فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه و هدف: شناخت عوامل مختلف بر خصوصیات منحنی رطوبتی و پایداری خاک‌دانه‌ها می‌تواند در درک بهتر پتانسیل‌های محیطی و مدیریت عرصه‌های طبیعی نقش مهمی داشته باشد. منحنی مشخصه رطوبتی خاک، تغییرات رطوبت در مکشهای مختلف خاک را نشان میدهد. همچنین پایداری خاک‌دانه‌ها نیز شاخص دقیقی برای ارزیابی کیفیت خاک در برنامه‌ریزی استفاده بهینه از عرصه های طبیعی و زراعی است. در بیشتر تحقیقات انجام شده این دو مشخصه در خاک‌های زراعی مورد بررسی قرار گرفته است، در تحقیق حاضر با توجه به تأثیر خصوصیات منحنی رطوبتی و پایداری خاک‌دانه ها بر وضعیت پوشش گیاهی طبیعی و همچنین تأثیر بر نفوذپذیری، ظهور رواناب و فرسایش خاک سعی برآن است که برخی عوامل مؤثر بر دو مشخصه مذکور مورد بررسی قرار گیرد. جنس سنگ بستر و وضعیت توپوگرافی زمین عواملی هستند که می‌توانند تأثیر قابل توجهی بر ویژگی های منحنی رطوبتی خاک و پایداری خاک‌دانه‌ها داشته باشند. ترکیب کانیشناسی، بافت و ساختار سنگ مادر، تأثیر مستقیمی بر توانایی خاک در نگهداری و جذب آب، نفوذپذیری و خصوصیات منحنی رطوبتی دارد. وضعیت توپوگرافی نیز به دلیل تأثیر بر فرآیندهای هیدرولوژیکی و میکروکلیما، نقش مهمی در توزیع و نگهداری رطوبت خاک ایفا میکند. علاوه بر این، توپوگرافی بر فرآیندهای تشکیل خاک و نوع پوشش گیاهی مؤثر است که این عوامل نیز به نوبه خود بر خصوصیات رطوبتی و پایداری خاک‌دانه‌ها تأثیر گذارند.مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در استان خراسان رضوی و شهرستان‌های مشهد، تربت حیدریه، سرخس و چناران قرار دارد. در این تحقیق هفت جنس سنگ مارن، آهک (در دو دوران سنوزوئیک و مزوزوئیک)، افیولیت، شیل، گرانیت و ماسه سنگ از سنگ های نسبتاً خالص استان خراسان رضوی با استفاده از نقشه‌های زمین شناسی 1:100000 سازمان زمین شناسی کشور انتخاب شدند. برای تعیین عامل خصوصیات توپوگرافی از شاخص رطوبت توپوگرافی استفاده شد که این شاخص در دو کلاس مثبت و منفی مورد بررسی قرار گرفت. شاخص رطوبت توپوگرافی، گرایش آب به جمع شدن را در هر نقطه از زیرحوضه و تمایل نیروهای گرانشی را به انتقال آب به پایین‌دست توصیف می‌کند. شاخص رطوبت توپوگرافی از ترکیب مساحت حوضه بالادست و شیب به دست می‌آید و تعیینکننده تأثیر توپوگرافی بر روی میزان سطوح اشباع جهت تولید روانآب است. بر این اساس و با توجه به بررسی هفت جنس سنگ، در مجموع ۱۴ تیمار مختلف وجود دارد که با احتساب سه تکرار برای هر تیمار در مجموع ۴۲ نمونه از عمق ۰-۲۰ سانتی‌متری با استفاده از استوانه نمونه گیر برداشت شد و برای تهیه منحنی رطوبتی خاک و تعیین شاخص‌های پایداری ساختمان خاک جهت اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک آماده‌سازی گردید. برای تهیه منحنی رطوبتی خاک نمونه‌های مورد نظر از دستگاه صفحات فشاری استفاده شد و مقدار رطوبت در مکش‌های ماتریک اشباع، ۱۰، ۳۰، ۵۰، ۱۰۰، ۳۰۰، ۵۰۰، ۱۰۰۰ و ۱۵۰۰ کیلوپاسکال تعیین شدند. شاخص‌های متعددی برای ارزیابی پایداری خاک‌دانه‌ها استفاده شده است، از جمله این شاخص‌ها می‌توان به میانگین وزنی قطر خاک‌دانهها در دو حالت الک خشک و تر، شاخص پایداری خاک‌دانه‌ها و درصد تخریب خاک‌دانهها اشاره نمود.یافته‌ها: با توجه به نتایج حاصل از منحنی‌های رطوبتی خاک بیشترین نگهداشت رطوبت مربوط به بافت‌ متوسط (لومی) و کمترین مربوط به بافت‌ سبک (شنی لومی) است. تغییرات شیب منحنی در خاک های متوسط تدریجی است ولی در خاک‌های سبک به دلیل وجود خلل و فرج درشت ناگهانی است. همچنین نتایج نشان داد که خاک‌های حاصل از سنگ بستر شیل دارای بیشترین مقدار درصد رطوبت وزنی در مکش‌های مختلف است به گونه ای که در مکش 10 کیلوپاسکال بیش از 50 درصد رطوبت را نگه می دارد. بعد از آن نیز مارن، آهک ژوراسیک، آهک پالئوژن بیشترین مقدار درصد رطوبت وزنی در مکش‌های مختلف را از خود نشان می‌دهند و سنگ بستر ماسه‌سنگ تنها با نگهداشت 20 درصد رطوبت در مکش 10 کیلوپاسکال کمترین مقدار درصد رطوبت وزنی در مکش‌های مختلف را نشان می‌دهند. مقدار رطوبت اشباع در دو جنس سنگ شیل و مارن به ترتیب بیشترین مقدار و در هر دو بیشتر از ۵۰ درصد می‌باشد. بعد از آن جنس سنگ‌های آهک ژوراسیک چناران و آهک پالئوژن سرخس و افیولیت دارای بیشترین مقدار رطوبت اشباع می‌باشند. دو جنس سنگ گرانیت و ماسه‌سنگ با کمتر از 30 درصد، کمترین مقدار رطوبت اشباع را به خود اختصاص دادند. همچنین هر چه بافت خاک به سمت مرکز مثلث بافت خاک و تاحدودی متمایل به سیلت باشد از نظر ویژگی‌های منحنی رطوبتی دارای رطوبت اشباع و ظرفیت زراعی بالاتری است که نمونه آن در جنس سنگ‌های مارن و شیل مشهود است. جنس سنگ افیولیت و ماسه‌سنگ با بیش از یک میلیمتر دارای میانگین وزنی قطر خاکدانه‌های بیشتری نسبت به بقیه جنس سنگ‌ها هستند. که نشان‌دهنده این است که درصد سیلت در خاک رابطه معکوسی با میانگین وزنی قطر خاکدانه دارد. بدیهی است که میانگین وزنی قطر خاک‌دانه‌ها در حالت خشک بیشتر از حالت تر باشد ولی در جنس سنگ آهک ژوراسیک چناران تخریب خاک‌دانه‌ها بیش از 80 درصد بود که نشان دهنده پاشیده شدن بیشتر خاک‌دانه‌های این جنس سنگ نسبت به دیگر خاک‌ها می باشد. رس و سیلت بیش از ۶۰ درصد در خاک‌هایی با جنس سنگ‌ آهک پالئوژن سرخس، آهک ژوراسیک چناران، مارن و شیل باعث شده است که درصد پایداری خاک‌دانه این جنس سنگ‌ها به کمتر از ۱۰ درصد برسد.نتیجه گیری: تفاوت در جنس سنگ می‌تواند سبب بروز تفاوت‌های معنی داری در خصوصیات منحنی رطوبتی و شاخص های پایداری ساختمان حاصل از آن‌ها گردد. همچنین همبستگی معنی داری بین خصوصیات منحنی رطوبتی خاک و شاخص‌های پایداری خاک‌دانه‌ها در جنس سنگ‌های مختلف مشاهده شد. از سویی دیگر یررسی جنس سنگ آهک در دوران‌های دوم و سوم زمین شناسی جهت تعیین نقش سن در متغیرهای مورد بررسی نشان داد که تفاوت معنی داری در شاخص‌های مورد بررسی با تغییر سن وجود ندارد. از بین خصوصیات شیمیایی خاک، ماده آلی و از بین خصوصیات فیزیکی خاک بافت نقش زیادی در منحنی رطوبتی و شاخص‌های پایداری خاک‌دانه‌ها نشان دادند. در نهایت در اغلب متغیرهای مورد بررسی از خصوصیات منحنی رطوبتی و شاخص‌های پایداری ساختمان خاک در رطوبت توپوگرافی مثبت و منفی تفاوت معنی دار مشاهده نشد که این موضوع بیانگر عدم تأثیر این عامل در شاخص‌های مورد بررسی است.