مدل‌سازی فرسایش‌پذیری خاک در منطقه خور و بیابانک

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای بیابانزدایی، گروه مهندسی علوم بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

2 دانشیار گروه مهندسی علوم بیابان، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

3 استادیار ژئومورفولوژی، گروه جغرافیا و اکوتوریسم، دانشکده منابع طبیعی و علوم زمین، دانشگاه کاشان، ایران

4 دانشیار گروه اکوهیدرولوژی، گروه اکوهیدرولوژی و مهندسی طبیعت، دانشکده انرژی‌های نو و محیط زیست، دانشگاه تهران، ایران

چکیده

فرسایش خاک متاثر از عوامل فرسایش‌پذیر و فرساینده است و مدل‌سازی منطقه‌ای فرسایش‌پذیری می‌تواند معیاری برای برآورد میزان هدررفت خاک و تخریب اراضی محسوب شود. هدف از این پژوهش مدل‌سازی فرسایش‌پذیری در منطقه خوروبیابانک با استفاده از مؤلفه‌های فیزیکی خاک، فیزیونومی زمین و پوشش گیاهی از طریق روش‌های تحلیل‌ آماری است. بدین منظور ابتدا تعداد 33 نمونه خاک در امتداد سه ترانسکت از واحدهای پلایا تا کوهستان از عمق 0تا50 سانتیمتر برداشت گردید. سپس از طریق تجزیه و تحلیل‌های آزمایشگاهی مقادیر عناصر ماسه، رس، سیلت، کربن و ماده آلی اندازه‌گیری شد و مقادیر عامل فرسایش‌پذیری (K) و شاخص فرسایش‌پذیری خاک (SEI) محاسبه گردید. علاوه براین در این نقاط پارامترهای فیزیونومی زمین نظیر مقادیر شیب، ارتفاع و جهت شیب، و همچنین پوشش گیاهی برآورد شد. نهایتاً با استفاده از رگرسیون ساده و چند متغیره مبادرت به رابطه‌سنجی بین مولفه‌های مذکور گردید و از بین آنها مناسبترین روابط با بالاترین ارزش رجحانی انتخاب شد. نتایج مدل‌سازی حاکی از حداکثر ارتباط معنی‌دار خطی SEI با عناصر سیلت، رس و ماسه به ترتیب با ضریب تبیین 868/0، 847/0 و 830/0، و K با مولفه‌های ماسه، رس و سیلت بترتیب با ضریب تبیین 984/0، 981/0 و 866/0 می‌باشد. نتایج رگرسیون چندگانه نیز بیانگر بیشترین ارتباط معنی‌دار SEI و K با مجموعه پارامترهای فیزیکی خاک، فیزیونومی زمین و پوشش گیاهی بترتیب با ضریب تبیین 959/0 و 992/0 و خطای برآورد 0007/0 و 001/0 در سطح معنی‌داری 99% می‌باشد. بنابراین نتایج امکـان تخمین سـریع و نسبتاً دقیـق فرسایش‌پذیری را در قالب محاسبه SEI و K از طریق مؤلفـه‌هـای فیزیکی خاک، فیزیونومی زمین و پوشش گیاهی با بهره‌گیری از مدل‌های آماری تک متغیره و چندمتغیره فراهم می‌آورد. بدیهی است در صورت دستیابی به مؤلفه‌های مذکور می‌توان میزان فرسایش‌پذیری خاک را در حوضه خوروبیابانک با استفاده از مدل‌های خطی و غیرخطی برآورد نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Modeling of soil erodibility in the Khoor and Biabanak region

نویسندگان [English]

  • Sayyed Ali Mousavi 1
  • Abolfazl rajbar fordoie 2
  • seyed hojat mousavi 3
  • seyed javad sadati nejad 4
1 Ph.D Student in Combat Desertification, Department of Desert Engineering, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan, Iran
2 Associate Professor, Department of Desert Engineering, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Geography and Ecotourism, Faculty of Natural Resources and Geo Sciences, University of Kashan, Iran
4 Associate Professor, Department of Renewable Energies and Environment, University of Tehran, Tehran, Iran

کلیدواژه‌ها [English]

  • Erodibility
  • modeling
  • regression analysis
  • Soil physical component
  • Khoor and Biabanak
 

Ahmadi, H., 2004, Applied Geomorphology (Desert-Wind Erosion), University of Tehran Press, Tehran, Iran, 706p.

Ahmadi, H., 2004. Risk factors of desertification. Forest and Pasture Magazine, 62: 66-70.

Azimzadeh, H. R., Ekhtesasi, M. R., Hatami, M. and Akhavan Ghalibaf, M., 2002, study of the effects the physical and chemical properties of soil erodibility index and Offering the model to predict the wind erosion in Yazd-Ardakan plain. Journal of Agricultural Sciences and Natural Resources, 9(1):139-151.

Charman, P. E. V. and Murphy, B. W., 2000. Soils (their properties and management). Second edition, Land and Water Conservation, New South Wales, Oxford, 206-212.

Fotoohi, F, Azimzadeh, H. R, Talebi, A. and Ekhtesasi, M. R., 2011, The effect of pavement surface on soil erosion using geostatistics. Iranian Journal of Watershed Management Science and Engineering, 16: 1-12

Ghaderi, M. and Ghodoosi, G., 2005. Evaluation of soil erodibility in land units in Talvarchay watershed. Proceedings of the Third National Conference of erosion and deposition, the Soil Conservation and Watershed Management, Tehran, 367- 372.

Ghasemi, A. and Mohammadi, J., 2003. Evaluation of soil erodibility spatial change, Case Study, choghakhor Watershed in the province of Chaharmahal and Bakhtiari. Proceedings of the Eighth Congress of Soil Science, University of Guilan, Iran, 846 -865.

Hudson, N. W., 1981. Soil conservation. Bastford. London and Cornell University. Press, Ithaca, NY. 230p.

Klute, A., 1986. Methods of soil analysis part I. Physical and mineralogical methods. Soil Science Society of America. 1188p.

Laflen, J. M., Lane, L. J. and Foster, G. R., 1991. WEPP: a new generation of erosion prediction technology, Journal of Soil and Water Conservation, 46(1): 34–38.

Miller, M. P.; Singer, M. J. and Nielsen, D. R., 1988. Spatial variability of wheat yield and soil properties on complex hills. Soil Science Society of America Journal, Madison, 52:1133-1141.

Nelson, D. W. and Sommer, L. E., 1982. Total carbon, organic carbon, and organic matter. 539- 579.In: A.L. Page (Eds,) Methods of Soil Analysis. ASA Monogr. Amer. Society Agronomy Madison.

Prasannakumar, V., Vijith, H., Geetha, N., 2011. Estimation of soil erosion risk within a small mountainous sub-watershed in Kerala, India, using Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE) and geo-information technology. Geoscience Frontiers, 3: 209–215.

Rahman, M. R., Shi, Z. H. and Chongf, C., 2009, Soil erosion hazard evaluation: an integrated use of remote sensing, GIS and statistical approaches with biophysical parameters towards management strategies. Ecology Modelling, 220: 1724–1734.

Rahman, S., Munn, L. C., Zhang, R. and Vance, G. F., 1996. Wyoming Rocky Mountain forest soils: Evaluating spatial variability using statistics and geostatistics. Canadian Journal of Soil Science, 76:501- 507.

Renard, K. G. and V. A. Ferreira., 1993. RUSLE model description and database sensitivity. Journal of Environment Quality, 22(3):458-466.

Renard, K. G., Foster, G. R., Weesies, G. A., McCool, D. K. and Yoder, D. C., 1997. Predicting soil erosion by water: a guide to conservation planning with the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE), Agriculture Handbook, 703, USDA- ARS. 

Reynolds, J. F., 2008. Cutting through the confusion: Desertification, an old problem viewed through the lens of a new framework, the Dry Lands Development Paradigm (DDP). Dry lands, Deserts & Desertification Conference December 14-17. Sede Boque Campus.

Rodriguez, R. R., Arbelo, C. D., Guerra, J. A., Natario, M. J. S. and Armas, C. M., 2006. Organic carbon stocks and soil erodibility in Canary Islands Andosols. Catena, 66: 228-235

Santos, F. L., Reis, J. L., Martins, O. C, Castanheria, N. L. and Serralherio, R. P., 2003. Comparative assessment of infiltration, runoff and erosion of sprinkler irrigation soils. Biosystems Engineering, 86(3), 355-364.

Schwab, G. O., Fangmeper, D. D, Elliot, W. J. and Frevert, R. K., 1993. Soil and Water Conservation Engineering, 9-113.

Schwab, G. O., Frevert, R. K., Edminster T. W. and Barnes, K. K., 1981. Soil and water conservation engineering. Third edition, John Willey and Sons, New York, 100-103.

Vaezi, A., Bahrami, H, Sadeghi, S, H, R. and Mahdian M, H., 2008. Determining estimation error of USLE erodibility factor the in calcareous soils in northwest Iran, Journal of water and soil (Science and AgriculturalTechnology), 22(2): 62 -71.

Veihe, A., 2002. The spatial variability of erodibility and its relation to soil types: a Veihe, a study from Northern Ghana. Geoderma, 106: 101-120.

Wang, G., Gertner, G. Z., Liu, X. and Anderson. A. B., 2001. Uncertainty Assessment of Soil Erodibility Factor for Revised Universal Soil Loss Equation. Catena. 46: 1-14.

Webb, N. P, McGowan, H. A., 2009. Approaches to modelling land erodibility by wind. Progress in Physical Geography, 33(5): 587-613

Wischmeier, W. H. and Smith, D. D., 1978. predicting rainfall erosion. Losses: a guide to conservation planning, Agriculture Handbook. US Department of Agriculture, Washington, DC, 537:58.

Zang, K., S. Li, W. Peng. and Yu. B., 2004. erodibility of agriculture soils and loess plateau of China. Soil and Tillage Research, 76:157-165.