فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

مقدمه خاک یکی از مهم‌ترین عوامل تولید است که در زندگی انسان تأثیر زیادی دارد. با این وجود، امروزه فرسایش خاک یکی از مهمترین مشکلات محیطی است که تهدیدی برای منابع طبیعی، کشاورزی و محیط زیست به شمار می­رود (Rahman et al, 2009). بنابراین مطالعه پارامترهای فیزیکوشیمیایی خاک به منظور حفظ خاک و جلوگیری از فرسایش آن دارای اهمیت زیادی است. مخروط افکنه­ها مکان­های مناسبی برای استقرار سکونتگاه­های انسانی (Waters and Field, 1986; Maghsoudi et al, 2014)، تغذیه آب­های زیرزمینی (Houston, 2002; Blainey and Pelletier, 2008)، استخراج سنگدانه­ها (Fookes et al, 2007; Bahrami et al, 2015)، تشکیل خاک (Norton et al, 2007; Bahrami and Ghahraman, 2019)، کشاورزی (Field, 1992; Rahaman, 2016) و دیگر فعالیت­های انسانی هستند. تکامل مخروط افکنه­ها تحت­تاثیر عوامل مختلفی مانند تکتونیک، اقلیم، تغییر سطح اساس، ویژگی­های مورفومتری و زمین­شناسی حوضه­های آبخیز قرار دارد (Beaumont, 1972; Waters and Field, 1986; Blair and Mcpherson, 1998; Crosa et al, 2004; Arzani, 2005; Bahrami, 2013, Arzani and Jones, 2018; Goswami, 2018; Özpolat et al, 2022; Peng et al, 2024; Ghahraman and Nagy, 2024). مخروط افکنه­ها به عنوان یکی از مهمترین لندفرم­های مناطق خشک و نیمه خشک، دارای تنوع زیادی از نظر تکامل و مورفومتری هستند. هر مخروط افکنه ممکن است از سطوحی با سن مختلف (جوان، قدیمی و فسیل) تشکیل شده باشد. تفاوت در سن نسبی سطوح مختلف مخروط افکنه می­تواند باعث تفاوت در فرایندهای ژئومورفولوژی، مورفومتری، و بنابراین در تکامل و ویژگی­های خاک آنها شود. هدف این تحقیق ارزیابی ویژگی­های کمی خاک در سطوح مختلف، موقعیت­های مختلف و در لندفرم­های مختلف تشکیل شده در سطح مخروط افکنه شمال غرب امیریه در دامغان است. منطقه مورد مطالعه در جنوب واحد زمین ساختی البرز و در شمال زون ایران مرکزی قرار دارد. پلایای دامغان در جنوب شرق منطقه مورد مطالعه قرار دارد. مواد و روش­ها ابتدا بر اساس شاخص­های میزان هوازدگی، مورفولوژی سطح مخروط افکنه، الگوی زهکشی و تن رنگ در تصاویر ماهواره­ای (Field, 1994; Bahrami and Bahrami, 2011) و همچنین مطالعات میدانی، مخروط افکنه مورد مطالعه به سه سطح فسیل، قدیمی و جدید تفکیک شد. با توجه به اینکه بیشترین تجمع ریشه گیاهان و مواد آلی خاک در عمق کمتر از 30 سانتیمتری است، در این تحقیق 24 نمونه خاک از عمق 0 تا 30 سانتیمتری سطح مخروط افکنه جمع­آوری شد. نمونه­ها از موقعیت­ها (بالادست و پائین دست)، سطوح (فسیل، قدیمی و جدید)، و لندفرم­های سطح جدید (پشته و کانال)، و سطوح فسیل و قدیمی (میاناب و کانال) برداشت شدند. انتخاب کادرهای نمونه­برداری در بالادست و پائین دست سطوح مختلف به صورت تصادفی انجام شد. نمونه­برداری از لندفرم­ها (میاناب و کانال در سطوح فسیل و قدیمی، و پشته و کانال در سطح جدید) به صورت انتخابی انجام شد. از هر سطح مخروط افکنه (فسیل، قدیمی و جدید)، 8 نمونه نمونه خاک (4 نمونه از بالادست و 4 نمونه از پائین دست) برداشت شد. در هر موقعیت (بالادست و پائین دست) سطوح  فسیل و قدیمی، دو نمونه خاک از میاناب­ها و دو نمونه از کانال­ها برداشت شد. همچنین در هر موقعیت سطح جدید نیز دو نمونه خاک از پشته­ها و دو نمونه از کانال­ها برداشت شد. بعد از انتقال نمونه­ها به آزمایشگاه، پارامترهای درصد رس، درصد سیلت، درصد ماسه، کربن آلی، Ph، و هدایت هیدرولیکی خاک محاسبه شد. بافت خاک بر اساس روش هیدرومتر انجام شد (Kroetsch and Wang 2008). محاسبه کربن آلی خاک بر اساس روش تیتراسیون والکی بلک (Walkley and Black, 1934) انجام شد. اندازه‌گیری اسیدیته خاک با استفاده از دستگاه Ph متر انجام شد. در این مطالعه، هدایت هیدرولیکی خاک (K) بر اساس رابطه 1) روش ساکستون (Saxton et al, 1986) انجام شد: رابطه 1)         در این رابطه K هدایت هیدرولیکی غیر اشباع (متر در ثانیه) و θ مقدار رطوبت (متر مکعب بر متر مکعب) است که بر اساس روش زیر محاسبه می­شود: رابطه 2)    جهت مقایسه میانگین پارامترهای مربوط به خاک در موقعیت­ها (بالادست و پائین دست)، لندفرم­های سطح قدیمی (میاناب و کانال)، و لندفرم­های سطح جدید (پشته و کانال) از آزمون T استفاده شد. جهت مقایسه میانگین پارامترهای مربوط به خاک در سطوح مختلف (قدیمی، فسیل و جدید)، از آزمون ANOVA استفاده شد.   نتایج و بحث مخروط افکنه مورد مطالعه از سه سطح فسیل، قدیمی و جدید تشکیل شده است که هرکدام از سطوح از نظر اشکال ژئومورفولوژیکی، متفاوت هستند. سطح فسیل و قدیمی از کانال­های شبکه درختی تشکیل شده است. با این وجود کانال­های سطح قدیمی دارای عمق کمتری نسبت به کانال­های سطح فسیل هستند، که این موضوع بیانگر فرسایش کمتر و سن نسبی کمتر سطح قدیمی در مقایسه با سطح فسیل مخروط افکنه است. الگوی زهکشی در سطح جدید به صورت الگوی شریانی است. سطح جدید دارای مورفولوژی نسبتاً هموار است در حالی که سطوح فسیل و قدیمی دارای مورفولوژی ناهموار و برش یافته می­باشند. مشاهدات میدانی نشان داد که رسوبات سطح جدید فاقد ورنی صحرا و آثار هوازدگی هستند در حالی که رسوبات سطح فسیل و قدیمی دچار هوازدگی شده­اند. نتایج نشان می­دهد که درصد ماسه از 36 درصد (نمونه شماره 12 در پائین دست سطح فسیل) تا 96 درصد (نمونه شماره 11 در پائین دست سطح فسیل) در سطح مخروط افکنه مورد مطالعه متغیر است. حداکثر مقدار Ph (27/9) مربوط به نمونه شماره 8 در پائین دست سطح جدید و حداقل مقدار Ph (7) مربوط به نمونه شماره 17 در بالادست سطح فسیل مخروط افکنه است. مقدار کربن آلی خاک در تمام نمونه­ها زیر 1 درصد است و  از 07/0 درصد (نمونه شماره 13 در بالادست سطح قدیمی) تا 74/0 درصد (نمونه شماره 20 در بالادست سطح فسیل) متغیر است. مقدار پارامتر هدایت هیدرولیکی خاک (K) از 22/1 (نمونه شماره 15 در بالادست سطح قدیمی) تا 71/13 سانتیمتر در ساعت (نمونه شماره 11 در پائین دست سطح فسیل) متغیر است. داده­ها نشان می­دهد که بافت رسوبات در بالادست مخروط افکنه مقداری درشت تر از پائین دست مخروط افکنه است. این وضعیت عموما به دلیل کاهش شیب و پخش جریان و در نتیجه کاهش سرعت جریان است که باعث می­شود رسوبات درشت در بالادست و رسوبات ریز در پائین دست ته­نشین شوند. با وجود بافت درشت­تر  رسوبات در بالادست، مقدار میانگین هدایت هیدرولیکی در بالادست و پائین دست مخروط افکنه تفاوت معنی­داری ندارد. با وجود اینکه مطالعات قبلی نشان داده­اند که خاک لندفرم­های تراکمی در مناطق پائین دست اغلب دارای کربن آلی بیشتری نسبت به خاک لندفرم­های فرسایشی مناطق بالادست است (Vanden Bygaart et al, 2015; Xiao et al, 2015)، داده­های این تحقیق نشان می­دهد مقدار کربن آلی خاک در پائین دست مخروط افکنه مورد مطالعه کمتر از بالادست آن است. مقدار کمتر کربن آلی خاک در پائین دست مخروط افکنه را می­توان به رطوبت بیشتر و بنابراین فعالیت­های میکروبی بیشتر خاک­های پائین دست مخروط افکنه نسبت داد به طوریکه این فعالیت­ها می­توانند باعث تجزیه بیشتر کربن آلی خاک و کاهش آن شوند (Mohseni et al, 2019). نتایج نشان می­دهد که کانال­های تشکیل شده در سطوح فسیل و قدیمی مخروط افکنه، دارای بافت بسیار درشت­تری از میاناب­ها هست. همچنین بافت خاک در کانال­های سطح جدید نسبت به پشته­ها درشت­تر است. مقدار میانگین Ph در پائین دست کمتر از بالادست مخروط افکنه است که بیانگر خاک­های قلیایی تر در پائین دست مخروط افکنه است. وجود خاک­های قلیایی تر در پائین دست مخروط افکنه را می­توان به بافت ریزتر خاک در این مناطق و آبشویی کمتر آن نسبت داد. مقدار بیشتر کربن آلی خاک در کانال­ها نسبت به میاناب­های سطوح قدیمی و فسیل را می­توان به پوشش گیاهی متراکم تر کانال­ها نسبت داد. نتایج آزمون آنوا نشان می­دهد که مقدار میانگین هدایت هیدرولیکی خاک در سه سطح قدیم، جدید و فسیل دارای تفاوت معنی­داری نیست. مقدار هدایت هیدرولیکی خاک در بالا دست و پایین دست مخروط افکنه به هم نزدیک هستند و اختلاف قابل توجهی ندارند. بررسی آزمون T نشان داد که میانگین هدایت هیدرولیکی خاک در پشته­ها و کانال­های سطح جدید مخروط افکنه دارای تفاوت معنی­داری است و این موضوع نشان می­دهد که میکرولندفرم های پشته و کانال در تفاوت هدایت هیدرولیکی خاک نقش اساسی داشته­اند. نتایج آزمون T همچنین نشان داد که میانگین پارامتر هدایت هیدرولیکی خاک در میاناب­ها و کانال­ها (در سطوح فسیل و قدیمی مخروط افکنه) دارای تفاوت معنی­داری است و این موضوع نشان می­دهد که میکرولندفرم های میاناب و کانال در تفاوت هدایت هیدرولیکی خاک نقش اساسی داشته­اند. بررسی رابطه بین پارامترها (ضریب همبستگی پیرسون) نشان می­دهد که بین Ph و ارتفاع رابطه منفی معنی­داری وجود دارد. بین کربن آلی خاک و ارتفاع رابطه مثبت قوی وجود دارد. هدایت هیدرولیکی با درصد ماسه رابطه مثبت معنی­دار دارد، در حالی که با درصد سیلت و رس رابطه منفی معنی­داری دارد. نتیجه­گیری مخروط افکنه مورد مطالعه در شمال غرب امیریه دارای سه سطح فسیل، قدیمی و جدید است و مورفولوژی و فرایندهای ژئومورفولوژی هرکدام از سطوح مذکور متفاوت است. وجود فرایندها و لندفرم­های ژئومورفولوژی متفاوت در سطوح مختلف و در موقعیت­های مختلف (بالادست و پائین دست) مخروط افکنه باعث تفاوت در ویژگی­های فیزیکوشیمیایی خاک در بخش­های مختلف مخروط افکنه می­شود. نتایج بیانگر آن است که مقدار هدایت هیدرولیکی خاک در سطح قدیمی کمتر از سطوح جدید و فسیل است. پائین بودن مقدار هدایت هیدرولیکی خاک سطح قدیمی را می­توان به ثبات بیشتر سطح قدیمی، هوازدگی و افزایش مقدار رس در خاک نسبت داد که باعث کاهش نفوذپذیری و هدایت هیدرولیکی در آن شده است. مقادیر پارامترهای بافت و هدایت هیدرولیکی خاک در لندفرم­ها (میاناب در مقایسه با کانال و پشته در مقایسه با کانال) دارای تفاوت معنی­دار آماری است. این موضوع نشان می­دهد که میکرولندفرم های مذکور نقش مهمی در تفاوت هدایت هیدرولیکی خاک ایفا کرده­اند. با توجه به اینکه درک بهتر ویژگی­های فیزیکوشیمیایی خاک نقش مهمی در مدیریت و حفظ خاک و پوشش گیاهی دارد، پیشنهاد می­شود برنامه ریزان و مدیران تفاوت پارامترهای کمی خاک در لندفرم­های مختلف، موقعیت­های مختلف، و سطوح مختلف مخروط افکنه ها را مد نظر قرار دهند.