فرسایش‌پذیری خاک و ارتباط آن با نوع کاربری و سطوح ژئومورفیک در بخشی از زمین‌های استان چهار‌محال و بختیاری

STUDENT

DEGREE

YEAR

Soil erosion is one of the main threat for human health and life, because a major part of human feeding is supplied from the agricultural lands. Several factors including land use change, overgrazing by livestock’s, deforestation improper land use management, dry land farming in slopping land and firing of rangelands and forests are the major examples that significantly increase soil erosion. Soil erosion rate could be measured by rainfall simulators. This study was conducted to evaluate soil erodibility and sediments and runoff production using rainfall simulator in the landscape scale in western Iran. This study was designed in three major land uses including dry land farming, irrigated land and pasture where distributed in various geomorphic units. Soil sampling and rainfall simulation were done in 100 locations in various land uses. Some soil physical and chemical properties were measured according to the standard methods. Also, the soil loss, runoff and sediment concentration were determined after each running time of simulation. The results showed that organic carbon content was the highest in irrigated soils, whereas the lowest was observed in pasture lands. Bulk density showed significant differences between irrigated and dry land farming. In irrigated soil, due to addition of manure and litter and in dry land farming because of tillage practices (increasing porosity), bulk density has been declined compared to pasture. In pasture lands, due to intensive gazing and animal traffics, soil is compacted and bulk density has been increased. The highest and lowest values of weight diameter of aggregates (MWD) were observed in irrigated and dry land farming, respectively, whereas the highest value of shear strength was observed for irrigated and the lowest for pasture, but there was no significant differences among selected land uses. The measured runoff after simulation was higher for irrigated soils compared to pasture soils and zero value was observed for dry land farming. The results, also indicated that pediment and hilly regions showed the highest values of runoff and soil loss, mainly due to higher slope, but the lowest values were obtained for plain land form with flat slope, high amount of clay and high value of soil organic matter. Stepwise regression modeling showed that with increasing of electrical conductivity, calcium carbonate, magnesium, mean weight diameter, the soil loss has been reduced. The highest value of soil erodibility was ascribed to pasture and the lowest for irrigated soils. Spatial analyses showed that all selected variables had distributed isotropically. Variography analysis showed the Gaussian model was fitted successfully for all variables. Spatial analysis showed that the selected variables had no randomness distribution and all had spatial dependency. Keywords: Soil erodibility, Land use, Rainfall simulator, Runoff.

فرسایش خاک از جمله بزرگترین خطرات برای رفاه و حیات انسان است، چون که عمده غذای انسان از مزارع کشاورزی تأمین می‌شود و فرسایش باعث فقیر شدن خاک و متروک شدن مزارع می‌شود. عوامل مختلفی در روند افزایش فرسایش و رسوب خاک در کشور دخالت دارند که از جمله این عوامل می توان به تغییر کاربری زمین‌ها، چرای بی رویه ی دام، تخریب جنگل‌ها، عملیات زراعی نامناسب، دیم کاری در زمین های شیب دار و آتش سوزی جنگل ها و مراتع و عوامل متعدد دیگر اشاره کرد. با استفاده از کرتهای آزمایشی و دستگاه شبیه ساز باران می‌توان فاکتور فرسایش پذیری بین شیاری خاک را تعیین نمود. این پژوهش با هدف ارزیابی اثر ویژگی های خاک و کاربری زمین بر میزان رواناب و تولید رسوب و فاکتور فرسایش پذیری خاک و همچنین بررسی تغییرات مکانی فرسایش پذیری خاکها و ارتباط آن با توزیع انواع کاربری زمین‌ها و سطوح ژئومورفیک انجام شده است. این پژوهش در زمین‌های با کاربری کشت آبی، کشت دیم و مرتع در بخشی از شهرستان بروجن و شهرهای گندمان و بلداجی در استان چهارمحال و بختیاری در شهریور ماه 1393 انجام گرفت. اندازه‌گیری حجم رواناب با استفاده از شبیه ساز باران قابل حمل، اندازه‌گیری وزن رسوب توسط روش توزین رسوب باقی مانده، درصد سنگریزه، چگالی ظاهری خاک به روش سیلندر، بافت خاک به روش پیپت، نیتروژن کل خاک به روش کلدال، ماده آلی خاک به روش اکسیداسیون تر، درصد آهک به روش تیتراسیون معکوس انجام گرفت. نتایج این پژوهش نشان داد که بیشترین مقدار کربن آلی در کاربری کشاورزی آبی و کمترین مقدار ماده آلی در کاربری مرتع وجود دارد. مقدار ‌چگالی‌ظاهری در کاربری مرتع اختلاف زیاد و معنی داری با دو کاربری کشاورزی آبی و کشاورزی دیم دارد. در کاربری کشت آبی به دلیل افزودن بقایای آلی و کودهی، و در کشت دیم به علت شخم خوردن زمین چگالی ظاهری به نسبت زیاد نبوده است. ولی در کاربری مرتع به دلیل چرای بیش از حد و لگد کوب شدن خاک چگالی ظاهری به طور نسبی بیشتر بوده است. بیشترین مقدار میانگین وزنی قطر خاک‌دانه ها در کاربری کشاوزی آبی دیده شد و کمترین مقدار آن در کشاورزی دیم که دلیل آن وجود یک ارتباط مستقیم با مقدار ماده آلی خاک است. مقدار مقاومت برشی خاک در کاربری کشاورزی آبی دارای بیشترین مقدار و در کاربری مرتع دارای کمترین مقدار بود. ولی درمورد این پارامتر به لحاظ آماری اختلاف معنی داری بین کاربری‌های مختلف وجود نداشت. مقدار رواناب تولیدی در کاربری مرتع بیشتر از کاربری کشاورزی آبی بود. در کاربری دیم مقدار رواناب تولیدی ‌تقریباً برابر صفر بود. نتایج نشان داد لندفرم پدیمنت دارای بیشترین مقدار رواناب، وزن رسوب، غلظت رسوب و فاکتور K است؛ که دلیل آن را می‌توان شیب به نسبت زیاد و درصد سنگریزه کمتر نسبت به لندفرم کوه و تپه دانست. در مقابل لندفرم دشت دارای کمترین مقدار رواناب، وزن رسوب، غلظت رسوب و فاکتور K است، که دلیل آن می‌تواند وجود کشت آبی در لندفرم مورد نظر و به دنبال آن درصد بالای مواد آلی در این لندفرم دانست. مدل سازی پارامترهای فرسایشی خاک نشان داد با افزایش ویژگی‌هایی مانند EC، کربنات کلسیم، منیزیم و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌های خاک فرسایش خاک کاهش می‌یابد. نتایج نشان داد که بیشترین مقدار شاخص فرسایش‌پـذیری خاک (K) مربوط به کاربری مرتع و کمترین آن مربوط به کشاورزی دیم است. ولی در مورد این پارامتر به لحاظ آماری اختلاف معنی داری بین کاربری‌های مختلف وجود ندارد. تحلیل همبستگی مکانی نشان داد پیوستگی مکانی مقادیر مربوط به متغیرهای مورد بررسی در جهات مختلف جغرافیایی یکسان بودند. تحلیل تغییر نما برای پارامترهای فرسایش خاک نشان داد مدل گوسی بهترین مدل برازش داده شده است. پراکنش مکانی پارامترهای مورد مطالعه نشان داد که پارامترهای مورد بررسی الگوی تصادفی نداشته و دارای پراکنش مکانی هستند. واژه‌های کلیدی: فرسایش‌پذیری خاک، کاربری زمین، شبیه ساز باران، رواناب