Skip to main content
SUPERVISOR
محمدرضا عبدی (استاد مشاور) حسین خادمی موغاری (استاد راهنما) شمس اله ایوبی (استاد راهنما)
 
STUDENT
NAFISEH SADEQI
نفیسه صادقی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1395

TITLE

Impacts of conversion of forest to rainfed farming on variability of soil erosion and deposition using 137- Cs technique in Lordegan district
Soil erosion and deposition in watersheds are considered environmental concerns and their control is important for the conservation of natural resources. Conventional soil practices in uplands and improper land use planning and deforestation induced by human are the main causes of soil erosion. Deforestation as one of the main components of land use change is considered as the greatest threat to global environmental diversity. When the soil plant cover is lost after deforestation, it is exposed to climatic parameters, and consequently, soil structure becomes unstable due to the decomposition of organic matter and becomes very sensitive to erosion and traortation. In order to successfully perform soil conservation programs, information about the soil loss throughout the landscape is needed. One of the well-known approaches to predict soil loss in midterm is to use 137 Cs radionuclide with a half-life of 30.2 years. In this study, the soil erosion rate was assessed in two land uses and four slope positions after the conversion of natural forest to dryland farming in Lordegan district, central Iran. A dryland hillslope and a natural forest hillslope were selected. In each hillslope, soil samples were taken from the depths of 0-10, 10-20 and 20-50 cm in four landscape positions including summit, shoulder, backslope and footslope in three transects 20 m away from each other. The activity of 137 CS was determined in all the soil samples by a gamma spectrometer. Also, the magnetic susceptibility of soil samples was measured by a Barrington Dual frequency sensor at two frequencies (0.46 and 4.6 KHz). Moreover, some soil physical and chemical properties including pH, EC, available phosphorus (P ava ), available potassium, total nitrogen (TN), organic matter (OM), gravel content, bulk density, particle size distribution and calcium carbonate equivalent were measured. The results showed that in forest land use, the highest correlation was obtained between 137 CS and magnetic susceptibility at high frequency (r=0.78, P 0.01). 137 CS showed negative and significant relationship with clay content (r= -0.399, P 0.05), while 137 CS indicated positive correlation (r=-0.345, P 0.05) with clay content in dryland farming. The results of multiple linear regression showed that magnetic susceptibility at low frequency and sand were included in the MLR developed model and could explain about 73 % of the total variability of 137 CS in forest soils. Alternatively, in dryland farming, available phosphorous, clay content and calcium carbonate equivalent were included in the models and could explain about 65% of the variability of 137 CS. 137 CS data were used to predict soil redistribution in two land uses in four landscape positions. The results of soil loss estimation by 137 CS indicated that the highest soil loss in dryland framing was observed in summit position (162.26 t ha -1 y -1 ), while the highest in forest soils was observed in shoulder position (32.35 t ha -1 y -1 ). The lowest soil loss in forest soil was observed in summit (7.2 t ha -1 y -1 ) and in backslope position of dryland farming soil (22.11 t ha -1 y -1 ). The highest soil deposition rate in two land uses were observed in footslope positions, 376 and 140.95 t ha -1 y -1 for forest and dryland, respectively. Magnetic susceptibility in two land uses reduces with depth and the highest and lowest magnetic susceptibility values were found in footslope and summit position, respectively. In forest soils, magnetic susceptibility changes significantly among the slope positions, while in the dryland no significant difference was observed among slope positions. Overal, it is concluded that deforestation has caused significant decline in soil quality indicators and 137CS technique could successfully assess the soil redistribution in the studied region. Keywords : Cesium radionuclide, Soil erosion, land use change, deforestation, dryland farming
امروزه فرسایش خاک و تولید رسوب در حوضه های آبخیز از معضلات زیست محیطی به شمار می روند و جلوگیری از بروز آن از مهم ترین عوامل برای حفاظت منابع طبیعی محسوب می شود. کشت بدون عملیات کنترلی و استفاده بدون برنامه ریزی از زمین درکنار شهرسازی و جنگل زدایی از عوامل اساسی فرسایش خاک ناشی از سوء مدیریت خاک توسط انسان است. جنگل زدایی یکی از مؤلفه های اصلی تغییرات کاربری اراضی، به عنوان بزرگ ترین تهدید برای تنوع زیست محیطی جهانی به شمارمی آید. خاک وقتی پوشش گیاهی خود را از دست می دهد در معرض مستقیم عوامل اقلیمی قرار گرفته و به دلیل از بین رفتن موادآلی خود ساختمان ناپایداری پیدا می کند و ذرات آن در اثر کمترین نیرویی جابجا می شوند. برای جلوگیری از هدررفت و تشدید فرسایش خاک نیازبه اطلاعاتی درباره میزان هدررفت خاک در هر منطقه وجود دارد. یکی از جدیدترین روش های برآورد میزان فرسایش خاک، روش سزیم-137 است. سزیم-137 از عناصر پرتوزای مصنوعی دست ساز بشر با نیمه عمر 2/30 سال است. در این پژوهش با هدف بررسی تغییرپذیری محتوای سزیم-137 در اثر تغییر کاربری اراضی جنگلی به کشت دیم، سعی شد تا میزان هدررفت خاک در دو کاربری جنگل و کشت دیم در منطقه لردگان استان چهارمحال و بختیاری برآورد گردد. برای انجام نمونه برداری، روی دو شیب تپه، یکی کاربری جنگل و دیگری کاربری کشت دیم انتخاب شد. سپس در هرموقعیت ژئومورفیک شیب یعنی قله شیب، شانه شیب، پشت شیب و پای شیب یک نقطه انتخاب شده و درراستای عرض شیب به فاصله بیست متر از نقطه به عنوان تکرار در عمق های 0-10،10-20، 20-50 سانتی متری نمونه برداری خاک انجام گردید. برای اندازه گیری سزیم-137 از دستگاه اسپکترومتری گاما استفاده شد. مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس 46/0 و 6/4 کیلوهرتز به وسیله دستگاه Bartington اندازه گیری شد. برخی ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک شامل واکنش خاک، هدایت الکتریکی، فسفر قابل استفاده، پتاسیم قابل جذب، نیتروژن کل، ماده آلی، درصد سنگریزه، بافت، چگالی ظاهری و درصد آهک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد در کاربری جنگل، بیشترین میزان همبستگی مثبت سزیم-137 با پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا ( ** 780/0=r) به دست می آمد. سزیم-137 با درصد رس همبستگی منفی( * 399/0-=r) نشان داد. در کاربری کشت دیم سزیم-137 با رس ( * 345/0- = r) همبستگی منفی نشان داد. در آنالیز رگرسیون چند متغیره، در کاربری جنگل، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین و درصد شن وارد مدل شد و توانست 73 درصد از تغییرات سزیم-137 را توجیه کند. در کاربری کشت دیم، درصد رس، فسفر قابل استفاده و کلسیم کربنات معادل وارد مدل شد و توانست 65 درصد از تغییرات سزیم-137 را توجیه نماید. با استفاده از روش سزیم-137، میانگین هدررفت خاک در موقعیت های ژئومورفیک شیب در دوکاربری محاسبه گردید. بیشترین میزان فرسایش خاک در کاربری جنگل و کاربری کشت دیم به ترتیب در موقعیت های شانه شیب (32 تن در هکتاردرسال) وقله شیب(162تن در هکتاردرسال) وکمترین میزان فرسایش خاک به ترتیب در قله شیب (7 تن درهکتاردرسال) و پشت شیب (22تن درهکتاردرسال) برآورد شد. بیشترین میزان انباشت خاک درکاربری جنگل و کشت دیم هردودر پای شیب (به ترتیب 376 و140 تن درهکتاردرسال) به دست آمد. پذیرفتاری مغناطیسی در هردوکاربری با افزایش عمق کاهش یافت به گونه ای که بیشترین میزان آن در پای شیب و کمترین میزان آن در قله شیب مشاهده شد. درکاربری جنگل میزان پذیرفتاری مغناطیسی در جهت شیب افزایش یافت اما در کاربری کشت دیم در موقعیت های ژئومورفیک شیب اختلاف معنی داری نشان نداد. در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد که بر اثر جنگل تراشی و تغییر کاربری اراضی، کیفیت خاک در منطقه به شدت تقلیل یافته و تکنیک سزیم-137 با موفقیت توانست توزیع مجدد خاک را در طول شیب تپه نشان دهد. واژه های کلیدی : سزیم-137، پذیرفتاری مغناطیسی، فرسایش، تغییر کاربری اراضی، جنگل زدایی، کشت دیم.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی