SUPERVISOR
Mohammad Reza Mosaddeghi,Mostafa Tarkesh esfahani,Hossein Bashari
محمدرضا مصدقی (استاد مشاور) مصطفی ترکش اصفهانی (استاد راهنما) حسین بشری (استاد راهنما)
STUDENT
Taiebhe Shah abadi
طیبه شاه آبادی
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده منابع طبیعی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1388
TITLE
Wastewater Effects on Some Soil Physical and Chemical Characteristics and Vegetation Cover in Arid Regions (Case Study: East of Isfahan Province)
Water scarcity has been of concern to all reclamation projects in arid and semi-arid regions such as Iran. Using abnormal water sources such as urban waste water where there are not good quality water sources available is unavoidable. Appropriate usage of urban waste water will improve vegetation condition and reduce the risk of surface and groundwater pollutions. It also contains nutritional matters that can be used by plant species; hence it reduces the cost of chemical supplements in agricultural fields. Due to sever and intense water scarcity in arid and semi- arid regions, the attitudes to urban waste water has been changed and it regarded as a valuable water sources. Using urban waste water in agriculture fields has been studied previously but there are limited studies in natural resources fields. This study aimed to investigate the effects of urban waste water on vegetation cover and some physical and chemical characteristics of soils in desert combating station of Segzi in east part of Isfahan. Urban waste water has being used in this region since six years ago to irrigate some planted areas. Six studied sites were selected considering the planted species ( Haloxylon persicum and Haloxylon persicum - Nitraria schoberi ) and irrigation types (water logged and rill irrigation methods) and each sampled areas had at least three replications. Random systematic sampling methods was used to study vegetation (vegetation cover, frequency and density of all species) in 47 sample plots with size of 10*10 m 2 . Species richness of all studied sites were measured using Margalef index and species diversity with Shannon and evenness by Simpson index accordingly. Also soil sampling was carried out by excavating some soil profiles in all sites from 0-10 and 10-30 cm of soil surface. Soil properties such as acidity, electrical conductivity, organic matter, soluble sodium, total soluble calcium and magnesium, mechanical dispersible clay and dispersible clay itself were measured in laboratory. Urban waste water samples also were analyzed and the electrical conductivity, ph, total calcium and magnesium, sodium and total dissolved solids or water hardness (TDS) of all samples were measured. Principal Component Analysis was used to interpret the soil properties changes due to irrigated methods and planted species in the studied sites. The correlations of measured environmental factors with vegetation characteristics also were determined. In order to fit species response curve to both variables of organic matters and soil salinity in two depths of 0-10 and 10 -30 cm, GLM regression analysis and Poisson distribution were used. The difference between studied sites (treated and control sites) in terms of vegetation and some soil physical and chemical properties were investigated using one way ANOVA. According to results, using urban waste water leads to significant increase of vegetation covers and soil organic matter contents accordingly. It also had a positive significant effects on soil satiability but plant diversify did not changed statistically. The sites planted with Haloxylon persicum - Nitraria scoberi and irrigated with logged irrigation systems exhibits the most vegetation covers among studied sites. The salinities (soluble salts) of some sites were increased due to urban waste water too. Comparing the studied characteristics of urban waste water with suggested global standards revealed that this water sources is not appropriate for irrigating agricultural fields but it can be used in reclamation projects of degraded lands. keywords: Urban waste water, vegetation, species diversity, soil stability, desertification combating, soil salinity
کمبود آب یکی از مشکلات اساسی در امر احیای مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران است بنابراین استفاده از آبهای نامتعارف، در جایی که آب با کیفیت مناسب در دسترس نیست، ناگزیر است. پساب شهری یکی از این منابع است که علاوه بر تأمین نیاز آبی گیاهان تا حدی میتواند نیاز غذایی آنها را نیز تأمین نماید. استفاده صحیح از پسابهای شهری علاوه بر گسترش پوشش گیاهی میتواند آلودگی آبهای سطحی و زیرزمینی را کاهش داده و با دارابودن عناصر مغذی باعث کاهش هزینه مصرف کودهای شیمیایی شود. امروزه به دلیل کمبود شدید آب در مناطق خشک و نیمه خشک دیدگاه کلی نسبت به آب فاضلاب تغییر نموده و به عنوان منبع آبی با ارزش به آن نگاه میشود. تاکنون استفاده از پساب فاضلاب شهری بیشتر از دیدگاه کشاورزی مورد بررسی قرار گرفته ولی از دیدگاه منابع طبیعی بررسی چندانی در مورد آن انجام نگرفته است. پژوهش حاضر به منظور بررسی پیامدهای کاربرد پساب شهری بر پوشش گیاهی و برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک در ایستگاه بیابانزدایی منطقه سگزی واقع در شرق اصفهان انجام شد. در این منطقه از پساب فاضلاب شهری به مدت 6 سال است که به منظور آبیاری قسمتهایی از پوششهای گیاهی دست کاشت استفاده میشود. در این مطالعه تعداد 6 مکان مطالعاتی با توجه به نوع گونه گیاهی دست کاشت (تاغ و تاغ- قره داغ) و نوع آبیاری انجام شده (آبیاری غرقابی و شیاری) با حداقل 3 تکرار انتخاب شد. در مناطق مطالعاتی با استفاده از روش تصادفی- سیستماتیک، دادههای پوشش گیاهی ( درصد تاج پوشش، فراوانی و تراکم) در پلاتهای 10×10 متر اندازهگیری شد و برای هر مکان مطالعاتی، غنای گونهای با استفاده از شاخص مارگالف و تنوع گونهای با شاخص شانون و یکنواختی با شاخص سیمپسون محاسبه گردید. همچنین با حفر پروفیلهایی در کلیه سایتها از 2 لایه 0-10 و 10-30 سانتیمتری خاک نیز نمونهبرداری انجام شد. در آزمایشگاه ویژگیهای خاک شامل اسیدیته، رسانایی الکتریکی، ماده آلی، سدیم محلول، مجموع کلسیم و منیزیم محلول، رس قابل پراکنش مکانیکی و رس قابل پراکنش خودبهخودی و در نمونه های پساب فاکتورهای رسانایی الکتریکی، اسیدیته، مجموع کلسیم و منیزیم، سدیم و سختی آب (TDS )اندازهگیری گردید. با استفاده از روش رجبندی PCA، تغییرات خصوصیات خاک تحت تأثیر شرایط مختلف آبیاری با پارامترهای گیاهی اندازهگیری شده و همچنین همبستگی بین عوامل محیطی و ویژگیهای پوشش گیاهی تعیین گردد. جهت برازش منحنی عکسالعمل گونهها نسبت به دو متغیر محیطی ماده آلی و شوری خاک در دو عمق 10-0 و 30-10 سانتیمتر از آنالیز رگرسیون GLM و توزیع پویسون استفاده گردید.اختلاف بین مکانهای مطالعه شده از نظر پوشش گیاهی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک با استفاده از آنالیز واریانس یکطرفه بررسی گردید. نتایج به دست آمده از این پژوهش نشان داد که استفاده از پساب شهری برای آبیاری نهالهای کشتشده با فراهم کردن رطوبت مورد نیاز گیاهان در برخی از مکانهای مطالعاتی، باعث افزایش معنی دار درصد پوشش تاجی و در نتیجه میزان ماده آلی خاک نسبت به مناطق شاهد (فاقد آبیاری) و به دنبال آن میزان پایداری خاکدانهها نیز به طور معنی داری افزایش یافته است اما بر روی تنوع گیاهی این مناطق تاثیر معنی داری نداشت. بیشترین درصد پوشش تاجی مربوط به مکان مطالعاتی تاغ و قرهداغ تحت آبیاری غرقابی میباشد. البته در برخی مناطق پساب باعث افزایش قابل توجه نمکهای محلول (شوری) خاک شده است. تجزیه شیمیایی پساب به کار رفته برای آبیاری در این منطقه و مقایسه فاکتورهای اندازهگیریشده پساب با استاندارهای جهانی نشان داد که این آب برای انجام آبیاری در زمینهای کشاورزی مناسب نمیباشد اما کاربرد آن در عرصه های منابع طبیعی بلامانع است. واژههای کلیدی: پساب، پوشش گیاهی، تنوع گیاهی، پایداری خاکدانهها، بیابانزدایی، شوری خاک