بررسي ارتباط خصوصيات فيزيکوشيميايي خاک بر فرسايش پذيري ذاتي بادي خاک در دشت تبريز با استفاده از تونل باد

نویسندگان

1 دانشجوي دکتري، گروه علوم خاک، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

2 استاد گروه علوم خاک، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

3 دانشيار گروه علوم خاک، دانشکده کشاورزي، دانشگاه تبريز، تبريز، ايران.

4 استاديار گروه علوم باغباني، واحد علوم و تحقيقات، دانشگاه آزاد اسلامي، تهران، ايران.

doi
چکیده

زمينه و هدف: فرسايش بادي از مهم‌ترين تهديدهاي محيط‌زيستي در مناطق خشک و نيمه‌خشک جهان محسوب مي‌شود. شناخت عوامل مؤثر بر فرسايش‌پذيري خاک نقش کليدي در مديريت منابع و مدل‌سازي فرسايش دارد. پژوهش حاضر با هدف بررسي ارتباط ويژگي‌هاي فيزيکي و شيميايي خاک با فرسايش‌پذيري ذاتي بادي و ارائه شاخص مناسب براي مدل‌سازي در منطقه خشک دشت تبريز انجام شد. روش پژوهش: در اين مطالعه، ۱۱۷ نمونه خاک از عمق ۰ تا ۵ سانتي‌متري در محدوده‌اي به وسعت ۴۱۴ هزار هکتار از دشت تبريز با روش تصادفي-نظارتي برداشت شد. ويژگي‌هاي فيزيکي شامل درصد رس، سيلت و شن، کلاس بافت خاک و ميانگين قطر وزني خاکدانه‌ها در حالت خشک (MWDdry) و ويژگي‌هاي شيميايي شامل کربن آلي (OC)، هدايت الکتريکي عصاره اشباع (ECe)، کربنات کلسيم معادل (CCE) و نسبت جذب سديم (SAR) اندازه‌گيري گرديد. فرسايش‌پذيري ذاتي بادي با استفاده از تونل باد در پنج سرعت مختلف تعيين و مقدار آن از شيب رابطه شدت فرسايش و سرعت باد محاسبه شد. همچنين شاخص جزء فرسايش‌پذير خاک (EF؛ ذرات کوچک‌تر از 85/0 ميلي‌متر) از طريق الک خشک اندازه‌گيري شد. روابط بين متغيرها با استفاده از ضريب همبستگي پيرسون و مدل‌هاي رگرسيوني تحليل گرديد. يافته‌ها: نتايج نشان داد فرسايش‌پذيري ذاتي خاک در منطقه مورد مطالعه دامنه تغييرات گسترده‌اي داشته و به‌طور معني‌داري تحت تأثير ويژگي‌هاي فيزيکي خاک قرار دارد. درصد رس، شن و ميانگين قطر وزني خاکدانه‌ها همبستگي معني‌داري با شاخص فرسايش‌پذيري نشان دادند. رابطه رس با فرسايش‌پذيري رفتار دوگانه داشت؛ به‌طوري‌که در مقادير کمتر از ۳۰ درصد، افزايش رس موجب کاهش فرسايش‌پذيري شد، اما در مقادير بالاتر، به‌ويژه در خاک‌هاي با SAR زياد، افزايش رس با تشديد فرسايش همراه بود. درصد شن نيز رابطه چندجمله‌اي با فرسايش‌پذيري نشان داد و در مقادير بالا موجب افزايش حساسيت خاک به باد گرديد، در حالي که افزايش سيلت عموماً با کاهش فرسايش‌پذيري همراه بود. ميانگين قطر وزني خاکدانه‌ها رابطه معکوس و معناداري با فرسايش‌پذيري داشت (حدود 49 درصد تبيين تغييرات)، به‌طوري‌که افزايش پايداري و اندازه خاکدانه‌ها باعث کاهش چشمگير حساسيت خاک به فرسايش شد. در ميان تمامي متغيرها، شاخص EF قوي‌ترين رابطه را با فرسايش‌پذيري نشان داد (R²=0.89) و به‌تنهايي توانست بيش از ۸۰ درصد تغييرات آن را تبيين نمايد. افزايش مقدار EF با افزايش نمايي فرسايش‌پذيري همراه بود و در خاک‌هايي با بيش از ۴۰ درصد جزء فرسايش‌پذير، شدت فرسايش به‌طور محسوسي افزايش يافت. در مقابل، ويژگي‌هاي شيميايي نظير SAR، EC و OC همبستگي ضعيف‌تري با فرسايش‌پذيري نشان دادند. نتيجه‌گيري: ويژگي‌هاي فيزيکي خاک نسبت به ويژگي‌هاي شيميايي نقش تعيين‌کننده‌تري در کنترل فرسايش‌پذيري ذاتي بادي در دشت تبريز دارند. در اين ميان، شاخص EF به‌دليل قدرت تبيين بالا، سادگي اندازه‌گيري، سرعت اجرا و هزينه پايين، مي‌تواند به‌عنوان شاخص کليدي در مدل‌هاي پيش‌بيني فرسايش بادي مانند WEQ و RWEQ مورد استفاده قرار گيرد. همچنين ميانگين قطر وزني خاکدانه‌ها به‌عنوان شاخصي از پايداري ساختار خاک، نقش مکمل مهمي در ارزيابي خطر فرسايش دارد. به‌کارگيري اين شاخص‌ها در مناطق خشک و نيمه‌خشک مشابه مي‌تواند دقت مدل‌سازي را افزايش داده و مبناي علمي مناسبي براي برنامه‌ريزي‌هاي مديريتي، کنترل گردوغبار و حفاظت پايدار خاک فراهم آورد.