic properties, water repellency, mechanical strength and erodibility in the rangelands of Fereydan region. It was also intended to distinguish the critical locations and condition in terms of fire effects on soil. Ten stations per year were selected from the fire events of 2008 to 2011, whereas five stations were studied in 2012 because of low number of 2012-fire events. In order to study the independent effect of firing at each year, paired t-test was used. The residual effect of firing upon time on the measured soil properties was tested using an unequal completely randomized design. Moreover, factor analysis was employed to evaluate the impact of important soil properties (organic matter, OM, carbonate, CaCO 3 , clay content, Clay, porosity, f , saturated hydraulic conductivity, K s , water repellency, R , saturated water content, ? s and scaling parameter of van Genuchten model, ? ) on soil stability and degradation in each location in order to recognize the locations which were highly and least affected by fire events. The results showed that fire significantly increased OM in all the years, however, the effect on soil texture and particle size distribution was not significant. Results of Wooding's analysis using tension infiltrometer data indicated that firing in 2010, 2011 and 2012 significantly decreased the soil hydraulic conductivity at suctions of 15 and 10 cm, however, there was no significant difference for other fire events (2008 and 2009) because of soil recovery. In all fire events, the hydraulic conductivity at suctions of 2 and 5 cm and saturated hydraulic conductivity were not significantly different between burn and unburn locations. Moreover, fires in 2010, 2011 and 2012 significantly reduced soil sorptivity at suctions of 10 and 15 cm, however, the effect was not significant for fire events in 2008 and 2009. Firing non-significantly decreased soil soptivity at suctions of 2 and 5 cm and macroscopic capillary length ( ? c ). Steady-state water flow rate ( q ) at all suctions was significantly reduced due to firing in 2010, 2011 and 2012. However, for the fire events in 2008 and 2009, the effect was not significant on the q values at suctions of 5, 10 and 15 cm and was only significant at suction of 2 cm. The firing did not significantly affect infiltration parameters which were predicted by DISC software ( K s , ? , n and ? s ) and Dexter's index of soil physical quality ( S Dexter ). The fire did not significantly affect R, but highest R values were observed immediately after the firing. The fire reduced soil shear strength and penetration resistance; this effect was significant for the fire events of 2010, 2011 and 2012. Firing significantly increased the suspended sediment concentration(ratio of sediment mass to runoff volume). The effect was diminished over the time after fire events and the lowest difference was observed in two years after fire events. The suspended sediment concentration was significantly increased three years after firing due to livestock overgrazing. Overall, the results indicate that controlled firing of locations on north-facing slopes might be beneficial for soil stability against erosion if livestock grazing is prevented and/or controlled.
امروزه عوامل مختلفی در تخریب پوشش گیاهی اکوسیستم های مرتعی نقش دارند که یکی از آنها آتش سوزی می باشد. شهرستان فریدن استان اصفهان از مناطقی است که هر ساله سطح وسیعی از مراتع آن دچار آتش سوزی می شود. این پژوهش با هدف پایش پیامدهای باقی مانده رخداد های آتش سوزی در سال های 1387 تا 1391 بر ماده آلی، بافت، آهک، نفوذ آب، ویژگی های هیدرولیکی، آب گریزی، مقاومت مکانیکی، فرسایش پذیری خاک و شناسایی مکان ها و شرایط بحرانی آتش سوزی در مراتع شهرستان فریدن در شهریور و مهر 1391 (پس از فصل چرا) انجام شد. بدین منظور از رخداد های آتش سوزی در سال های 1387 تا 1390 تعداد ده ایستگاه به ازاء هر سال و از سال 1391، به دلیل تعداد کم آتش سوزی ها، 5 ایستگاه انتخاب شد. با استفاده از آزمون t جفت شده به بررسی اثر آتش سوزی در هر سال بر ویژگی های ذکرشده پرداخته شد. هم چنین برای بررسی اثر گذشت زمان بر ویژگی های مورد بررسی از طرح کاملاً تصادفی نامتعادل استفاده شد و در پایان با استفاده از تجزیه به عامل ها، تاثیر ویژگی های مهم خاک [شامل ماده آلی (OM)، آهک (CaCO 3 )، درصد رس (Clay)، تخلخل ( f )، هدایت هیدرولیکی اشباع ( K s )، آب گریزی ( R )، رطوبت اشباع ( ? s ) و پارامتر مقیاس ( ? ) مدل ون گنوختن]، بر پایداری و تخریب خاک در هر مکان بررسی شد و مکان های که بیش ترین و کم ترین تاثیر پذیری از آتش سوزی را داشتند شناسایی شد. نتایج نشان داد که آتش سوزی در تمامی سال ها سبب افزایش معنی دار OM شد ولی تاثیر معنی داری بر بافت و توزیع اندازه ذرات خاک نداشته است. بررسی اثر آتش سوزی بر نتایج حل وودینگ داده های نفوذسنج مکشی نشان داد که آتش سوزی در سال های 1391، 1390 و 1389 سبب کاهش معنی دار هدایت هیدرولیکی در مکش های 15 و 10 سانتی متر شد و در زمان های دیگر (1388 و 1387) به دلیل احیاء شدن خاک تفاوت معنی داری وجود نداشت. در تمامی زمان ها هدایت هیدرولیکی در مکش های 5 و 2 سانتی متر و در حالت اشباع بین مکان های سوخته و نسوخته تفاوت معنی داری نداشت. هم چنین آتش سوزی در سال های 1391، 1390 و 1389 سبب کاهش معنی دار جذب پذیری خاک در مکش های 15 و 10 سانتی متر شد ولی در سال های 1388 و 1387 تفاوت معنی داری مشاهده نشد. آتش سوزی سبب کاهش جذب پذیری خاک در مکش های 5 و 2 سانتی متر و هم چنین طول درشت مویینگی خاک ( ? c ) شده ولی این تفاوت معنی دار نبود. هم چنین بررسی شدت جریان ماندگار آب ( q ) در مکان های سوخته و نسوخته نشان داد که آتش سوزی در سال های 1391، 1390 و 1389 سبب کاهش معنی دار q در تمامی مکش ها شد اما در سال های 1388 و 1387 تفاوت معنی داری در مکش های 15، 10 و 5 سانتی متری مشاهده نشد. ولی در مکش 2 سانتی متر آتش سوزی سبب کاهش q شده بود. نتایج نشان داد که آتش سوزی تاثیر معنی داری بر هیچ کدام از پارامترهای نفوذ که توسط نرم افزار DISC تخمین زده شده ( K s ، ? ، n و ? s ) و شاخص کیفیتی فیزیکی خاک دکستر ( S Dexter ) نداشته است. در این پژوهش آتش سوزی تاثیر معنی داری بر شاخص آب گریزی خاک ( R ) نداشت اما در زمان های بلافاصله پس از آتش سوزی بیش ترین مقدار R مشاهده شد. بررسی اثر آتش سوزی بر مقاومت مکانیکی خاک نشان داد که آتش سوزی سبب کاهش مقاومت برشی و فروروی خاک شده است که این تفاوت در سال های 1391، 1390 و 1389 از لحاظ آماری معنی دار بود. اثر آتش سوزی بر فرسایش پذیری خاک نشان داد که آتش سوزی سبب افزایش غلظت رسوب معلق (نسبت جرم رسوب بر حجم روان آب) شده است. با گذشت زمان پس از آتش سوزی تفاوت غلظت رسوب معلق بین مکان های سوخته و نسوخته کاهش می یابد و در زمان دو سال پس از آتش سوزی به کم ترین مقدار خود رسید. در زمان سه سال پس از آتش سوزی به دلیل افزایش چرای دام در مناطق سوخته، غلظت رسوب ویژه به طور معنی داری افزایش یافت. به طور کلی نتایج نشان داد که در مکان های واقع روی شیب های شمالی در صورت قرق یا کنترل ورود دام به مراتع، آتش سوزی می تواند پیامدهای مثبتی بر پایداری خاک و کاهش فرسایش و رسوب داشته باشد. واژهای کلیدی: آتش سوزی، هدایت هیدرولیکی اشباع، آب گریزی خاک، رسوب معلق، شبیه ساز باران، شاخص پایداری خاک

ارتقاء امنیت وب با وف بومی