فرسایش خاک
در نشریات گروه آبخیزداری، بیابان، محیط زیست، مرتع-
مقدمه
فرسایش خاک، به طور خاص و تخریب خاک، به طور عام در نتیجه فعالیت انسان، امروزه به عنوان یک معضل اجتماعی مطرح بوده و نقش عامل انسانی در پیدایش و تسریع روند تخریب خاک در بسیاری از مناطق روشن شده است. دستیابی به آمار و اطلاعات دقیق در مورد میزان فرسایش خاک و رسوب در حوزه های آبخیز به منظور اجرای برنامه های حفاظت خاک و تعیین روش های مبارزه با فرسایش خاک و کاهش تولید رسوب ضروری است. به دلیل کمبود آمار در زمینه فرسایش خاک و تولید رسوب در بسیاری از حوزه های آبخیز کشور، به کارگیری روش های تجربی مناسب برای برآورد فرسایش، رسوب دهی و به ویژه نسبت تحویل رسوب اجتناب ناپذیر است.
مواد و روشبدین منظور در پژوهش حاضر از مدل های برآورد نسبت تحویل رسوب شامل مدل های تجربی مبتنی بر متغیرهای زودیافت و سه مدل SATEEC، InVEST و WaTEM/SEDEM در حوزه آبخیز معرف-زوجی خامسان در غرب ایران استفاده شد. مدل WaTEM/SEDEM در بخش WaTEM برای برآورد فرسایش خاک مبتنی بر مدل RUSLE و در بخش SEDEM مبتنی بر عملکرد عوامل فیزیکی موثر در رابطه انتقال رسوب است. در بسیاری از منابع از روش سزیم-137 به عنوان تنها روش موجود و قابل اعتماد برای اندازه گیری اجزای بودجه رسوب شامل فرسایش کل، رسوب گذاری کل، فرسایش خالص (رسوب دهی) و نسبت تحویل رسوب به ویژه در مقیاس دامنه و زیرحوزه آبخیز یاد شده است. برای ارزیابی مدل های مورداستفاده، از نتایج محاسبه نسبت تحویل رسوب در روش سزیم-137 حاصل پژوهش های قبلی استفاده شد که برای کل حوزه آبخیز و متوسط 15 زیرحوزه آبخیز به ترتیب برابر 25.61 و 58.94 درصد است و صحت آن با استفاده از داده های رسوب مشاهداتی در خروجی حوزه آبخیز مورد تایید قرار گرفته است.
نتایج و بحث:
از بین مدل های بررسی شده برای برآورد نسبت تحویل رسوب، مدل های Renfro and Waldo (1983)، Williams and Brendt (1962)، Roehl (1962)، با بارش مازاد یک ساعت، Walling (1983)، Ferro (1995)، Vanoni (1975) و USDA (1972)، در مقیاس کل حوزه آبخیز و مدل های Renfro (1975)، USDA (1972)، USDA-SCS (1979)، SATEEC and Roehl (1962)، با بارش مازاد یک ساعت در مقیاس زیرحوزه آبخیز نزدیک ترین برآوردها را به روش سزیم-137 با در نظر گرفتن خطای 10± درصد داشتند و به عنوان مدل های مناسب برای برآورد نسبت تحویل رسوب در حوزه آبخیز معرف-زوجی خامسان انتخاب شدند. همچنین، این مدل ها می توانند برای برآورد نسبت تحویل رسوب در حوزه های آبخیز مشابه با حوزه آبخیز معرف-زوجی خامسان نیز مورداستفاده قرار داده شوند.
نتیجه گیریدر مقیاس زیرحوزه آبخیزها برآوردهای معادلات مبتنی بر متغیرهای زودیافت جز روش Roehl (1962)-بارش مازاد 0.1 ساعت به طور معنی داری کمتر از مدل SATEEC بوده، از طرفی برآوردهای تمام روش های مذکور به جز روش Roehl (1962) بارش مازاد 0.1 ساعت به طور معنی داری بیشتر از مدل WaTEM/SEDEM و InVEST بود. این موضوع بر اهمیت در نظر گرفتن شرایط بارش مازاد برای برآورد نسبت تحویل رسوب در معادلات ارائه شده توسط Roehl تاکید دارد. همچنین، در مقیاس کل آبخیز نیز برآوردهای معادلات مبتنی بر متغیرهای زودیافت به جز روش Mutchler and Bowie (1975)، کمتر از نتایج مدل SATEEC بود. اختلاف زیاد عملکرد روش های مورد بررسی در دو مقیاس زیرحوزه آبخیز و کل حوزه آبخیز ناشی از اثر انکارناپذیر دشت میانی حوزه آبخیز خامسان در کاهش شدید انتقال رسوب زیرحوزه آبخیزها تا خروجی کل حوزه آبخیز بوده است.
کلید واژگان: سزیم-137، فرسایش خاک، مدل RUSLE، مدل Invest، مدل SATEECIntroductionToday, soil erosion in particular and soil degradation in general as a result of human activities have been raised as a social problem, and the role of the human factor in the emergence and acceleration of the soil degradation process has been clarified in many fields. Obtaining accurate statistics and information about soil erosion and sediment yield in the watersheds is necessary for the implementation of soil conservation programs and methods for determining the resistance to soil erosion and reducing sediment yield. Due to the lack of data about soil erosion and sediment yield in many watersheds of Iran, the use of appropriate empirical methods is inevitable to erosion estimation, sediment yield and especially sediment delivery ratio.
Martial and methodsFor this purpose, in the present study, empirical models for estimation of the sediment delivery ratio based on easy-to-measure variables and three models of SATEEC, InVEST and WaTEM/SEDEM were used in the Khamsan representative-paired watershed, western Iran. The WaTEM module of the WaTEM/SEDEM model is based on the RUSLE model for estimating soil erosion, and in the SEDEM module is based on the performance of effective physical factors in the sediment transport equation. In many sources, the 137Cs method is mentioned as the only available and reliable method for measuring the components of the sediment budget, including total erosion, total sedimentation, net erosion (sediment yield) and sediment delivery ratio, especially at the hillslope and sub-watershed scales. To evaluation of the used models, the results of calculating the sediment delivery ratio using the 137Cs method obtained from previous researches were used, which are 25.61% and 58.94% for the entire watershed and the average of 15 sub-watersheds, respectively, and its accuracy is based on the observed sediment data at the outlet of the watershed has been confirmed.
Results and discussionAmong the studied sediment delivery ratio models, Renfro and Waldo (1983), Williams and Brendt (1972), Roehl (1962) considering one hour excess precipitation, Walling (1983), Ferro (1995), Vanoni (1975) and USDA (1972) provided the closest estimates (±10%) to the 137Cs method for the whole watershed scale and the Renfro (1975), USDA (1972), USDA-SCS (1979), SATEEC and Roehl (1962) considering one hour excess precipitation for the sub-watershed scale provided the closest estimates (±10%) to the 137Cs method for the sub-watershed scale and were selected as suitable sediment delivery ratio models for Khamsan representative-paired watershed. Also, these models can be used to estimate the sediment delivery ratio in watersheds similar to Khamsan representative-paired watershed.
ConclusionIn the sub-watersheds scale, the equations estimations based on easy-to-measure variables except the Roehl (1962) method - excess rainfall of 1.0 h was significantly lower than the SATEEC model, on the other hand, the estimations of all the methods except the Roehl (1962) method - excess rainfall of 0.1 h was significantly higher than WaTEM/SEDEM and InVEST models. This issue emphasizes the importance of considering excess precipitation conditions to estimation of the sediment delivery ratio in the presented equations by Roehl. Also, at the scale of the whole watershed, the estimations of the equations based on easy-to-measure variables, except for the Mutchler and Bowie (1975) method, were lower than the results of the SATEEC model. The great difference of the investigated methods performance in the two scales of the sub-watershed and the whole watershed is due to the undeniable effect of the middle plain of the Khamsan watershed in the drastic reduction of the sediment transportation from the sub-watersheds to the outlet of the watershed.
Keywords: 137Cs, Invest Model, RUSLE Model, SATEEC Model, Soil Erosion -
مقدمه و هدف
فرسایش خاک و رسوب دهی در زمره مهم ترین معضلات و چالش های زیست محیطی حوزه های آبخیز محسوب می شود. بار رسوب رودخانه مشکلات زیادی از جمله رسوب گذاری در مخازن سدها، تغییر مسیر رودخانه ها به دلیل رسوبگذاری در بستر آن ها، کاهش ظرفیت آبگذری آبراهه ها و تاسیسات انتقال آب و تغییر کیفیت آب به لحاظ مصارف شرب و کشاورزی به وجود می آورد رسوبات معلق در آب رودخانه ها مورد توجه دانشمندان، محققان و مدیران منابع آب هستند زیرا می توان از آن برای بررسی رسوب، فرسایش و اثرات بالقوه بر فرآیندهای بیولوژیکی استفاده کرد. بنابراین، بررسی و ارزیابی غلظت رسوب معلق در تعیین کیفیت آب و عملکردهای هیدرولوژیکی ضروری است. در این راستا استفاده از تکنیک های دقیق، گسترده و مقرون به صرفه، مانند سنجش از دور، جهت بهبود برآورد رسوب و در نتیجه بررسی کیفیت آب، ارزش زیادی دارد شناخت روابط مکانی پوشش گیاهی بالادست با رسوب دهی حوضه ها جهت کنترل و مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضروری است. پژوهش حاضر با هدف تعیین روابط بین پوشش گیاهی با غلظت رسوب معلق در دو حوزه آبخیز دوآب مرگ و گاماسیاب انجام گرفت.
مواد و روش هادر این پژوهش در مرحله اول داده های ماهواره ای سنتینل-2 مورد بررسی قرار گرفت و در صورت وجود شرایط ابری، ریزگردها یا سایر اشکالات رادیومتریک از محاسبات خارج گردید. در ادامه برای انتخاب پیکسل مناسب تصویر (جهت اخذ انعکاس طیفی آب)، عواملی نظیر نوع باند (باندهای مرئی و مادون قرمز)، عرض رودخانه (بالاتر از پیکسل تصویر- 40 متر در ایستگاه دوآب و 80 متر در ایستگاه پل چهر) و قدرت تفکیک مکانی سنجنده (10 و 20 متر) مد نظر قرار گرفته و پیکسل مربوط به ایستگاه هیدرومتری و اطراف آن انتخاب و انعکاس طیفی استخراج شد. سپس به منظور بررسی همبستگی میان بازتاب طیفی باندهای تصاویر سنتینل-2 و غلظت رسوب از آمار غلظت رسوبات معلق ایستگاه دوآب مرگ واقع در رودخانه قره سو و ایستگاه پل چهر واقع در رودخانه گاماسیاب در دوره پنج ساله (2016 تا 2020) همزمان با آن ها استفاده شد. در ادامه شاخص تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده (NDVI) برای دو فصل اردیبهشت و خرداد با استفاده از تصاویر سنتینل-2 استخراج شد و رابطه پوشش گیاهی و غلظت رسوب معلق ثبت شده در ایستگاه و استخراج شده از تصاویر به صورت مجزا برآورد شد.
یافته هانتایج تحلیل همبستگی غلظت رسوب معلق نشان داد که بهترین نتیجه برای ایستگاه دوآب مربوط به باند 4 (R2=0.86) و برای ایستگاه پل چهر مربوط به باند 5 (R2=0.83) بود. نتایج به دست آمده نشان داد که غلظت رسوب معلق در ایستگاه دوآب مرگ 0/17 تا 76/45 و در ایستگاه پل چهر از 0/44 تا 118/86 میلی گرم بر لیتر متغیر بوده است. هم چنین مشخص شد که در ایستگاه دوآب مرگ در حالت توانی بین داده های مشاهداتی (ثبت شده در ایستگاه) و داده های مستخرج شده از تصاویر دارای بیشترین ضریب همبستگی می باشد. و در ایستگاه پل چهر در دو حالت چندجمله ای و حالت نمایی دارای ضریب همبستگی بالایی بود. بهترین مقادیر ضریب تبیین (R2) شاخص تفاضل پوشش گیاهی نرمال شده برای دو ایستگاه دوآب و پل چهر بهترتیب 0/98 و 0/64 بدست آمد که نشان دهنده این است که با افزایش پوشش گیاهی مقادیر رسوب کاهش می یابد. میانگین مقادیر متوسط شاخص گیاهی برای حوزه آبخیز مرگ برابر با 0/35 است و برای حوزه آبخیز گاماسیاب برابر 0/28 بدست آمد که نشان از پوشش گیاهی نسبتا تنک منطقه دارد. کمترین مقدار میانگین پوشش گیاهی در فصل مورد بررسی (بهار) در حوزه آبخیز مرگ خرداد ماه برابر 0/11 و برای حوزه آبخیز گاماسیاب اواخر اردیبهشت ماه برابر 0/21 بدست آمد. همانطور که نتایج آزمون رگرسیون نشان داد که رابطه قوی و معناداری بین تراکم پوشش گیاهی و میزان غلظت رسوب معلق ثبت شده در ایستگاه های هیدرومتری دو حوضه وجود دارد.
نتیجه گیرینتایج نشان داد که 6 مدل برای منطقه مورد مطالعه استخراج شد که دارای ضرایب تعیین و مقادیر خطای قابل قبول و مناسب بودند. از میان مدل های بدست آمده مشخص شد که در حالت تک باند نتایج بهتری بدست آمد نسبت به حالتی که نسبت باندی مورد استفاده قرار گرفته شد. بیشترین همبستگی در ایستگاه دوآب مرگ مربوط به باند های B2، B3،B4 و B5 بوده است و برای ایستگاه پل چهر B4 و B5 می باشد. بالاترین ضریب تعیین بدست آمده برای دو ایستگاه بهترتیب 0/86 و 0/83در حالت نمایی بوده است. نتایج این مطالعه نشان داد که سنتینل-2 می تواند به عنوان ابزار مناسبی برای تخمین غلظت رسوب معلق با دقت قابل قبولی در حوضه های کوچک مقیاس و شرایط سیلاب استفاده شود که در تعدادی از مطالعات مشابه تایید شده است وجود رابطه معکوس و نزدیک بین متوسط شاخص گیاهی NDVI با رسوب اشاره به تاثیر مثبت پوشش گیاهی بر حفاظت خاک و کاهش تولید و انتقال رسوب در داخل حوزه های آبخیز دارد. در کل، نتایج نشان داد که پوشش گیاهی به طرز موثری در کمیت و کیفیت تغییرات مکانی میزان رسوب دهی حوضه ها موثر افتاده و شاخص گیاهی NDVI به عنوان نماینده پوشش گیاهی به طرز موفقیت آمیزی برای ایجاد یک مدل آماری از تغییرات میزان رسوب دهی می تواند مورد استفاده واقع شود، و احیا پوشش گیاهی در برنامه های توسعه ای قرار گیرد.
کلید واژگان: سنجش از دور، رابطه همبستگی، فرسایش خاک، NDVIBackgroundSoil erosion and sedimentation are among the major problems and environmental challenges in watersheds. The sediment load in rivers causes numerous issues, such as sedimentation in dam reservoirs, changes in river courses due to sedimentation in their beds, reduced water carrying capacity in waterways and water transfer facilities, and changes in water quality for drinking and agriculture. These problems are of great concern to researchers and water resource managers as they can investigate sedimentation, erosion, and potential effects on biological processes. Therefore, it is essential to investigate and evaluate suspended sediment concentrations to determine water quality and hydrological functions. In this regard, the use of accurate, extensive, and cost-effective techniques, such as remote sensing, is invaluable for improving sedimentation estimation and, consequently, water quality assessment. Understanding the spatial relationships between upstream vegetation and sedimentation is crucial for the effective control and optimal management of water resources and soil. The present study aimed to determine the relationship between vegetation cover and suspended sediment concentrations in the Doab Mereg and Gamasiab watersheds.
MethodsIn this research, the Sentinel-2 satellite data were investigated in the first step. If there were cloudy conditions, dust particles, or other radiometric problems, they were removed from the calculations. Then, factors such as band type (visible and infrared bands), river width (higher than the image pixel - 40 meters at the Doab station and 80 meters at the Polchehr station), separation power, and sensor location (10 and 20 meters) were considered to select the appropriate image pixel for obtaining the spectral reflectance of water. The pixel corresponding to the hydrometric station and its surroundings was selected to extract the spectral reflectance. Then, the suspended sediment concentration statistics of the Doab Mereg station located in the Qarasu River and the Polchehr station located in the Gamasiab River in the five-year period (2016 to 2020) were used simultaneously to investigate the correlation between the spectral reflectance of the Sentinel-2 image bands and sediment concentration. Next, the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) for the two May and June seasons was extracted using Sentinel-2 images. The relationship between vegetation cover and suspended sediment concentration recorded at the station and extracted from the images was estimated separately.
ResultsThe results of the correlation analysis of suspended sediment concentration showed that the best result for the Doab and Polchehr stations belonged to band 4 (R2 = 0.86) and band 5 (R2 = 0.83), respectively. The suspended sediment concentrations varied from 0.17 to 76.45 and 0.44 to 118.86 mg/liter in the Doab Mereg and Polchehr stations, respectively. In the Doab station, the depth of the power state had the highest correlation coefficient between the observational data (recorded in the station) and the data extracted from the images. In the Polchehr station, it had a high correlation coefficient in both polynomial and exponential modes. The best values of the coefficient of determination (R2) of the normalized vegetation cover difference index for the Doab and Polchehr stations were 0.98 and 0.64, respectively. This means that the amount of sediment decreases with an increase in vegetation cover. The average values of the vegetation index for the Mereg watershed (0.35) and the Gamasiab watershed (0.28) show the relatively sparse vegetation in the area. The lowest average values of vegetation cover in the studied season (spring) were respectively equal to 0.11 and 0.21 in the Mereg watershed in June and the Gamasiab watershed at the end of May. The results of the regression test showed a strong and significant relationship between the density of vegetation and the amount of suspended sediment concentration recorded in the hydrometric stations of the two basins.
ConclusionThe results showed that six models were extracted for the studied area, which had acceptable and suitable R2 and error values. Among the obtained models, better results were obtained in the single-band model than in the case of using the band ratio. The highest correlations belonged to bands B2, B3, B4, and B5 in the Doab Mereg station, and to B4 and B5 in the Pol Cheher station. The highest R2 values obtained for the two stations were 0.86 and 0.83, respectively, in the exponential model. The results of this study show that Sentinel-2 can be used as a suitable tool to estimate suspended sediment concentrations with acceptable accuracy in small-scale basins and flood conditions, which has been confirmed in a number of similar studies. Sediment rate refers to the positive effect of vegetation on soil protection and the reduction of sediment production and transport within watersheds. In general, the results demonstrate that vegetation has been effective in the quantity and quality of the spatial changes in the sedimentation rate of the basins. In fact, the NDVI vegetation index, as a representative of the vegetation, can be successfully used to create a statistical model of the changes in the sedimentation rate. The revitalization of vegetation should be included in development plans.
Keywords: Correlation Relationship, NDVI, Remote Sensing, Suspended Sediment Concentration, Soil Erosion -
مقدمه و هدف
در کشور اجرای اقدام های آبخیزداری، ارزیابی و بررسی تاثیرات فعالیت های انجام شده ی این طرح ها بر فرآیندهای حاکم بر آبخیز، ضروری است. حال آن که اساسا ارزیابی عملکرد اقدام های آبخیزداری به اندازه ی کافی در کشور انجام نشده است.
مواد و روش هااین پژوهش در استان تهران در آبخیز کن با هدف شبیه سازی تاثیر اقدام های آبخیزداری بر متغیرهای آب شناختی، با استفاده از مدل SWAT انجام شد. از این رو، ابتدا اجرای اولیه مدل انجام شد و سپس واسنجی و اعتبارسنجی شد. در این پژوهش برای بهره گیری از دستورالعمل ها و توابع گوناگون هدف و نیز برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل از نرم افزارSWAT-CUP استفاده شد. به منظور تعیین و مقایسه ی شرایط شبیه سازی با شرایط حاکم بر آبخیز از معیارهای ارزیابی مانند ضریب تبیین و ضریب کارآیی استفاده شد.
نتایج و بحث:
نتایج پژوهش نشان داد که کارایی مدل SWAT برای شبیه سازی آب شناختی آبخیز مطالعه شده قابل قبول بود. بنابراین مقدار ضریب تبیین در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/69 و 0/86 بود. هم چنین، مقدار شاخص نش-ساتکلیف در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/85 و 0/93 به دست آمد. سپس اقدام های آبخیزداری در سطح آبخیز مطالعه شده شبیه سازی شد. نتایج این شبیه سازی نشان داد که رواناب سطحی در عملیات آبخیزداری به شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب 25، 23، 21 و 11% کاهش یافت. همچنین، اندازه ی آب در دسترس در عملیات آبخیزداری به شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب در مقایسه با شرایط اجرا نشدن این عملیات ها در سطح آبخیز 19، 21/3، 20/5 و 10/75 % بیشتر بود. بیش ترین اندازه ی تغییر جریان جانبی نیز در شرایط اجرای عملیات سنگی ملاتی بود. هم چنین اندازه ی تبخیر و تعرق با اجرای عملیات آبخیزداری بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب 20/19، 20/86، 19 و 10/87% افزایش یافت.
نتیجه گیری و پیشنهادها:
بر پایه ی نتایج این پژوهش در آبخیز کن می توان با اجرای اقدام های آبخیزداری مزبور، برنامه های مدیریتی و زیستی احتمال رخداد سیل و خسارت های ناشی از آن را تا حد زیادی کاهش داد.
کلید واژگان: اقدام های آبخیزداری، شبیه سازی آب شناختی، فرسایش خاک، مدل مفهومی ارزیابی آب و خاک، مدل آب شناختیIntroduction and Goal:
The implementation of watershed management practices in the country and the evaluation the conducted activities and effects investigation of these projects are essential on the governing processes at watershed. However, such an important approach has to be adequately considered.
Materials and MethodsAccordingly, the present study was planned with the simulation aim of the impact of watershed management practices on hydrological parameters using the SWAT model in the Kan Watershed in Tehran Province, Iran. Therefore, the first of the initial implementation of the model was carried out, and then it was calibrated and validated. In this research, SWAT-CUP software was used to usage of various instructions and objective functions and also to test and the model calibration and validation. In order to determination and comparison of the simulation conditions with the governing conditions on watershed applied the evaluation criteria such as the coefficient of explanation and the coefficient of efficiency.
Results and DiscussionThe research results showed that the model efficiency was acceptable for the hydrological simulation of the studied watershed. So, the explanation coefficient for calibration and validation was with rates of 0.69 and 0.86 respectively. Also, the Nash-Sutcliffe index for the calibration and validation obtained with rates of 0.85 and 0.93, respectively. Then, watershed management practices simulated at the level of studied watershed. The simulated results showed that the surface runoff decreased with the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with the values of 25, 23, 21, and 11 percent, respectively. Also, the available water was more after the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with rates of 19.0, 21.3, 20.5 and 10.75 percent, respectively, compared to the absence conditions of these practices at the watershed level. Also, the maximum amount of flow changes observed in the practices conditions of masonry check dams. In addition, the evapotranspiration increased with implementation of gabion. masonry check dams, counter trench and loose- stone check dams with rates of 20.19, 20.86, 19.0 and 10.87 percent, respectively.
Conclusion and Suggestions:
Based on the results of this research in the Kan watershed, the flood possibility and the flood damages can be reduced by practices of the watershed management, management and biological programs.
Keywords: Watershed Practices, Hydrologic Simulation, Soil Erosion, Soil, Water Assessment Tool, Hydrological Model -
پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شدت خطر بیابان زایی براساس مدل جهانی ESAs و ارائه راهبردهای مدیریتی مبتنی بر برنامه ریزی سناریو در خراسان رضوی انجام شد. در این تحقیق از 5 معیار اقلیم، خاک، پوشش گیاهی، فرسایش و مدیریت انسانی و 20 شاخص استفاده شد. امتیازدهی شاخص ها با استفاده از پرسشنامه و براساس نظرات کارشناسان، مدیران و افراد باتجربه در موضوع بیابان زایی و به همراه بازدیدهای میدانی صورت گرفت. ارائه راهبردها و استراتژی های مدیریتی نیز به روش دلفی، برنامه ریزی سناریو و در قالب پنل های کارشناسی انجام شد. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش 419/1، بیشترین اهمیت را در گسترش بیابان زایی خراسان رضوی داشته است. سپس، معیارهای مدیریت انسانی، اقلیم، فرسایش و خاک نیز به ترتیب مهم ترین عوامل شدت خطر بیابان زایی بوده اند. بخش های شمال غربی استان به دلیل تغییرات شدید کاربری اراضی و شدت فرسایش آبی و بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی نیز به دلیل استمرار خشکسالی، تخریب پوشش گیاهی و شدت فرسایش بادی در شرایط بحرانی بیابان زایی قرار دارند. این موضوع می تواند یک هشدار جدی برای مدیریت اراضی در خراسان رضوی باشد؛ لذا برای کاهش خطر بیابان ز ایی، 6 راهبرد مدیریتی و 41 استراتژی اجرایی در قالب سه رویکرد مبتنی بر توسعه پایدار و تحلیل سناریوهای آینده نگر پیشنهاد شد.
کلید واژگان: آینده پژوهشی، تخریب سرزمین، روش دلفی، شاخص، فرسایش خاکIntroductionDesertification is one of the most significant process of land degradation in all the world, especially in arid and semi-arid regions. In the United Nations Convention to Combat Desertification report (1994), Desertification is land degradation in dry-lands, resulting from various factors, including both climatic variations and human activities. This process is always associated with soil degradation, pollution and reduction of water resources, vegetation and other biological resources in natural and ecological conditions. Therefore, determining the main factors of this process can be very effective in proper land management. This research was conducted with the aim of zoning sensitivity areas to the desertification intensity based on ESAs model and providing management strategies based on scenario planning in Razavi Khorasan province.
Materials and MethodsIn this research, five criteria such as climatic quality, soil, vegetation, erosion and management (human activities), and 20 indicators such as soil texture, soil depth, rock fragment, parent Material, vegetation density, fire risk, rainfall. drought, water and wind erosion, land use change, mining, livestock density in pasture, etc. were used. were used. Scoring and weighting of the indicators was done using a questionnaire and based on the expert opinions of specialists, executive managers and field experiments. The designed questionnaire included 21 questions, that classified in the form of 5 criteria of soil, climate, vegetation, erosion and management, which were distributed among the statistical population in two rounds. Management strategies and policies were also obtained in the Delphi method in the form of expert panels (brainstorming).
Results and DiscussionThe results showed that the vegetation criteria with indicators such as the reduction of vegetation, the increase in the risk of fire in pastures and forests due to the continuous droughts of the past two decades and the increase in the intensity of wind and water erosion, with a value of 1.419, has had the greatest value and importance in expansion the intensity of desertification. After that, factors such as human activities (management), climate, erosion and soil respectively have had the greatest impact on the sensitivity areas to desertification in Khorasan Razavi province. In terms of the critical situation, the high percentage of the areas in the northwestern regions such as Quchan and Chenaran township due to the impacts of drought, severe changes in land use and water has become desertification. In the central, eastern and southern parts due to drought, land use changes, lack of optimal land management and wind erosion, main reason has been the expansion of desertification. Besides that, all the townships of Khorasan Razavi province have fragile conditions. This issue can be considered as an important and serious warning for the future management of Khorasan Razavi province. Therefore, in order to provide effective ways to deal with the intensity of desertification, based on the opinion of experts and specialists in the current research, by considering only the priority indicators of each of the criteria, the number of 10 cross matrix of the important indicators of each of the criteria, 20 scenarios, 6 strategies and more than 40 strategies were obtained. So that, by using the suggested strategies could be planned and managed according to regional and local conditions, to reduce the intensity of desertification.
ConclusionsThe ESAs model uses four criteria of management, vegetation, soil quality and climate mainly to evaluate areas sensitive to desertification. So that, in this research, due to the importance of the erosion (water and wind erosion), for zoning map of sensitivity areas to desertification were used. In order to provide management plans (strategies and policy), to reduce and combat desertification in Khorasan Razavi province, management strategies such as; -sustainable management of vegetation, - water resources management and watershed management, - soil management, - livestock management and reduction of environmental hazards caused by human activities, -education, promotion and culture and sustainable management. Therefore, in this research, only the important strategies and policy that can provide a comprehensive vision of land management in Khorasan Razavi province, were suggested.
Keywords: Delphi method, Futures studies, Index, Land degradation, Soil erosion -
مقدمه و هدف
امروزه نابودی منابع طبیعی یکی از مهم ترین و جدی ترین چالش های فرا راه برنامه های توسعه است. فرسایش خاک یکی از فرآیندهایی است که منابع خاک و آب کشور ما را به صورت مستقیم و غیرمستقیم شدیدا تهدید می کند. فرسایش آبی با شکل های مختلفی روی زمین نمایان می شود که یکی از شکل های پیشرفته آن آبکندها است. فرسایش آبکندی از فرآیندهای مهم نابودی خاک است که در اقلیم های مختلف سبب ازبین رفتن قابل ملاحظه ی خاک و تولید رسوب فراوان می شود. هدف از این پژوهش بررسی ویژگی های ریخت شناسی آبکندهای استان خوزستان و نقش عامل های تاثیرگذار آن بر گسترش مناطق آبکندی است.
مواد و روش هانخست، با جمع آوری داده های موجود و انطباق آن ها با داده های تصویرهای ماهواره ای و سایر داده ها، مناطق آبکندی استان رسم شد. بازدید اولیه ی میدانی برای صحت و سقم این مناطق و تصحیح مرزهای آبکندی انجام شد. از کل مساحت استان خوزستان 6350179 هکتار در اقلیم خشک بیابانی و بیش از 33862 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. اقلیم گرم نیمه خشک نیز حدود 12/1% استان را فرا گرفته است و 16116 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. پس از تعیین مساحت آبکندها و تفکیک مساحت های بیشتر و کم تر از 500 هکتار، به دلیل اختلاف در شکل ظاهری، پستی بلندی و پوشش گیاهی، از اقلیم گرم و خشک بیابانی و گرم و نیمه خشک به ترتیب دو و یک منطقه معرف و از هر معرف دو تکرار انتخاب شد. نیم رخ های عرضی و طولی آبکندهای معرف و تکرار، رسم شد و پس از نمونه برداری خاک، کلیه ویژگی های شکل شناسی آبکندها اندازه گیری شد.
نتایج و بحثبراساس نتایج، آبکندهای استان بیشتر در دشت های با شیب کم با خاک عمیق و بافت شنی لومی، سیلت و یا سیلت لومی با زمین های مرتعی و گاهی زراعی و سطح مقطع U شکل به وجود آمده است. آبکندهای درخزینه و روستای شریف، با اندازه های 1260 و 912 سانتی متر و آبکند درخزینه با اندازه ی 420 سانتی متر بیش ترین عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. هم چنین آبکندهای چغازنبیل، درخزینه و چغازنبیل با اندازه های 30 سانتی متر کم ترین عمق و عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. نیم رخ عمومی پنجه ای و از نظر عمقی در رده ی آبکندهای با عمق متوسط و راس عمودی بودند.
نتیجه گیری و پیشنهادهامی توان نتیجه گرفت ویژگی های ذاتی خاک، سازند و جنس زمین شناسی، اقلیم، شدت بارندگی به عنوان عامل های طبیعی و نابودی پوشش گیاهی، تغییر کاربری زمین ها و نبودن مدیریت صحیح، عملیات غیراصولی جاده و پل سازی، احداث و نصب تاسیسات نفتی و حتی تیرهای برق به عنوان عامل های انسانی در روند گسترش آبکندها نقش دارند؛ اما تنوع و تغییر تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین محیطی است. این شرایط ایجاب می کند که پژوهش های بیشتری برای شناسایی هر چه بهتر عامل های موثر در رخداد فرسایش خندقی و اندازه ی مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده در نقاط مختلف و با شرایط زمین محیطی متفاوت اجرا شود.
کلید واژگان: چغازنبیل، ریخت شناسی اقلیمی، فرسایش خاک، کاربری زمین، نیم رخ عمومیIntroduction and ObjectiveToday, the destruction of natural resources is one of the most important and serious challenges facing development programs. Soil erosion is among the processes that directly and indirectly threaten our country's soil and water resources. Water erosion appears on the earth in different forms, one of the advanced forms of which is the gulies. Gully erosion is one of the important processes of soil destruction, which in different climates causes significant soil losses and the production of large amounts of sediment. The purpose of the present research is to investigate the morphological characteristics of the gullies of Khuzestan province and the role of its influencing factors in the expansion of the gully areas.
Materials and MethodsFirst, by collecting available data and comparing it to satellite image and other data, the province's gullies have been defined. The first field visit focused on verifying the integrity of these areas and correcting the gullies boundaries. The total area of Khuzestan province approximately is 64000 km2 in the dry desert climate, and more than 33,862 ha of it is under the influence of gully erosion. The hot semi-arid climate also covers approximately 12,1% of the province and 16,116 ha have experienced gullies erosion. After determining the area of gullies and dividing the areas above and below 500 ha, due to the difference in appearance, topography, and vegetation, 2 and 1 representative areas were selected from the hot-dry desert and hot-semi-arid climates, respectively, and 2 replicates were selected from each representative. Longitudinal and cross-sectional profiles of representative and replicated gullies were drawn and after soil sampling, all morphological features of the gullies were measured.
Results and DiscussionAccording to the results, most of the gullies of the province have been created in the plains with a low slope with deep soil and loamy sand texture, silt or silt loam with pasture, and sometimes agricultural land and U-shaped cross-section. Darkhazine and Sharif gullies, with 1260 and 912 cm, and Darkhazine gullies with 420 cm value have the maximum width of top, bottom and depth in the cross-section of 75%. Also, the gullies of Choghazanbil, Darkhazine and Choghazanbil with values of 30 cm have the lowest depth, top and bottom width in the cross-section area of 75%. The overall profile is scratched, and in terms of depth class, they are in the category of medium-deep gullies with a vertical top.
Conclusion and SuggestionsIntrinsic characteristics of soil, formation and geological type, climate, intensity of rainfall as natural factors, and destruction of vegetation, land use change and the lack of proper management, unprincipled road and bridge construction operations, construction and installation of oil facilities and electricity bars as human factors have played a role in the process of gully expansion. However, the diversity and change of the number and degree of influence of different factors from one point to another and the difference in their participation in the formation and expansion of the gully are based on the environmental conditions of the land. These conditions require that more research be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and their participation in the formation and expansion of this phenomenon in different places and with different environmental conditions.
Keywords: ChoghaZanbil, General profile, land use, Morphoclimatic, soil erosion -
مجله مدیریت بیابان، پیاپی 27 (پاییز 1402)، صص 89 -104
فرسایش شیاری به عنوان یکی از فرآیندهای آغازین در هدررفت خاک، منجر به اثرات درون منطقه ای و برون منطقه ای در سطح سیمای سرزمین می شود. استفاده از مدل های یادگیری ماشین می تواند برای پیش بینی تغییرات مکانی فرسایش اشکال فرسایش بکار گرفته شود. برای این منظور مناطق مستعد فرسایش شیاری با استفاده از روش آنتروپی بیشینه (MaxEnt) در حوزهآبخیز تالاب کجی استان خراسان جنوبی تعیین شد. نه متغیر مستقل سنگ شناسی، تندی شیب، بافت خاک، ژیومورفولوژی، کاربری زمین، پوشش گیاهی، ارتفاع از سطح دریا، جهت شیب و بارش استفاده شد. داده های میدانی از 138 برداشت صحرایی به عنوان متغیر وابسته به مدل معرفی گردید. بمنظور بررسی کارایی مدل، از شاخص ROC استفاده شد. نتایج پژوهش بیانگر دقت مدل آنتروپی بیشینه بود که نشان از مناسب بودن مدل مذکور در مدل سازی حساسیت پذیری فرسایش شیاری داشته است، به طوری که مقدار AUC در مرحله آموزش برابر 885/0 و در مرحله آزمون برابر 859/0 بدست آمد است که بیانگر طبقه خیلی خوب مدل می باشد. نتایج شاخص جک نایف به منظور تعیین اهمیت عامل ها نشان داد تندی شیب و حساسیت پذیری واحدهای زمین شناسی به عنوان مهمترین عوامل و درصد مشارکت در مدل سازی فرسایش شیاری هستند. بر اساس همپوشانی لایه های ورودی متغیرهای مستقل و نقشه حساسیت فرسایش شیاری مشخص شد که در رقوم ارتفاعی بالاتر از m 1700 با شیب 8 تا 20 % و جهات شیب شرقی تا جنوبی بیشترین فراوانی فرسایش شیاری رخ داده است. علاوه بر این، در مناطقی که مراتع ضعیف و پوشش کم تا متوسط گیاهان استپی بر روی خاک عمدتا شنی سنگریزه دار گسترش یافته اند و بارش سالانه بیشتر از mm/year 150 است، فرسایش شیاری از فراوانی بیشتری برخوردار است. ضمن اینکه واحد زمین شناسی آبرفتی مخروطه افکنه ای بر روی تپه ها، فلات ها و تراس ها اهمیت بیشتری در وقوع فرسایش شیاری داشتند. در کل نتایج نشان داد مدل آنتروپی بیشینه به منظور مدل سازی فرسایش شیاری حوزه آبخیز تالاب کجی نهبندان از کارایی مناسبی برخوردار است. ضمن اینکه با استفاده از متغیرهای محیطی شامل تندی شیب و واحدهای زمین شناسی نیز می تواند به مدل سازی حساسیت پذیری فرسایش شیاری در منطقه مطالعاتی بپردازد.
کلید واژگان: فرسایش خاک، همپوشانی لایه ها، حساسیت واحدهای زمین شناسی، یادگیری ماشینIntroductionSoil erosion is a serious threat to human well-being and life, especially in arid and semi-arid regions, and is one of the important issues in land management. Rill erosion is one of the most significant events in water erosion that affect soil loss, landscape, water resources, and land degradation can cause significant loss of soil in different climates. Identifying the effective processes that lead to the creation and expansion of rill erosion is necessary, and finding effective solutions to prevent rills is essential. In the meantime, one of the management solutions is determining the prone area to rill erosion. The high sensitivity of the lands of Nehbandan city (Kaji wetland watershed) to erosion is the reason for determining the prone areas to rill erosion. The maximum entropy method was used to identify the area that is susceptible to rill erosion.
Material and MethodsThe modeling process used 9 effective factors, including height, slope steepness, slope direction, rainfall, land use, land cover, soil texture, geomorphology, and geology, based on similar research. Factors affecting the occurrence of rill erosion were analyzed as independent variables. The first step in preparing a rill erosion sensitivity map was to determine the location of rill erosions in the Kaji wetland watershed using Google Earth and then to conduct field surveys. The basin was monitored in the field using GPS and 138 cases of rill erosion were recorded. The occurrence points were divided into two groups: training and validation, with a 70:30 ratio. The total occurrence points were divided into 97 incident points that were randomly selected for model training (validation stage) and 41 incident points that were used for validation purposes. The MaxEnt model relied on the data set used for training as independent variables. In order to use the maximum entropy model to determine rill erosion, first the independent variables (factors affecting the occurrence of rill erosion) and the dependent variable (identification of points with rill erosion) was converted to the required format and introduced to MaxEnt software. To evaluate the effectiveness of the model in detecting occurrence points (rill erosion) from pseudo-non-occurrence points, the area under the ROC curve was used. The Jack Knife test was utilized to investigate the identification and prioritization of 9 influential factors (independent variables) that influence the results. The model was implemented using the remaining variables as input factors after removing the independent variables separately for this purpose. The efficiency of the model built using all independent variables was measured in comparison to the case where the model was built based on other variables. To determine its effect on the output, the contribution of the omitted independent variable was examined.
Results and DiscussionAccording to the validation results, the sensitivity map for rill erosion has a high efficiency. The test stage should have a ROC curve of 0.859 (very good) and the test stage should have an average curve of 0.6 (moderate). The Jack Knife test revealed that the slope's steepness was the most significant environmental factor in the predicted sensitivity map for rill erosion in the study area. Geology and land cover were also recognized as other important factors. The MaxEnt model was found to be an effective model for preparing the rill erosion susceptibility map, according to the results. According to the findings, the slope steepness factor, which is 25%, is the main factor that affects the rill erosion of the Kaji wetland watershed. The high frequency of the slope class with a slope class below 20% suggests that this slope class is a significant factor in the development of rill erosion. The geological map of the region indicates that the majority of the region is dedicated to Quaternary formations, which is crucial for the development and creation of erosion in the region. The watershed's proneness to rill erosion is caused by poor rangeland usage. Management of vegetation and rangeland is necessary to reduce the potential for soil erosion in the region. According to the results, the soil texture of the region had less effect on the development of rill erosion; because most of the soil in the area is related to sand-gravel texture, which has a low effect on rill erosion. The MaxEnt model's high accuracy in modeling the sensitivity of rill erosion is evidenced by the results of the present study.
Keywords: Kaji Wetland Watershed, Maximum Entropy Method, Rill erosion, ROC Curve -
مقدمه و هدف
فرسایش خاک موجب کاهش حاصل خیزی زمین، تضعیف پوشش گیاهی، رسوبگذاری، تغییر شکل و پر شدن آبراهه ها به دلیل تجمع بیش از حد ناشی از سیل و کاهش کیفیت آب می شود. لذا تخمین صحیح فرسایش خاک در مدیریت آبخیزها بسیار ضروری است. در میان مدل هایی که برای پیش بینی فرسایش در مقیاس رگبار پیشنهاد شده است، یکی از پرکاربردترین آن ها، نسخه اصلاح شده رابطه جهانی فرسایش خاک (RUSLE) است. به دلیل اهمیت عامل LS در آبخیزهای کوچک و با توپوگرافی پیچیده بر نتایج مدل RUSLE، در این نوشتار فرسایش خاک حاصل از کاربرد چهار روش مختلف محاسبه عامل توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفت.
مواد و روش هافرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و چهار روش محاسبه عامل LS شامل Moore et al. (1991)، Desmet and Govers (1996)، Boehner and Selige (2006) و روش دستی برای 38 رگبار ثبت شده طی سال های 1390 تا 1398، در حوزه آبخیز گلازچای واقع در استان آذربایجان غربی محاسبه شد.
یافته هانتایج نشان داد که مقدار متوسط عامل توپوگرافی برای روش های Moore et al. (1991)، Desmet and Govers (1996)، Boehner and Selige (2006) و روش دستی بهترتیب 9/91، 5/26، 13/29 و 6/54 بوده است. تحلیل مقایسه نتایج روش های مورد استفاده با شیوه دستی نشان می دهد که نسبت متوسط مقادیر برآوردی از 0/80 تا 2/03 متغیر بوده است. با مقایسه مقدار متوسط نقشه های LS با روش دستی به عنوان روش مبنا و محاسبه میزان خطا مشخص شد که روش Desmet and Govers (1996) با حداقل اختلاف، در تخمین عامل توپوگرافی و نهایتا مقدار متوسط فرسایش خاک حاصل از رگبارهای مطالعاتی موفق تر بوده است. در این پژوهش علی رغم وجود اختلاف در مقادیر فرسایش خاک، الگوی مکانی تقریبا یکسانی در همه روش ها مشاهده شد.
نتیجه گیریتحلیل نتایج حاصل از روش های مختلف برآورد عامل توپوگرافی برای حوزه آبخیز گلازچای اشنویه دلالت بر تاثیر قابل توجه روش های مورد بررسی در مقدار فرسایش خاک برآوردی و ضرورت انتخاب روش مناسب محاسباتی برای دست یابی به مقادیر صحیح فرسایش خاک برای جلوگیری از خطا و کمینه سازی عدم قطعیت ها دارد. برآورد نادرست فرسایش خاک موجب مدیریت ناصحیح حوزه های آبخیز و هدررفت هزینه و انرژی می شود. پژوهش حاضر از لحاظ ارزیابی مقایسه ای اثر روش های محاسباتی مختلف یکی از عامل های حساس رابطه جهانی فرسایش خاک و نسخه های مختلف آن بر میزان هدررفت خاک برآوردی در مقیاس رگبار و حوزه آبخیز جدید و از حیث معطوف سازی توجه کارشناسان اجرایی و برنامه ریزان محلی در ضرورت انتخاب روش محاسباتی مناسب نوآوری دارد. اگرچه انجام مطالعات گسترده تر برای بررسی سایر روش های محاسبه LS و حتی دیگر عوامل RUSLE، در مقیاس های مکانی مختلف به منظور مقایسه دقیق تر مقدار فرسایش خاک و ارایه جمع بندی های جامع پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: حوزه آبخیز گلازچای، شکل و نیم رخ دامنه، عامل پستی و بلندی، فرسایش خاک، مدل RUSLEIntroduction and ObjectiveSoil erosion reduces soil fertility, weakens vegetation, deposits sediments, deforms and fills rivers due to floods, and reduces water quality. Therefore, the precision of soil erosion estimation is essential for proper watershed management. Among all-soil erosion prediction models proposed for storm-scale, one of the most widely used is the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Due to the importance of the LS factor in small watersheds with complex topography on the final estimation of the RUSLE model, in this current research, the soil erosion results were obtained from four different LS factor methods were investigated.
Material and MethodsSoil erosion obtained by the RUSLE model and four methods of LS factor calculation including the Moore et al. (1991), Desmet and Govers (1996), Boehner and Selige (2006), and manual method; for 38 storm events recorded during 2011 to 2019 for the Galazchai Watershed, West Azerbaijan Province, Iran.
ResultsThe results showed that the mean of the topographic factor for Moore et al. (1991), Desmet and Govers (1996), Boehner and Selige (2006), and manual methods were 9.91, 5.26, 13.29, and 6.54, respectively. Comparison analysis of the methods used by the manual method showed that the ratio of the estimated mean values varied from 0.80 to 2.03. Comparing the mean of LS maps with the manual method as the basic method and calculating error estimation found that Desmet and Govers' (1996) method was more successful in the LS factor estimation, resulting in better estimation of soil erosion for the study storm events. Despite the difference in soil erosion values, almost the same spatial pattern was observed in all methods.
ConclusionAnalysis of the results obtained from different LS factor methods in the Galazchai Watershed verified the significant effect of the studied methods on the estimated soil erosion. Therefore, soil erosion studies need to select an appropriate method to achieve precise soil erosion to prevent errors and minimize uncertainties. Incorrect estimation of soil erosion leads to erroneous management of watersheds and loss of money and energy. The present study is new in term of comparative evaluation of one of the sensetive factors in USLE and its different versions on the estimated storm-wise soil loss at the watershed scale. It is also innovative in viewpoint of focusing on the necessity of selection of appropriate computational methods for the local managers and experts. Extensive studies are recommended to investigate other methods of calculating LS, and even other RUSLE factors at different scales are recommended for a better conclusion.
Keywords: Galazchai watershed, Plan, profile curvature, RUSLE model, Soil erosion, Topographic factor -
هدف اصلی این مطالعه شناسایی عوامل موثر بر عدم پذیرش تبدیل اراضی کشاورزی شیبدار به باغ های مثمر در شهرستان گالیکش استان گلستان بود. تحقیق توصیفی و از نوع پیمایشی و جامعه آماری 250 نفر از کشاورزانی بودند که دارای اراضی کشاورزی شیبدار بوده و تغییر کشت محصولات زراعی به محصولات باغی مثمر در اراضی خود را نپذیرفته بودند. به شیوه نمونه گیری تصادفی چند مرحله ای و با استفاده از جدول کرجسی و مورگان، 150 نفر به عنوان نمونه تحقیق انتخاب شدند. اطلاعات در سال 1400 با استفاده از پرسشنامه جمع آوری شد. روایی محتوایی و ظاهری پرسشنامه با استفاده از نظرات متخصصان ترویج، حفاظت خاک و باغبانی سازمان جهاد کشاورزری گلستان تایید شد. تعیین اعتبار پرسشنامه با استفاده از روش آلفای کرونباخ انجام شد و مقدار ضریب 0/85 به دست آمد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS19 انجام شد. با توجه به نتایج، عوامل مرتبط با عدم پذیرش تبدیل اراضی کشاورزی شیبدار به باغ های مثمر به ترتیب اهمیت در یازده عامل فقدان عوامل تولید، خرده فرهنگ دهقانی، پیچیدگی عملیات، فقدان حمایت دولتی، هزینه سرمایه گذاری، فقدان اعتماد به کارشناس، عدم آگاهی و پیروی از رفتار نپذیرندگان، عدم قابلیت رویت نتایج عملیات، پراکندگی اراضی کشاورزی، عدم صرفه اقتصادی و فقدان اعتماد به دولت قرار می گیرند و در حدود 75/189 درصد از واریانس کل عوامل مرتبط با عدم پذیرش را تبیین می کنند. تامین وام کم بهره، نهال های با کیفیت و زودبازده، آب، ادوات و تجهیزات و شناسایی رهبران و معتمدان محلی دارای نفوذ و اخذ نظرات آنان در مراحل مختلف اجرای عملیات حفاظتی، از جمله پیشنهادهای این مطالعه بوده است.
کلید واژگان: فرسایش خاک، کشاورزی حفاظتی، اراضی شیبدار، شهرستان گالیکشIt is the main objective of the present study to identify the factors affecting farmers’ unwillingness to convert their sloping agricultural lands into orchards. The study is a descriptive and survey one using a statistical population of 250 farmers in Galikesh County, Golestan Province, who rejected the idea of changing their sloping crop lands to orchards. For this purpose, 150 farmers were selected using the multi-stage random sampling method and the Krejcie and Morgan Table and a questionnaire was used to collect data in 2021. The content and face validities of the questionnaire were confirmed using the opinions of extension, soil protection, and horticulture experts at Golestan Agricultural Jihad Organization. The validity of the questionnaire was determined using Cronbach's alpha method to obtain a coefficient of 0.85 and data analysis was performed using SPSS19. Based on the results obtained, the following 12 factors affected farmer unwillingness listed in a descending order of significance: non-availability of production tools, farmers’ subculture, complex cultivation operations, lack of government support, investment cost, lack of confidence in experts, lack of knowledge, non-compliance behavior, non-observable operation results, sparsely distributed agricultural lands, uneconomical results, and lack of confidence in responsible government agencies. These parameters explained about 75.189% of the total variance among the factors involved. Also, the results indicated that extending low-interest loans, high-quality and high-yield seedlings, water availability, and tools and implements to farmers as well as communication with influential local leaders and trustees to solicit their opinions during the various stages of protection operations may be suggested as helpful in convincing farmers to accept the conversion.
Keywords: soil erosion, Conservation agriculture, sloping lands, Galikesh County -
روش منشایابی به منظور تعیین سهم واحدهای اراضی در تولید رسوب استفاده می شود. در روش های رایج با استفاده از ترکیب مناسب خصوصیات جداکننده منابع رسوب، سهم منابع رسوب در تولید رسوب تعیین می شود. هدف از مطالعه حاضر تعیین سهم نسبی رسوب دهی هر یک از کابری های مختلف در بخشی از حوزه آبخیز بهشت آباد با مساحت 308 کیلومتر مربع از طریق روش انگشت نگاری رسوبات است. به این منظور 36 نمونه خاک از عمق 0-5 سانتی متر کاربری های مختلف و 10 نمونه از رسوب معلق خروجی حوضه برداشت شد. در همه نمونه ها، ردیاب های اولیه شامل آهن، مس، منیزیم، سدیم، کلسیم، پتاسیم، آهک، کربن آلی، نیتروژن و فسفر اندازه گیری شد. سپس، با استفاده از آنالیز آماری و تجزیه تابع تشخیص، ترکیب بهینه ای از ردیاب ها برای هر کاربری با استفاده از توابع تحلیل تشخیص به دست آمد. سرانجام در مرحله بعدی، سهم هر کاربری در تولید رسوب با استفاده از مدل ترکیبی چند متغیره تعیین گردید. سهم نسبی هر یک از کاربری های کشت آبی، مرتع، کشت دیم و مسکونی به ترتیب برابر با 67/88، 7/63، 19/40، 5/10 درصد برآورد شد. با توجه به اینکه که در منطقه مورد مطالعه، سهم اراضی کشت آبی در تولید رسوب معلق در مقایسه با سایر کاربری ها زیاد است، باید توجه ویژه به نحوه عملیات کشاورزی داشت تا از تولید رسوب جلوگیری شود.کلید واژگان: انگشت نگاری، مدل ترکیبی چند متغیره، کاربری اراضی، فرسایش خاک، منبع رسوبFingerprint method determines the contribution of sediment in the land units. In this method, a suitable composite (set) of diagnostic properties and a multivariate mixing model are employed to estimate the relative contribution of sediment sources to sediments transported to watershed outlet. The purpose of this study was to determine the contribution of different sediment sources in the Beheshtabad watershed with 308 km2 area. For this purpose, 36 soil samples were taken from sedimentary sources (0-5 cm depth) and 10 sediment samples from watershed outlet. In each of the sources, initial traces were evaluated by Kruskal-Wallis test. In the second stage, an optimal combination of tracers for each source was obtained using diagnostic analysis functions, and finally, in the next step, the contribution of each user in sediment production for each sampling method was determined using Collins et al. model. The contribution of agricultural, rangeland, rainfed and residential land use was equal to 67.88, 7.63, 19.40, and 5.10 %, respectively. Results showed agricultural has maximum share in sediment with 67.88percent. Due to the fact that the contribution of sediment in agricultural lands in the study area is high, special attention should be paid to the way of agricultural operations.Keywords: fingerprinting, diagnostic analysis functions, land use, soil erosion, Sediment source
-
مقدمه و هدف
فرسایش آبی سبب کاهش کیفیت خاک و مشکلات زیست محیطی می شود. بهترین شیوه های مدیریت خاک پیشگیری از فرسایش خاک، مهار رواناب و رسوب و حفظ کیفیت خاک می باشد.
مواد و روش هااین پژوهش برای دست یابی به اثر کمپوست زباله شهری و ورمی کمپوست بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک (بر پایه بلوک های کامل تصادفی) و میزان رواناب و رسوب، به صورت آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک های کامل تصادفی انجام شد. بدین منظور نه کرت (سه کرت حاوی تیمار کمپوست، سه کرت حاوی ورمی کمپوست و سه کرت شاهد) احداث شدند که هر کدام از کودها در کرت مربوط به خود به مقدار 18 کیلوگرم در هر هکتار به خاک اضافه و تا عمق 30 سانتی متری با خاک مخلوط شدند و ویژگی های فیزیک وشیمیایی خاک)همانند اسیدیته، شوری، میانگین وزنی قطر خاکدانه، وزن مخصوص ظاهری، ماده آلی،کربنات کلسیم، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، درصد اشباع) و مقدار رواناب و رسوب در سه رخداد (دو بارش طبیعی و یک بارانساز) در تیمارهای مختلف مقایسه شدند.
یافته هانتایج نشان داد که تیمارهای ورمی کمپوست و کمپوست سبب افزایش غلظت عناصر غذایی NPK، ماده آلی، افزایش قطر خاکدانه، درصد اشباع و کاهش جرم ویژه ظاهری نسبت به شاهد شدند. هم چنین میانگین حجم رواناب و رسوب در تیمارهای کمپوست و ورمی کمپوست نشان داد که به واسطه بهبود ویژگی های خاک در کرت های حاوی آن ها، حجم رواناب در بارش های طبیعی اول به ترتیب 68/5 و 82/6، در بارش طبیعی دوم 62/56 و 74/2 و در شبیه ساز باران 30/3 و 45/45 درصد نسبت به شاهد کاهش یافت. مقدار رسوب نیز در کرت های حاوی کمپوست و ورمی کمپوست به طور معنی داری در سطح یک درصد نسبت به شاهد کمتر بود. کرت های ورمی کمپوست به دلیل بهبود ویژگی های فیزیکی خاک نسبت به کرت های حاوی کمپوست کمترین میانگین حجم رواناب و جرم رسوب و تیمار شاهد بیشترین مقدار را نشان داد.
نتیجه گیریبنابراین به نظر می رسد به دلیل دسترسی آسان کمپوست و ورمی کمپوست و تاثیر قابل ملاحظه ای که در تامین و حفاظت از مواد غذایی خاک و بهبود ویژگی های فیزیکی خاک دارند، در توسعه برنامه های مهار فرسایش خاک می توانند مفید واقع شود.
کلید واژگان: تلفات خاک، فرسایش خاک، کودآلی، کیفیت خاکIntroduction and ObjectiveWater erosion causes as loss of quality and environmental issues problems. The best methods of soil management are prevention of soil erosion, control of runoff and sediment, and maintenance of soil quality.
Material and MethodsThis research was conducted in order to investigate the effect of compost and vermicompost on physical and chemical properties of soil (based on a completely randomized blocks) and runoff and sediment (factorial based on a completely randomized blocks). For the experiment 9 plots were used, (3 plots include of compost, 3 plots include of vermicompost and 3 plots control) in an average 5 percent slope area. 18 ton/ha compost and vermicompost were added to each plot and mixed it with soil 30 cm deep. Soil erosion was estimated by runoff and sediment by 2 natural rain and 1 rainfall simulator with 3 Repetition in each rain. Some physico chemical and biological properties of soil, as pH, EC, MWD, BD, NPK, OM, Sp, CaCO3 were measured.
ResultThe results showed that Vermicompost and Compost fertilizers significantly increase the total N, available k, available P, organic matter, Mean weight diameter (MWD) and saturation percentage more than the control plot. Soil bulk density decreased in plots of Vermicompost and Compost compare to the control. The compost and vermicompost in the level of 1 percent reduce significantly the runoff volume in the first natural rainfall 68.5 and 82.6 and the second natural rainfall 62.56 and 74.2 and the simulator 30.3 and 45.45. The compost and vermicompost in the level of 1 percent reduced significantly sedimentation the compare to the control. Vermicompost treatments had the least and control treatments had the most of runoff volume and sedimentation. The compost and vermicompost in the level of 1 perecent reduce significantly sedimentation the compare of control. Vermicompost treatments had the least and control treatments had the most of runoff volume and sedimentation.
ConclusionThus, it seems Using the fertilizers such as compost and vermicompost can significantly effect on the soil nutrition preservation and improve soil properties and can be found useful in the development of erosion control programs.
Keywords: Erosion, Organic fertilizer, Soil loss, Soil quality -
یکی از مهمترین کارکردهای اکوسیستم های مرتعی، ممانعت از فرسایش خاک و افزایش قدرت نگهداشت مواد مغذی، است. پژوهش حاضر، با هدف برجسته نمودن تاثیر تخریب مراتع بر حفظ عناصر غذایی Mg، Ca، N، P و K در خاک و با تاکید بر نقش پوشش گیاهی در ممانعت از هدررفت این عناصر، در درمنه زارهای حوزه آبخیز سلمان قم، انجام شده است. برای این منظور، در هر یک واحد های کاری، در طبقات وضعیت ضعیف و خوب مرتع که به ترتیب، معرف مراتع تخریب شده و تخریب نشده می باشند؛ از خاک رویشگاه، نمونه برداری شد. سپس، با کاربرد مدل پسیاک اصلاح شده (MPSIAC)، میزان خاک فرسایش یافته از هر واحد، برآورد شد. در ادامه، مقدار هدررفت عناصر مغذی با استفاده از نتایج تجزیه خاک و روابط مربوطه، محاسبه و بر مبنای روش هزینه جایگزین؛ با برآورد کود جایگزین، ارزش پولی نگهداشت عناصر غذایی توسط اکوسیستم، محاسبه شد. نتایج نشان داد که؛ تخریب اکوسیستم های مرتعی منطقه، موجب فرسایش معادل 68/35 تن در هکتار در سال می شود که با کاهش عناصر مغذی خاک، سالانه هزینه ای معادل 6/11 میلیارد ریال (11606427781 ریال) به خدمات کارکردی اکوسیستم، خسارت وارد می کند. همچنین هر هکتار از مراتع خوب منطقه، می تواند سالانه از هدررفت عناصر مغذی به ارزش تقریبی 6/335 هزار ریال جلوگیری کند. نتایج حاکی از نقش موثر اکوسیستم های مرتعی در کنترل فرسایش و جلوگیری از هدررفت عناصر مغذی خاک است. آنچه مسلم است، جهت تاکید بیشتر بر نقش اکوسیستم های مرتعی در کنترل فرسایش خاک؛ توصیه بر این است که در پژوهش های بعدی، میزان فرسایش خاک، توسط دیگر روش های رایج نظیر؛ مدل جهانی فرسایش خاک (USLE)، EPM و...، نیز برآورد و نتایج با همدیگر مقایسه شود.
کلید واژگان: تخریب پوشش گیاهی، فرسایش خاک، روش هزینه جایگزین، مراتع سلمانOne of the functions of rangeland ecosystems is to prevent soil erosion and increase nutrient retention capacity. The present study was conducted to highlight the effect of Rangelands degradation on the preservation of Mg, Ca, N, P, and K elements in the soil and emphasize the role of rangeland plants in preventing the wastage of these elements in the rangelands of the Salman watershed in Qom. For this purpose, a sample was taken from the soil of the habitat in each work unit, in the classes of poor and good rangeland conditions, representing degraded and non-degraded rangeland, respectively. Then, the amount of eroded soil was determined from each unit using the modified PSIAC (MPSIAC) model. In the following, the amount of loss of nutrients using the results of soil analysis and related relationships, was calculated and based on the replacement cost method; by estimating the alternative fertilizer, the monetary value of maintaining nutrients by the ecosystem was calculated. The results showed that the destruction of the rangeland ecosystems of the region causes erosion equivalent to 35.68 tons per hectare per year, which damages the functional services of the ecosystem at an annual cost of 11.6 billion rials (11606427781 rials) by reducing the nutrients of the soil. Also, each hectare of good rangelands in the region can prevent the loss of nutrients with an approximate value of 335.6 thousand rials. The results indicate the effective role of the rangeland ecosystem in controlling erosion and preventing the loss of soil nutrients. What is certain to emphasize more the role of rangeland ecosystems in soil erosion control; it is recommended that are also estimated the amount of soil erosion by other common methods, such as the global model of soil erosion (USLE), EPM, etc., and the results are compared with each other in future research.
Keywords: Destruction of plant cover, soil erosion, alternative cost method, Salmanrangelands -
مقدمه و هدف
فرسایش خندقی متاثر از عامل های فراوانی است، که همراه با زیان های فراوان اقتصادی و اجتماعی موجب ازبین رفتن و هدررفت حجم وسیعی از خاک می شود. متغیر بودن تنوع، تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین است. چنین شرایطی سبب شده تحقیقات بیش تری جهت شناسایی هر چه بیش تر عامل های اثرگذار در رخداد فرسایش خندقی و اندازه مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده انجام شود. پژوهش حاضر، باهدف برآورد حجم هدررفت خاک ناشی از فرسایش خندقی در آبخیزهای هدام و شریف استان خوزستان برنامه ریزی شده است. آبخیز مدرس شوشتر با داشتن زیرآبخیزهای شریف و هدام به عنوان یکی از آبخیزهای مهم و خاص استان هرساله وسعت زیادی از زمین های کشاورزی آن مورد تهدید فرسایش خندقی قرار می گیرد.
مواد و روش هابرای انجام این پژوهش، نخست در منطقه ی موردمطالعه در طول دوره ی 20 ساله (1391-1372) بخش های دارای خندق روی نقشه ی پستی وبلندی با مقیاس 1:250000 مشخص شد. سپس از هر طبقه اقلیمی گرم- خشک بیابانی و گرم- نیمه خشک، 15 خندق شناسایی و بررسی شد. ویژگی هایی از قبیل شیب نقطه ی اولیه ی ایجاد خندق و شیب پیشانی خندق از روش میدانی و با استفاده از متر نواری، تراز و دستگاه شیب سنج اندازه گیری و مساحت سراب پیشانی خندق در محیط گوگل ارث محاسبه شد. هم چنین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک هرکدام از خندق ها آزمایش شد.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که متوسط درصد خاک لخت در بالای پیشانی خندق های انتخاب شده آبخیزهای هدام و شریف به ترتیب 99/8 و 97/26 % بود. بر اساس ویژگی های خاک، عامل اصلی ناپایداری خاک و ایجاد فرسایش در خندق های هر دو آبخیز شوری خاک EC است. ویژگی های ریخت شناسی خندق ها نشان داد که تمامی خندق ها در آبخیز هدام دارای مقطع V شکل هستند. در آبخیز شریف تنها خندق B12، دارای مقطع V شکل و مابقی U شکل است. آبخیز هدام دارای بیش ترین ژرفا، بیش ترین عرض پایین و بیش ترین عرض بالای خندق نسبت به آبخیز شریف است. در آبخیز شریف و هدام مجموع حجم هدررفت خاک به ترتیب 23000 و 51579 مترمکعب است. در آبخیز هدام، خندق های A18 و B1 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک، به اندازه ی 11599 و 1612 مترمکعب است. در آبخیز شریف نیز خندق های A2 و B4 به ترتیب دارای بیش ترین و کم ترین حجم هدررفت خاک به اندازه ی 5282 و 369 مترمکعب است.
نتیجه گیری و پیشنهادها:
مهم ترین عامل در هدررفت خاک و گسترش خندق ها، ویژگی های آبخیز در سراب پیشانی خندق (گستره و شیب آبخیز) و هم چنین ریزدانه بودن خاک (لای زیاد) و بالا بودن شوری خاک بوده است. با توجه به لخت بودن بیش ازحد خاک، افزایش زبری سطح خاک با استقرار پوشش گیاهی، به عنوان یکی از روش های سازگار و کم هزینه در امر حفاظت منابع خاک است. برای مهارکردن گسترش فرسایش خندقی افزایش ماده ی آلی خاک، اصلاح خاک های شور و سدیمی با کاربرد اصلاح کننده ها و هم چنین انحراف رواناب های پیشانی خندق ضروری است.
کلید واژگان: آبخیز هدام، تولید رسوب، ریخت شناسی، سطح مقطع خندق، فرسایش خاک، کاربری زمینIntroduction and ObjectiveGully erosion affected by many factors causes the destruction and loss of large volumes of soil along with great economic and social damage. The variability of diversity, the number and size of the influence of different factors from one point to another and the difference of their participation in the formation and expansion of gullies is based on the conditions of the land. Such conditions have caused more researches to be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and the extent of their participation in the formation and expansion of this phenomenon. In this regard, the present study has been planned with the aim of monitoring and evaluating the effective factors in the development of gullies in the Haddam and Sharif watersheds of Khuzestan province. Modares Shushtar watershed, having Sharif and Hadam subwatersheds, as one of the important and typical basins of the province, every year a large area of its agricultural land is threatened by gully erosion.
Materials and MethodsIn order to carry out this research, first, the parts with gullies in the study area were identified on the topography map with a scale of 1:250,000 during the 20-year period (1993-2012). Then, 15 gullies have been identified and investigated from each climate class of hot-dry desert and hot-semi-arid. Features such as the slope of the initial point of creating a gully and the slope of the front of the gully were calculated by the field method and using a tape measure, level and inclinometer measuring device and the mirage area of the gully front in the Google Earth softwave. Also, the physical and chemical characteristics of the soil of each gully were tested.
Results and DiscussionThe results showed that the average percentage of bare soil above the head cut of selected gullies in Haddam and Sharif watersheds is 99.8% and 97.26%, respectively. Based on soil characteristics, the main cause of soil instability and erosion in gullies in both watersheds is EC. The morphometric characteristics of the gullies showed that in the Haddam watershed, all gullies are V-shaped in terms of cross section, and in the Sharif watershed, only gullies are B12, V-shaped and the rest are U-shaped. The Haddam watershed has the highest depth, width, and top of the gully compared to the Sharif watershed. The total volume of soil loss in Sharif and Haddam watersheds is 23000 and 51579 m3, respectively. Gullies A18 and B1 in Haddam watershed have the highest and lowest soil loss volume, at 11599 and 1612 m3, respectively. In the Sharif watershed, the maximum and minimum soil loss volume of gullies related to gullies A2 and B4 are 5282 and 369 m2, respectively.
Conclusion and Suggestions :
The most important factors in the volume of soil loss and expansion of gulies are the characteristics of the watershed located upstream of the gully front (such as the extent and slope of the watershed) as well as the fineness of the geological formation (silt) and high soil salinity. Due to the excessive bareness of the soil, increasing the roughness of the soil surface with the establishment of vegetation is one of the compatible and low-cost methods in protecting soil resources. In order to control the spread of gully erosion, it is necessary to increase soil organic matter, modify saline and sodium soils with the use of modifiers, and also divert the runoff from the gully front.
Keywords: Gully cross section, Haddam watershed, land use, morphometric, soil erosion, sediment yield -
مقدمه و هدف
ایران از جمله کشورهایی است که فرسایش خاک در حال تبدیل شدن به یکی از مشکل های حاد زیست محیطی است و هر سال میلیون ها تن از خاک غنی و حاصلخیز به علت نبودن مدیریت درست و مناسب از کشور خارج و غیرقابل استفاده می شود. به منظور حفاظت موثر و جلوگیری از آثار نامطلوب فرسایش خاک نیاز است که عامل های تاثیرگذار در فرسایش خاک شناسایی و برآورد مناسبی از مقدار آن ها در سطح کشور گزارش شود. در این راستا پژوهش حاضر باهدف برآورد فرسایش پذیری خاک (عامل K) برای ژرفای صفر تا 30 سانتی متری خاک در سطح کشور ایران انجام گرفت.
مواد و روش هابرای این منظور از دو گروه داده شامل پایگاه داده هماهنگ خاک جهان (HWSD) و اطلاعات خاک جهانی شبکه بندی شده (SoilGrids) و همچنین نرم افزارهای RStudio و ArcGIS استفاده شد. برای محاسبه ی فرسایش پذیری خاک، ابتدا داده های جهانی خاک SoilGrids در چهار ژرفای صفر، پنج، 15 و 30 سانتی متری تهیه گردید و میانگین گیری انجام شد. از طرف دیگر پایگاه داده HWSD به صورت تصویربرداری برای ژرفای صفر تا 30 سانتی متری به صورت یک لایه یکپارچه دریافت شد. سپس براساس مقدار کربن آلی، رس، شن و لای خاک از این داده ها با استفاده از معادله ی EPIC برای برآورد عامل فرسایش پذیری استفاده گردید و در نهایت برای ارزیابی اندازه ی اختلاف این دو پایگاه داده در برآورد عامل فرسایش پذیری، از شاخص های مجذور خطای نسبی (RE)، میانگین مطلق خطا (MAD) و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) استفاده شد.
نتایج و بحث:
نتایج نشان داد که مقدار متوسط درصد ذرات رس در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 15 تا 32 % متغیر و میانگین آن برای کل کشور 23 % است که در بین زیر آبخیزها، زیر آبخیزهای کرخه و کویر لوت به ترتیب بیش ترین و کم ترین درصد رس را دارند. مقدار متوسط درصد ذرات لای در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 19 تا 45 % متغیر و میانگین آن برای کل کشور 32% است که در زیر آبخیزهای قره سو-گرگان رود و کویر لوت به ترتیب بیشینه و کمینه ی درصد ذرات لای گزارش شد. متوسط درصد ذرات شن در سطح زیر آبخیزهای ایران بین 28 تا 65 متغیر میانگین آن برای کل کشور 44 % است که زیر آبخیز کرخه و زیر آبخیز کویر لوت به ترتیب دارای کمینه ی و بیشینه ی درصد ذرات شن می باشند. علت پایین بودن عامل فرسایش پذیری خاک در آبخیزهای گاوخونی و کویر لوت، بالا بودن درصد شن است، این در حالی است که درصد شن در آبخیزهای کویر لوت و گاوخونی به ترتیب 65 و 47 % از کل ذرات خاک را شامل می شود. متوسط درصد کربن آلی در سطح آبخیزهای ایران بین 0/3 تا 3/9 متغیر است که به ترتیب این اندازه ها مربوط به زیر آبخیزهای هامون-هیرمند و رودخانه های بین سفیدرود و هراز می باشد، بنابراین، می توان بیان کرد که غالب آبخیزهای کشور از نظر درصد ماده آلی در شرایط نامناسبی قرار دارند. نتایج نشان داد که بخش های جنوب غربی، غرب و شمال شرقی کشور دارای بیشینه ی مقدار عامل فرسایش پذیری خاک بود و مناطق ایران مرکزی و بخش های بیابانی و کویری ایران به واسطه ی دارابودن درصد بیشتری از ذرات شن، فرسایش پذیری کمتری را دارند. در سطح آبخیز با استفاده از داده های SoilGrids، کم ترین اندازه ی متوسط فرسایش پذیری خاک 0/033 تن ساعت بر مگاژول میلی متر، مربوط به کویر لوت و بیش ترین مقدار آن 0/045 تن ساعت بر مگاژول میلی متر مربوط به زیر آبخیز حله بود. در زیر آبخیزهای درجه ی دو ایران، بیشینه و کمینه ی میانگین شاخص فرسایش پذیری خاک با داده های HWSD به ترتیب مربوط به آبخیزهای مند و گاوخونی با مقدار 0/042 و 0/033 تن ساعت بر مگاژول میلی متر بود. همچنین نتایج نشان داد که میانگین عامل فرسایش پذیری خاک در ایران با استفاده از دو پایگاه داده مکانی HWSD و SoilGrids به ترتیب 0/036 و 0/038 تن ساعت بر مگاژول میلی متر است.
نتیجه گیری و پیشنهادها:
بررسی فرسایش پذیری خاک با داده های SoilGrids و HWSD در سطح زیر آبخیزها نشان داد که بیشینه و کمینه ی اندازه ی خطای نسبی به ترتیب در آبخیزهای اترک و بلوچستان جنوبی با مقدار 21 و یک درصد می باشد و مقدار این خطا برای میانگین کشوری حدودا پنج درصد است؛ بنابراین می توان این گونه استنباط نمود که اگرچه خطای بین دو پایگاه داده زیاد نیست اما داده های SoilGrids به دلیل پیوستگی و قدرت تفکیک مکانی بهتر، منبع مناسب تری برای مدل سازی های وابسته به منابع خاک و آب می باشند. این پایگاه داده با استفاده از نیم رخ های بیش تری مدل سازی شده (حدودا 150 هزار نیم رخ خاک در سطح جهان)، بنابراین دارای دقت مناسب می باشد. بیان این نکته ضروری است که با هدف بهبود نتایج این پایگاه داده به وسیله ی داده های زمینی در بخش های مختلف کشور، بررسی نبودن قطعیت این داده ها به پژوهشگران متخصص در این زمینه توصیه می شود. قابل توجه است که برآورد فرسایش پذیری خاک در این پژوهش با استفاده از مدل EPIC انجام شد، درحالی که ارزیابی و مقایسه ی آن با دیگر مدل های برآورد فرسایش پذیری خاک در سطح کشور به دیگر پژوهشگران پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: حفاظت خاک، سنجش ازدور، فرسایش خاک، مدیریت آبخیزIntroduction and ObjectiveIran is one of the countries that soil erodibility is becoming one of the acute environmental problems and every year millions of tons of fertile soil are left unusable due to lack of proper management. In order to effectively protect and prevent the adverse effects of soil erosion, it is necessary to identify the factors affecting soil erosion and provide an appropriate estimate of their amount in the country. In this regard, the present study was conducted to estimate soil erodibility (K-factor) for a soil depth of 0-30 cm in Iran.
Materials and MethodsFor this purpose, two database were used, including the Harmonized World Soil Database (HWSD) and global gridded soil information (SoilGrids), as well as RStudio and ArcGIS software. First, SoilGrids data was prepared at four depths of 0, 5, 15 and 30 cm and averaging was done. Also, the HWSD database was received in vector format for a depth of 0 to 30 cm. Finally, these data have been used to estimate the erodibility factor based on the soil content of organic carbon, clay, sand and silt using the EPIC equation. Finally, Relative Error (RE), Median Absolute Deviation (MAD) and Root Mean Square Error (RMSE) were calculated to compare two databases.
Results and DiscussionAssessments indicate that the average percentage of clay particles in the sub-basins of Iran varies between 15 and 32% and the average for the whole country is 23%. On the other hand, the average percentage of silt particles in the sub-basins of Iran varies between 19 and 45%, and the average for the whole country is 32%, among which the maximum and minimum percentage of silt particles are in the sub-basins of Qarasu-GorganRoud and Kavir Lut, respectively. Also, the average percentage of sand particles in the sub-basins of Iran varies between 28 and 65, and on the other hand, the average for the whole country is 44%, the minimum of which is related to the sub-basin of Karkheh and the maximum is related to the sub-basin of Kavir Lut. In Gavkhouni and Kavir Lut sub-basins, the reason the low soil erodibility factor is the high percentage of sand in these sub-basins, so that the percentage of sand in the Lut and Gavkhouni basins is 65 and 47% of the total soil particles, respectively. Considering that the average percentage of organic carbon in the sub-basins of Iran varies between 0.3 and 3.9, respectively, these values are related to the sub-basins of Hamun-e-Hirmand and Sefidroud-Haraz, so it can be said that the majority of the country's sub-basins are in poor conditions in terms of the percentage of organic matter. The results show that the southwestern, western and northeastern parts of the country have the maximum amount of soil erodibility factor, and the central Iran and desert parts of Iran have lower erodibility due to having a higher percentage of sand particles. Also, the results show that the lowest average amount of soil erodibility at the sub-basin scale using SoilGrids data with a value of 0.033 (ton*h/Mj*mm) is related to Lut Desert and also its maximum value is 0.045 (ton*h/ Mj*mm) related to it is the sub-basin of Haleh. In addition, the maximum and minimum values of the erodibility index with the HWSD data as an average of the basins of Iran are corresponding to the Mand and Gavkhouni sub-basins, respectively, with values of 0.042 and 0.033 (ton*h/ Mj*mm). So, the results showed that the average soil erodibility factor in Iran using two the HWSD and SoilGrids databases was 0.036 and 0.038 (ton*h/ Mj*mm) respectively.
Conclusion and Suggestions:
The study of soil erodibility with the data of SoilGrids and HWSD at the sub-basins scale showed that the maximum and minimum RE in Atrak and South Balochestan sub-basins are 21 and 1 percent, respectively, and the amount of RE is about 5% for the country average; Therefore, it can be concluded that although the RE between the two databases is not high, SoilGrids data is a more suitable source for soil and water resource modeling due to its continuity and better spatial resolution. Finally, it should be said that although this database is modeled using a larger number of profiles (about 150,000 soil profiles in the world), so they have appropriate accuracy. However, it is necessary to state that investigating the uncertainty of these data in order to improve the results of this database in order to improve the results of that in different parts of the country is recommended to researchers and researchers. Also, it is noteworthy that the EPIC model was used to estimate soil erodibility in this study, while its evaluation and comparison with other soil erodibility estimation models in the country is suggested to other researchers and experts.
Keywords: Remote Sensing, Soil conversation, soil erosion, Watershed management -
مدیریت صحیح منابع آب وخاک در یک حوزه آبخیز مستلزم شناخت پتانسیل تولید رسوب و رواناب است. ضمن اینکه، سالانه هزاران تن خاک حاصلخیز از اراضی مختلف کشور در اثر فرسایش خاک از دسترس خارج شده و با هدر رفت آب و انباشت در مناطق رسوب گذاری موجب بروز خسارت قابل ملاحظه ای می شوند. در این راستا، مهار فرسایش خاک و رواناب به توان بوم سازگان ها در حفظ خاک و آب اشاره دارد. لذا، پژوهش حاضر باهدف ارزیابی اثربخشی اجرای طرح های آبخیزداری (1397-1376) بر میزان فرسایش خاک و دبی سیلابی حوزه آبخیز چهل خانه برنامه ریزی شده است. فرسایش خاک و دبی سیلابی به ترتیب با استفاده از روش MPSIC و SCS برآورد شد. یافته های پژوهش نشان می دهد اجرای طرح های آبخیزداری منجر به کاهش فرسایش خاک و رسوب (4/30 و 1/80 تن بر هکتار) نسبت به قبل از اجرای عملیات آبخیزداری (6/05 و 2/30 تن بر هکتار) شده است. هم چنین، با افزایش دوره بازگشت سیلاب ها، اثر بخشی طرح های آبخیزداری در مهار سیلاب حوضه و کاهش دبی و حجم سیلاب افزایش می یابد.
کلید واژگان: حوزه آبخیز چهل خانه، خدمات بوم سازگان، دبی سیلابی، طرح های آبخیزداری، فرسایش خاکProper management of water and soil resources in a watershed requires recognition the potential of sediment production and runoff. In addition, every year thousands of tons of fertile soil from different lands of the country are unavailable due to soil erosion, and due to the wastage of water and accumulation in sedimentation areas, causes considerable damage. In this regard, the control of soil erosion and flood refers to the ability of ecosystems to conserve soil and water. Therefore, the current research is planned with the aim of evaluation the effectiveness of implementing watershed projects (1376- 1397) on the amount of soil erosion and flood discharge in Chehlkhaneh watershed. Soil erosion and flood discharge were estimated respectively using the MPSIC SCS method. The results showed that the implementation of watershed projects has led to the reduction of soil erosion and sediment (4.30 and 1.80 ton/h) compared to before the implementation of watershed operations (6.05 and 2.30 ton/h). Also, with the increase of the return period of floods, the effectiveness of watershed projects in controlling of watershed flood and reduction of discharge and flood volume increases.
Keywords: Chelkhaneh watershed, Ecosystem services, Flood discharge, Watershed projects, Soil erosion -
یکی از مهم ترین چالش های زیست محیطی در جهان فرسایش خاک است که دشواری های پرشمار اقتصادی و نبود توسعه ی پایدار را به دنبال دارد. هدف از این پژوهش به کاربردن روش های نوین در پژوهش های خاک شناسی با روی کرد به روزرسانی شرح خدمات در زیرحوزه های زوجی دهگین بود. برای انتخاب جا های نمونه برداری از خاک و خاک رخ ها روش ابر مکعب لاتین مشروط، با اطلاعات محیطی کمکی (مدل رقومی بلندی) برگرفته از نقشه برداری هوایی با پهپاد فانتوم4پرو و مولتی روتر به کار برده شد. نتیجه نشان داد که 2 نوع اصلی زمین شامل تپه و فلات و پادگانه های بالایی در این جا هست. تکامل خاک رخ در منطقه بیش تر در تاثیر از پستی بلندی است، و خاک های واحد تپه ارتباطی مستقیم با جنس مواد مادری و شیب دارد. پایداری خاک دانه در مرتع های درخت دار و منطقه های بافت لومی سیلتی بیش تر بود، زیرا متغیرهای کمکی از ویژگی های مهم و تاثیرگزار در نقشه ی پایداری خاک دانه است. برای مرحله ی ارزیابی نقشه اندازه های RMSE و R2 به ترتیب 0/32 و 0/26 بود. ظرفیت تبادل کاتیونی و نیتروژن خاک در هر دو زیرحوزه ی شاهد و نمونه کم بود، و بیشینه ی اندازه های کربن آلی خاک در زیرحوزه ی نمونه بیش تر از زیرحوزه ی شاهد بود. کاربرد روش های نوین مانند کاربرد پهپاد در تصویربرداری و روش های دقیق نمونه برداری با متغیرهای محیطی در نقشه برداری رقومی خاک به کاهش تعداد نمونه ی خاک و افزایش دقت نقشه های خروجی منجر می شود و نتیجه ی دقیق تری از برآورد اندازه ی فرسایش می دهد، که در مقایسه با روش های پیشین در زمان و هزینه صرفه جویی می شود. بنابراین کاربرد این روش ها در حوزه های هم سان با شرایط طبیعی و اقلیمی منطقه ی پژوهش توصیه می شود.
کلید واژگان: ابر مکعب لاتین، پهپاد، خاک رخ، فتوگرامتری، فرسایش خاکOne of the most critical environmental problems globally is soil erosion, which leads to several problems in the field of economy and sustainable development. This study aims to use new methods in soil science studies of the paired sub-catchments to update service descriptions in Dehgin, Hormozgan Province. For this purpose, to select sampling sites of pedons and soil samples, the conditional Latin Hypercube sampling (cLHS) method was used using environmental covariates (digital elevation model), which derivate from unmanned aerial vehicles (UAV), phantom4 pro, and multirotor. The results showed two main land types in the study area, including hills, plateaus, and high terraces. Soil development in the region is mainly influenced by elevation, and the soils of the hill lands are directly related to the type of parent material and slope percentage. In the areas containing wooded pasture and areas with silt loam texture class, the aggregate stability values are higher, which are auxiliary covariates essential and influential parameters in the aggregate stability map. The RMSE and R2 values are 0.32 and 0.26, respectively, for the evaluation map criteria. The values of cation exchange capacity (CEC) and nitrogen in both control and sample sub-catchments are small and the maximum amounts of soil organic carbon in the sample sub-catchment are higher than in the control sub-catchment. The use of new methods including UAV, accurate sampling methods using high-resolution environmental covariates, and digital soil mapping can reduce the number of soil samples, increase the accuracy of output maps, and provide more accurate erosion estimation results, which has reduced time and cost compared to the old methods.
Keywords: Latin Hypercube Sampling, Pedons, Photogrametry, soil erosion, unmanned aerial vehicles -
مقدمه و هدف
اشکال مختلف فرسایش آبی در بیش تر مناطق ایران مشاهده می شود و هر یک از آن ها نقش و سهم خاصی در تولید رسوب بر عهده دارد. این پژوهش با هدف بررسی اثر ویژگی های زمین شناسی و توپوگرافی در پیدایش اشکال مهم فرسایش آبی در حوزه آبخیز گلیداغ واقع در استان گلستان انجام شده است.
مواد و روش هاابتدا با استفاده از تصاویر گوگل ارث، عکس های هوایی، نقشه ها و بازدیدهای میدانی، اشکال فرسایشی و خصوصیات آن ها در منطقه مشخص شد. جنس زمین، ارتفاع، شیب و جهت دامنه در منطقه به عنوان متغیرهای مستقل و هر یک از اشکال فرسایش آبی شامل فرسایش سطحی، شیاری، آبکندی و بدلند به عنوان متغیرهای وابسته در نظر گرفته شدند. آنگاه لایه های اطلاعاتی متغیرهای مستقل با لایه اشکال فرسایش در محیط ArcGIS همپوشانی شدند و رابطه بین آن ها از طریق توزیع آماری کای دو (κ2) به کمک نرم افزار SPSS به دست آمد.
یافته هاتحلیل همپوشانی نقشه ها بیانگر آن است که اشکال پیشرفته فرسایش آبی شامل فرسایش آبکندی و بدلند در سازند لس و ارتفاعات کم تر از 800 متر غالب بوده و از مقدار مورد انتظار، گسترش بیش تری دارند. هم چنین مساحت این اشکال فرسایش در طبقه شیب 10-0 درصد کمتر است و از شیب 10 درصد به بالا مساحت آنها افزایش می یابد. بررسی اشکال فرسایش در ارتباط با جهت دامنه بیانگر آن است که فرسایش آبکندی و بدلند در دامنه های جنوب غربی و غربی غلبه داشته و از مقدار مورد انتظار بیش تر توسعه پیدا کردند؛ در حالی که، در دامنه های شمالی، شمال شرقی و شمال غربی سطح فاقد فرسایش گسترش دارد. ارتباط بین متغیرهای موردمطالعه با اشکال مختلف فرسایش در منطقه با استفاده از آزمون کای دو نشان داد که بین متغیرهای مورد مطالعه و اشکال فرسایش آبی ارتباط مشخص و معنی دار در سطح 0/01 وجود دارد. شدت رابطه بر اساس ضریب توافق محاسبه شد که بیانگر نقش و اهمیت بیش تر ارتفاع (0/631) و سازندهای زمین شناسی (0/461) در منطقه است.
نتیجه گیریبه وجود آمدن اشکال فرسایش در منطقه مورد بررسی بیش تر وابسته به متغیرهای ارتفاع و سازندهای زمین شناسی هستند و از این متغیرها می توان در انتخاب روش ها و راهکارهای اجرایی مناسب برای مدیریت اشکال فرسایش و کنترل شدت آنها استفاده نمود.
کلید واژگان: آزمون ناپارامتری، حساسیت سازندها، ژئومورفولوژی، فرسایش خاکIntroduction and ObjectiveDifferent forms of water erosion can be observed in many parts of Iran, and the specific role of each factor in sediment delivery can be presented. This research was conducted to investigate the effect of geological formations and topographic features on creating important forms of water erosion in the Golidagh watershed in the Golestan Province.
Material and MethodsAt first, we used the Google Earth images, aerial photos, maps, and field surveys of the area, so that the forms of erosion and their quality were determined. Lithology, elevation, slope, and aspect were selected as independent variables, and each form of water erosion, including sheet erosion, rills, gullies, and badlands, were determined as dependent variables. After, independent variables information layers were overlay with a layer of erosion forms in the ArcGIS and the relationship between them was obtained through Chi-square (ϰ2 ) distribution using SPSS software.
ResultsOverlay analysis of the maps showed that the advanced forms of water erosion, including gully erosion and badlands, are dominant as the loess formations in altitudes less than 800 meters, and were more than expected. Also, an area of all forms of erosion is low at the slope of 0-10 percent and their area increases at the slope of 10 percent and higher. investigation of forms of water erosion in relation with the aspect showed that advanced erosion of the gully and badland had more in southwest area and were more than expected, while the surface lacks erosion predominates in the north, northwest and northeast areas. The relationship between variables with different forms of erosion in the area was determined through the chi-square test. The results showed that the relationship between the studied variables and forms of water erosion in the area is significant at 1%. The intensity of the relationship based on the contingency coefficient indicates the more importance of elevation (0.631) and geological formations (0.461) in the region.
ConclusionThe created forms of erosion are dependent on elevation and lithology in the area, and these variables can be used in selecting appropriate methods and executive strategies for managing forms of erosion and controlling their intensity.
Keywords: Formations Susceptibility, Geomorphology, Nonparametric Test, Soil Erosion -
کشور ایران با قرارگرفتن در محدوده خشک و نیمه خشک جهان و نیز با توجه به شرایط زمین شناسی و پستی و بلندی، دارای محدودیت های متنوع و گسترده ای در منابع خاک و اراضی می باشد. این محدودیت ها با بهره برداری های غیراصولی و فشرده در طی چند دهه گذشته، موجب ایجاد چالش های فراوانی برای این منابع پایه و در نتیجه به خطر افتادن امنیت غذایی و سلامت جامعه شده است. در این مقاله، ضمن بیان مختصر اهمیت و کارکردهای خاک، وضعیت فعلی، و مهم ترین چالش ها و محدودیت های منابع منابع خاک کشور تبیین شده است. بر اساس اطلاعات و داده های موجود، فرسایش آبی و بادی خاک مهم ترین عامل تخریب خاک در ایران است که دارای پیامدهای اقتصادی، اجتماعی و محیطی فراوان و گسترده ای است. فرسایش خاک به شکل های مختلف بادی و آبی در گستره ایران در همه کاربری ها وجود دارد. فرسایش های سطحی اغلب در دیمزارها و مراتع تخریب شده بسیار معمول می باشد. در حالی که فرسایش های عمقی (آبکندی و کناره ای) نقش غالب و اصلی را در تلفات کل خاک و رسوبدهی حوضه ها دارند. کم ترین مقدار متوسط فرسایش خاک براورد شده در کشور، خیلی بیش تر از حدقابل تحمل خاک و توان خاکسازی می باشد. مهم ترین عامل تخریب خاک در اراضی فاریاب، شورشدن خاک است. دست کم بیش از 50 درصد اراضی تحت کشت آبی کشور با مشکل فزاینده شوری مواجه هستند. تغییر کاربری اراضی را شاید بتوان مهم ترین و اضطراری ترین چالش منابع خاک کشور به ویژه اراضی حاصلخیز کشاورزی دانست که دارای پیامدهای منفی اقتصادی، اجتماعی، فرهنگی و امنیتی می باشد. کمبود کربن آلی و کاهش توان تولیدی منابع خاک از محدودیت های مهم کیفیت اراضی کشاورزی می باشد که امنیت و سلامت غذایی کشور را به شدت تهدید می کنند. تخریب منابع خاک کشور، نه تنها کارکرد تولیدی و زیست محیطی آن را تحت تاثیر قرار داده، بلکه ظرفیت اراضی و سرزمین را برای مقابله و سازگاری با تغییر اقلیم، وقوع خشکسالی و سیل نیز به شدت کاهش داده است. وقوع سیلاب های شدید با تواتر بیشتر از دوره بازگشت رخدادهای بارندگی، و نیز خشکسالی های شدیدتر از نشانه های این روند می باشند.کلید واژگان: تخریب خاک، کاهش کربن آلی، تغییر کاربری اراضی، شوری خاک، فرسایش خاکIran, is located in the arid and semi-arid regions of the world, so due to geological and topographic conditions, has various and extensive limitations in soil resources and lands. These restrictions, along with unprincipled and intensive exploitation over the past few decades, have posed many challenges to these resources and thus endangered food security and public health. In this article, while briefly stating the importance and functions of soil, the current situation, and the most important challenges and limitations of soil resources in the country are explained. According to available information and data, soil water and wind erosion is the most important cause of soil degradation in Iran, which has many economic, social and environmental consequences. The lowest soil erosion estimated in the country is much higher than its tolerable (average amount of soil formation). The most important cause of soil degradation in agricultural lands, especially irrigated farms, is soil salinity. At least 50% of the country's irrigated lands are facing an increasing problem of salinity. Land use change can be considered as the most important and urgent challenge of the soil resources, especially fertile lands, which also has negative economic, social, cultural and security consequences. Lack of organic carbon and loss of soil fertility, especially agricultural lands, are important limitations of soil quality that severely threaten food security and health. The degradation of soil resources has not only affected its productive function, but has also drastically reduced the capacity of lands and territories to cope with climate change, drought and floods. Occurrence of floods with a frequency greater than the return period of rainfall events, as well as hydrological and agricultural droughts, more severe than climatic droughts, are signs of this degradation.Keywords: Soil Degradation, Land use change, Soil salinity, soil erosion, Organic carbon
-
سابقه و هدف
تناسب مرتع برای چرای دام با امتیازدهی به معیارهای پوشش گیاهی، منابع آب و فرسایش خاک مورد ارزیابی قرار می گیرد. در این پژوهش تناسب مرتع لار آبسر در استان مازندران برای چرای دام های اهلی و حیات وحش علفخوار چرا کننده از مرتع مورد بررسی قرار گرفت. محققین بسیاری شایستگی مرتع برای چرای گاو، گوسفند، بز و شتر را موردبررسی قرار دادند؛ اما تحقیقات بسیار کمی در خصوص چرای دام برای حیات وحش (در کنار دام های اهلی) انجام شده است. هدف از این پژوهش محاسبه تناسب واقعی مرتع برای چرای دام است تا مدیریت با کارایی بالا و اثربخشی بیشتر روی مرتع متمرکز گردد. کاری که در تحقیقات ذکرشده انجام نشده است.
مواد و روش هاپژوهش حاضر در بخشی از زیر حوزه آبخیز رودخانه هراز، استان مازندران، شهرستان آمل، بخش لاریجان، دهستان لاریجان سفلی، مرتع لار آبسر انجام شد. در تیرماه 1398 نمونه برداری در منطقه معرف تیپ های گیاهی به روش تصادفی سیستماتیک با استقرار دو ترانسکت 100 متری و 10 پلات یک مترمربعی در هر تیپ گیاهی انجام شد؛ تولید گونه های گیاهی قابل چرای دام به روش قطع و توزین اندازه گیری شد. نوع و آمار حیات وحش از اداره محیط زیست مازندران دریافت شد. نوع گیاهان مورداستفاده آن ها نیز با پرسش از چوپانان تعیین گردید. تعیین خوشخوراکی گونه های گیاهی برای حیات وحش با استفاده از منابع مختلف صورت گرفت. ضرایب توصیه شده برای کلاس خوشخوراکی I،> 50/0، برای کلاس II، 30/0 و برای کلاس III، 20/0 در نظر گرفته شد. لیست گونه های گیاهی در هرتیپ نوشته شد و پس از اعمال ضرایب خوشخوراکی، درصد خوشخوراکی برای هر دام در هر تیپ به دست آمد.و مطابق با دستورالعمل فایو (1991) که توسط ارزانی و همکاران اصلاح شده است، امتیازدهی و ارزیابی صورت گرفت. در دستورالعمل فوق الذکر معیارهای پوشش گیاهی، منابع آب و فرسایش خاک موردبررسی قرار گرفتند.
نتایجبا توجه به بررسی لیست گونه های گیاهی مرتع لار آبسر تعداد 76 گونه گیاهی از 24 خانواده شناسایی شد؛ که از این تعداد خانواده Poaceae و Asteraceae به ترتیب با 13 و 12 گونه گیاهی بیشترین فراوانی را به خود اختصاص داده اند. نتایج نشان می دهد خانواده گیاهان گندمیان و کاسنیان در میان سایر گیاهان غالبیت دارند. این گیاهان برای دام حایز اهمیت هستند (35)؛ و بخش زیادی از خوراک دام را تامین می نمایند (10). نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد پس از خانواده گندمیان و کاسنی، خانواده های نعناییان و بقولات در مرتع فراوان اند. نتایج نشان داد تناسب تیپ های گیاهی مختلف برای چرای دام متفاوت است و عامل کاهش دهنده تناسب چرا (دام اهلی و حیات وحش) شیب است. تیپ گیاهی 7 برای چرای انواع دام ها خوب است و تیپ گیاهی 2 (Fe.ov-On.co) برای چرای گوسفند و برای سایر انواع دام متوسط است.
نتیجه گیریبا توجه به نتایج حاصل از این تحقیق، به نظر می رسد مرتع لار آبسر تناسب لازم را برای چرای دام های اهلی و حیات وحش دارد. حیات وحش چرا کننده از مرتع تنها به بز و کل وحشی و قوچ و میش وحشی محدود نمی شود؛ بلکه حیوانات دیگری نظیر گوزن، آهو و غیره نیز ممکن است در مراتع چرا کنند.. نزدیک بودن نتایج تناسب مرتع برای چرای دام های اهلی و حیات وحش نشان از این دارد که گونه های گیاهی مورد علاقه هر دو دسته تقریبا مشابه اند و عاملی که سبب بروز تفاوت می شود شیب است که یک عامل توپوگرافی و محیطی است. لذا می توان چنین نتیجه گیری کرد که چرای دام های اهلی و حیات وحش با هم امکان پذیر است و مدیریت می تواند با طبقه بندی شیب مرتع یک برنامه ریزی صحیح با راندمان بالا را ارایه دهد.
کلید واژگان: پوشش گیاهی، شیب، فرسایش خاک، منابع آبBackground and objectivesRangeland suitability for livestock grazing is assessed by scoring criteria for vegetation, water resources and soil erosion. In this study, the suitability of Lar Absar rangeland in Mazandaran province for grazing domestic animals and herbivorous wildlife grazing from the rangeland was investigated. Many researchers have examined pasture suitability for grazing cattle, sheep, goats, and camels; But very little research has been done on grazing for wildlife (along with livestock). The purpose of this study is to calculate the actual rangeland suitability for livestock grazing so that high efficiency and more effective management can focus on the rangeland. This has not been done in the research mentioned.
MethodologyThe present study was conducted in a part of Haraz river basin, Mazandaran province, Amol city, Larijan section, Lower Larijan village, Lar Absar rangeland. In July 1398, sampling was carried out in the area representing plant types in a systematic random method with the establishment of two 100-meter transects and 10 plots of one square meter in each plant type; Production of grazable plant species was measured by cutting and weighing. Type and statistics of wildlife were received from Mazandaran Environment Department. The type of plants used was also determined by asking the shepherds. Plant species palatability was determined for wildlife using different sources. The recommended coefficients for appetizer class I were> 0.50, for class II was 0.30 and for class III was 0.20. The list of plant species was written in each type and after applying the coefficient of palatability, the percentage of palatability was obtained for each animal in each type. In the above-mentioned guidelines, vegetation criteria, water resources and soil erosion were examined.
ResultsAccording to the list of plant species in Lar Absar rangeland, 76 plant species from 24 families were identified; Of these, Poaceae and Asteraceae families with 13 and 12 plant species, respectively, have the highest abundance. The results show that wheatgrass and chicory families are predominant among other plants. These plants are important for livestock (35); And provide a large portion of livestock feed (10). The results of this study showed that after the wheat and chicory families, the mint and legume families are abundant in the rangeland. The results showed that the suitability of different plant types for livestock grazing is different and the factor that reduces grazing suitability (domestic livestock and wildlife) is the slope. Plant type 7 is good for grazing livestock and plant type 2 (Fe.ov-On.co) is good for grazing sheep and for other types of livestock.
ConclusionAccording to the results of this study, it seems that Lar Absar rangeland is suitable for grazing domestic animals and wildlife. Pasture grazing wildlife is not limited to wild goats and whole rams and wild ewes; Other animals, such as deer, deer, etc., may also graze in the pastures. The difference is the slope, which is a topographical and environmental factor. Therefore, it can be concluded that grazing of livestock and wildlife is possible together and management can provide a correct planning with high efficiency by classifying pasture slope.
Keywords: Slope, Soil erosion, Vegetation, Water resources -
فرسایش تشدید شده ی خاک و تولید رسوب زیاد از دشواری های مهم در بسیاری از منطقه های ایران است. شناسایی فراگیر منطقه های بحرانی برای کاهش دادن اثر بد آن با کنش های حفاظت خاک و آبخیزداری، ضرورت دارد. با توجه به نبود ایستگاه اندازه گیری در خروجی آبخیزهای کوچک، مدل های تجربی ابزار مناسبی برای برآورد کردن فرسایش خاک و رسوب دهی است. یکی از روش های متداول در ایران مدل توان فرسایش است. هدف اصلی این تحقیق تطبیق دادن شرایط نرم افزار با طبیعت و جمع بندی نتیجه ی به دست آمده در منطقه های برگزیده ی کشور است. 63 آبخیز در نه استان که پژوهش رسوب دهی در آن انجام شده بود برای مقایسه با مقدار برآوردشده انتخاب شد. برای محاسبه ی رسوب دهی آبخیز ها، لایه های اطلاعاتی لازم برای مدل توان فرسایش بررسی، و امتیاز داده شد. مقایسه ی نتیجه ها نشان داد که در بیش تر زیرآبخیزها برآورد های مدل (0/19 تا 9/71 تن بر کیلومتر مربع در سال) کم تر از مقدار رسوب اندازه گیری شده ی آبگیرها (0/44 تا 459/64 تن بر کیلومتر مربع در سال) است. واسنجی مدل با اصلاح ضریب های جدول های مدل توان فرسایش در قالب دو حالت ممکن کل آبخیزها و پس از تقسیم به سه منطقه ی جغرافیایی انجام شد، که سبب بهبود فراوان برآوردها شد. ضریب کارآیی نش-ساتکلیف برای همه ی آبخیز ها 0/66، و برای منطقه های مرکزی، زاگرس، و شمال شرقی به ترتیب 0/68، 0/5 و 0/89 به دست آمد. به همین دلیل توصیه می شود که مدل توان فرسایش اولیه به کار برده نشود، و از مدل با ضریب اصلاح شده بهره برده شود.کلید واژگان: بند کوتاه، رسوب دهی، فرسایش خاک، مدل توان فرسایش، واسنجیAccelerated soil erosion and high sediment production are important issues in many parts of Iran. The identification of high erosion risk regions is necessary for the planning of soil and water conservation measures in order to reduce erosion damages. Empirical models are required for estimating soil erosion and sediment yield in the absence of gauged small watersheds. The Erosion Potential Method (EPM), originally developed in Croatia, is a popular erosion estimating model in Iran; however, its efficiency across the country has not been thoroughly assessed. Therefore, a calibration study was carried out by comparison between the model the estimated and measured sediment yields through sediment survey for 63 reservoirs at the outlet of small catchments in the Semnan, Markazi, Isfahan, Chaharmahal va Bakhtiari, West Azarbaijan, Lorestan, Fars, Golestan, and the Khorasan Razavi Provinces. All required maps and information of the study basins for estimating the EPM sediment yield were produced via field survey as well as data analysis. Comparison of the results showed that in most cases, the model estimates (0.19 to 9.71 tons per square kilometer per year) are lower than the measured sediment yields at the reservoir inlets (0.44 to 459.64 tons per square kilometer per year). Thus, we calibrated the EPM by modifying its original tables and evaluated the results using the Nash‐Sutcliffe efficiency coefficient in two scenarios, a, all basins, and b, after dividing into three geographical zones, which significantly improved the estimates. The Nash ‐ Sutcliffe efficiency coefficient for scenario a was 0.66, and 0.68, 0.50 and 0.89 for the Central, Zagros, and Northeast zones, for scenario b respectively. Based on the results, it is strongly recommended to use the modified EPM instead of the original model.Keywords: Calibration, EPM model, sediment yield, small dam, soil erosion
-
بارش اسیدی یکی از عوارض زندگی صنعتی است که از نظر جغرافیایی در سال های اخیر گسترش وسیعی پیدا کرده و مورد توجه بسیاری از محققین قرار گرفته است . این بارش ها اثرات قابل توجهی بر اکوسیستم های مختلف کره زمین دارند. در این تحقیق به منظور بررسی حساسیت به رواناب و تولید رسوب نهشته های سازند گچساران به بارش اسیدی و تغییر غلظت آن، بخشی از حوزه آبخیزکوه گچ در شهرستان ایذه با مساحت 1202 هکتار انتخاب گردید. این تحقیق به منظور تعیین رواناب و رسوب تولیدی در 8 نقطه و با 3 بار تکرار در سازند گچساران در شدت های مختلف 1 و 25/1 میلیمتر در دقیقه و در غلظت های آب مقطر و اسیدیته 4 و 5 در چهار جهت شمالی، جنوبی، شرقی و غربی به کمک دستگاه باران ساز کامفورست انجام شد. به منظور انجام و تحلیل های آماری از نرم افزارهای SPSS و EXCEL استفاده گردید. بیشترین میزان رواناب و رسوب در سازند گچساران در شدت های 1 و 25/1 میلی متر در دقیقه مربوط به بارش با اسیدیته 4 می باشد. بارش با اسیدیته 5 نیز رواناب و رسوب بیشتری نسبت به بارش با آب مقطر نشان داد. نفوذ پذیری نیز در غلظت های مختلف بارش اختلاف معنی داری را نشان داد. بیشترین حساسیت به فرسایش و تولید رسوب به بارش اسیدی را نیز دامنه های شرقی از خود نشان دادند.
کلید واژگان: فرسایش خاک، باران اسیدی، سازند گچساران، باران ساز کامفورستAcidic rainfall is one of the complications of industry life that a point of view geographically in recent years spread widely and the attention of many researchers has been found. These rains have significant effects on the different ecosystems of earth. In this study, in order to investigate the sensitivity of erosion and sediment yield of Gachsaran Formation to acidic rainfall and its density change, parts of the Kuhe Gach watershed area in Izeh Township are selected with the area of 1202 hectares. This investigation in order to determine productivity runoff and sediment in 8 points and with 3 replicates in Gachsaran formation in different intensities 1, 1/25 mm in min and in the intensities of distilled water and 4, 5 acidic water in four aspects of northern, southern, eastern, western with using kamphorst rain simulator was done. In order to analyze statistical was used SPSS and EXCEL packages. The highest of runoff and sediment rates in Gachsaran formation in 1, 1/25 mm in min are related to 4 acidic rainfalls. The rainfall of 5 acidic also runoff and sediment are more than the rain of distilled water. The infiltration rates in rainfall different intensities also showed a significant difference.
Keywords: Soil erosion, Acidic rainfall, Gachsaran formation, Kamphorst rain simulator
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.