مدیریت بیابان

مدیریت بیابان

تعیین مهمترین شاخص‌های مقاومت سله و تأثیر آن بر کنترل فرسایش بادی در کانون‌های گردوغبار خوزستان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
عابد دانش 1
احمد صادقی پور 2
نادیا کمالی 3
حمیدرضا عباسی 4
1 دانشجوی دکتری مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.
2 دانشیار گروه مدیریت مناطق خشک، دانشکده کویرشناسی، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران.
3 دانشیار پژوهش، بخش تحقیقات مرتع، موسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.
4 استادیار پژوهش، بخش تحقیقات بیابان، موسسۀ تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران.
10.22034/jdmal.2024.2017702.1445
چکیده
بررسی حاضر به‌منظور تعیین برخی ویژگی­‌های سله و ارتباط آن با کنترل فرسایش بادی در کانون‌های گردوغبار خوزستان انجام ­شد. برای انجام این پژوهش، تعداد 18 نمونه سله هرکدام شامل سه نمونه فرعی از عمق cm 5 تا 0 از کانون‌های گردوغبار استان خوزستان برداشت شد، پس از هوا خشک شدن از الک mm2 عبور داده شد. سپس متغیرهای pH ،EC ،CaCo3 ،CEC ،ESP ،Ca ،K ،Mg ،Po43، بافت، رطوبت اولیه، چگالی ظاهری سله‌ها اندازه‌گیری شد همچنین میزان حساسیت خاک به تشکیل سله با به‌کارگیری شاخص‌های پایداری خاک، سله‌­بندی خاک، مقاومت فشاری، مقاومت برشی ارزیابی شد و از شاخص‌های میانگین وزنی قطر خاکدانه و میانگین هندسی قطر خاکدانه‌ها برای بررسی میزان پایداری خاکدانه‌ها بهره‌­گیری شد. همچنین برای بررسی تأثیر این سله‌ها بر میزان کنترل فرسایش بادی نمونه‌هایی برای آزمایش تونل باد برداشت شد و مقدار بادبردگی و سرعت آستانه فرسایش بادی آنها تعیین شد. برای بررسی صحت و دقت مدل‌های رگرسیونی از آماره‌های RMSE، RSE، AME و 2 R استفاده شد. نتایج بررسی ساختار سله‌ها با میکروسکوپ الکترونی روبشی نشان داد که بیشتر سله‌های موجود در کانون‌های گردوغبار از نوع رسوبی می‌باشند همچنین مطابق با یافته‌های بررسی حاضر برای ارزیابی حساسیت خاک به تشکیل سله در کانون گردوغبار شرق اهواز شاخص مقاومت فشاری، در کانون گردوغبار جنوب شرق اهواز شاخص پایداری و در کانون گردوغبار امیدیه، ماهشهر و هندیجان شاخص مقاومت برشی شناخته می‌شود از مقایسه سرعت آستانه فرسایش بادی و مقدار هدررفت خاک در سله‌‌‌ سطحی و نیز نمونه‌های تخریب‌شده آن چنین نتیجه گرفته می‌شود که در سله‌های سطحی هر کانون میزان فرسایش بادی از حالت تخریب‌شده آن کمتر است.
کلیدواژه‌ها
پایداری خاکدانه
تونل باد
سرعت آستانه
مقاومت فشاری
مقاومت برشی

موضوعات

  1. Abbasi, H. R., Khaksarian, F., Kashi Zenuzi, L., Gohardost, A., & Yathrebi. B. (2018). Determining the sensitivity of soil to wind erosion in fine dust centers of Khuzestan, Research project by research Institute of forests and rangelands. [In Persian]
  2. Afzali, S. F., & Gholami Nobandegani, Z. (2018). The resistance of surface sediments and soil of Bakhtegan wetland to wind erosion and creation of fine dust under the influence of crust, 4th International Congress of Agricultural Development, Natural Resources, Environment and Tourism of Iran, Tabriz. [In Persian]
  3. Argaman, E., Singer, A., & Tsoar, H. (2006). Erodibility of some crust forming soils sediments from the Southern Aral Sea Basin as determined in a wind tunnel. Earth Surface Processes and Landforms 31 (1), 47-63.   DOI: 1002/esp. 1230
  4. Armin, M., Rouhipour, H., Ahmadi, H., Salajegheh, A., Mahdian, M. H., & Ghorban Nia Kheybari, V. (2016). Relationship between aggregate stability and selected soil properties in Taleghan watershed. Range and Watershed Managment, 69 (2), 275-295. DOI: 22059/jrwm. 2016. 61683. [In Persian]
  5. Bell, F. G. (1996). Lime stabilization of clay minerals and soils. Engineering Geology, 42 (4), 223-237. DOI: 1016/0013-7952 (96) 00028-2
  6. Belnap, J., Phillips, S. L., & Troxler. T. (2006). Soil lichen and moss cover and species richness can be highly dynamic: the effects of invasion by the annual exotic grass Bromus tectorum, precipitation, and temperature on biological soil crusts in SE Utah. Applied Soil Ecology, 32 (1), 63-76. DOI: 1016/j. apsoil. 2004. 12. 010
  7. Bronick, C. J., & Lal, R. (2005). Soil structure and management: A review. Geoderma, 124 (1), 3-22. DOI: 1016/j. geoderma. 2004. 03. 005
  8. Canton, Y., Roman, J. R., Chamizo, S., Rodriguez-Caballero, E., & Moro, M. J. (2014), Dynamics of organic carbon losses by water erosion after biocrust removal, Journal of Hydrology and Hydromechanics, 62 (4), 258-268. DOI:  2478/johh-2014-0033
  9. Chen, Y., Tarchitzky, J., Brouwer, J., Morin, J., & Banin. A. (1980). Scanning electron microscope observations on soil crusts and their formation. Soil Science, 130 (1), 49-55. DOI: 2136/sssaj1984. 03615995004800050
  10. Chong-Feng, B. U., Gale, W. J., Qiang-Guo, C. A. I., & Shu-Fang, W. U. (2013). Process and mechanism for the development of physical crusts in three typical Chinese soils. Pedosphere, 23 (3), 321-332. DOI: 1016/S1002-0160 (13) 60023-5
  11. Dinarvand, M., Keneshloo, H., & Fayyaz. M. (2018). Vegetation of dust sources in Khuzestan Province. Iran Nature, 3 (3), 32-42. DOI: 10. 22092/irn. 2018. 116781. [In Persian]
  12. Dojani, S., Budel, B., Deutschewitz, K., & Weber, B. (2011). Rapid succession of biological soil crusts after experimental disturbance in the Succulent Karoo, South Africa, Applied Soil Ecology, 48, 263–269. DOI: 1016/j. apsoil. 2011. 04. 013
  13. Evans, D. D., & Buol, S. W. (1968). Micromorphological study of soil crusts. Soil Science Society of America Journal, 32 (1), 19-22. DOI: https://doi. org/10. 2136/sssaj1968. 03615995003200010005x
  14. Fang, H. Y., Cai, Q. G., Chen, H., & Li, Q. Y. (2007). Mechanism of formation of physical soil crust in desert soils treated with straw checkerboards. Soil and Tillage Research, 93 (1), 222-230. DOI: 1016/j. still. 2006. 04. 006
  15. Fukue, M., Nakamura, T., & Kato. Y. (1999). Cementation of soils due to calcium carbonate. Soils and Foundations, 39 (6), 55-64. DOI: 3208/sandf. 39. 6_55
  16. Gee, G. W., & Or, D. (2002). Particle‐size analysis. In: Dane, J. H. & Topp, G. C., (Eds.), Methods of soil analysis, Part 4, physical methods. Madison: Soils Science Society of America. DOI: 2136/sssabookser5. 1. 2ed. c15
  17. Ghafari, H. (2021). The effect of physical crust development and disturbance on erodibility and dust emission in laboratory conditions. Iranian Journal of Soil and Water Research, 52 (4), 1059-1069. DOI: 22059/IJSWR. 2021. 316173. 668853 [In Persian]  
  18. Ghobadi, M. H., Babazadeh, R., & Abdilor, Y. (2014). Utilization of lime for stabilizing marly soils and investigating the effect of pH variations on shear strength parameters. Engineering Geology, 8 (1), 1939-1962.
  19. Hadas, A. & Frenkel, H. (1982). Infiltration as affected by long-term use of sodicsaline water for irrigation. Soil Science Society of America Journal, 46 (3), 524–530. DOI: 2136/sssaj1982. 03615995004600030016x
  20. Huang, L. (2017). Spatial distribution of Agriophyllum squarrosum Moq. Chenopodiaceae in the straw checkerboards at a revegetated land of the Tengger Desert, northern China. Arid Land, 9, 176–187. DOI: 1007/s40333-017-0010-x
  21. Irankhah Poshtmokhi, H., Asadi, H., Shabanpour, A., Shahrestani, M., & Ghorbanzadeh. N. (2015). Relationship between the stability of soil Aggregates and some characteristics of soil and climate, the first international conference and the second national conference on agriculture, environment and food security, Jiroft, Iran. [In Persian]
  22. Ishizuka, M., Mikami, M., Leys, J., Yamada, Y., Heidenreich, S., Shao, Y., & McTainsh. G. H. (2008). Effects of soil moisture and dried raindroplet crust on saltation and dust emission. Journal of Geophysical Research Atmospheres, 113 (D24212), 1-15. DOI: 1029/2008JD009955
  23. Katra, I. (2020). Soil erosion by wind and dust emission in semi-arid soils due to agricultural activities. Agronomy, 10 (1), 89. DOI:  3390/agronomy10010089
  24. Khalil Moghadam, B., Afyuni, M., Jalalian, A., Abbaspour, K., & Dehghani, A. A. (2011). Estimation of soil shear strength using transfer functions and soil spatial prediction functions. Water and soil, 25 (1), 187-195. DOI: 22067/JSW. V0I0. 8520. [In Persian].
  25. McLean, E. O. (1982). Soil pH and lime requirement. In: Page, A. L., (Ed.), Methods of soil analysis, Part 2, Chemical and microbiological properties, Madison: American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.
  26. Moncada, M. P., Gabriels, D., Lobo, D., De Beuf, K., Figueroa, R., & Cornelis, W. M. (2014). A comparison of methods to assess susceptibility to soil sealing. Geoderma, 226, 397-404. DOI: 1016/j. geoderma. 2014. 03. 014
  27. Munkholm, L. J., Schjonning, P., Debosz, K., Jensen, H. E., & Christensen, B. T. (2002). Aggregate strength and mechanical behaviour of a sandy loam soil under long‐term fertilization treatments. European Journal of Soil Science, 53 (1), 129-137. DOI: 1046/j. 1365-2389. 2002. 00424. x
  28. Mussa, S. A. B., Elferjani, H. S., Haroun, F. A., & Abdelnabi, F. F. (2009). Determination of available nitrate, phosphate and sulfate in soil samples. International Journal of PharmTech Research, 1 (3), 598-604. DOI: 23977/pnssi. 2022. 010101
  29. Neaman, A., & Singer, A. (2011). The effects of palygorskite on chemical and physicochemical properties of soils. In: Galan, E., & Singer, A. (Eds.), Developments in palygorskite-sepiolite research, Oxford, Elsevier.
  30. Neave, M. A. & Rayburg, S.) 2007 (. A field investigation into the effects of progressive rainfall–induced soil seal and crust development on runoff and erosion rates the impact of surface cover. Geomorphology, 87 (4), 378–390. DOI: 10. 1016/j. geomorph. 2006. 10. 007
  31. Nguetnkam, J. P., & Dultz, S. (2011). Soil degradation in Central North Cameroon Water-dispersible clay in relation to surface charge in Oxisol A and B horizons. Soil and Tillage Research, 113 (1), 38-47. DOI: 1016/j. still. 2011. 01. 006
  32. Page, A. L., Miller, R. H., & Keeney, D. R. (1982). Methods of soil analysis, Part 2, Chemical and microbiological properties, Madison: American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.
  33. Pi, H., Webb, N. P., Huggins, D. R., & Sharratt, B. (2021). Influence of physical crust cover on the wind erodibility of soils in the inland Pacific Northwest, USA. Earth Surface Processes and Landforms, 46 (8), 1445-1457. DOI: 1002/esp. 5113
  34. Schinner, F., & Von Mersi, W. (1990). Xylanase-, CM-cellulase-and invertase activity in soil: an improved method. Soil Biology and Biochemistry, 22 (4), 511-515. DOI: 1016/0038-0717 (90) 90187-5
  35. Scott, F., Reed, S. C. & Jayne, B. (2015). Climate change and physical disturbance cause similar community shifts in biological soil crusts. Proceedings of the National Academy of Science, USA.
  36. Singer, M. J., & Shainberg, I. (2004). Mineral soil surface crusts and wind and water erosion. Earth Surface Processes and Landforms, 29 (9), 1065-1075. DOI: 1002/esp. 1102
  37. Souza‐Egipsy, V., Wierzchos, J., Sancho, C., Belmonte, A., & Ascaso, C. (2004). Role of biological soil crust cover in bioweathering and protection of sandstones in a semi‐arid landscape (Torrollones de Gabarda, Huesca, Spain). Earth Surface Processes and Landforms, 29 (13), 1651-1661. DOI: 1002/esp. 1118
  38. Spark, D. (1996). Methods of Soil Analysis, Part 3, Chemical Methods, Madison: American Society of Agronomy, Soil Science Society of America.
  39. Sun, Z. Q., Kang, Y. H. & Jiang, S. F.) 2010 (. Effect of sprinkler and border irrigation on topsoil structure in winter wheat field. Pedosphere. 20, 419–426. DOI: 1016/S1002-0160 (10) 60031-8
  40. Tayel, M. Y., Abdel-Hady, M., & Eldardiry, E. I. (2010). Soil structure affected by some soil characteristics, American-Eurasian Journal of Agriculture and Environment Sciences, 7 (6), 705-712.
  41. Valentin, C., & Bresson, L. M. (1997). Soil crusting, In: Lal, R., Winfried, E., Blum, H., Valentin, C., & Stewart, B. A., (Eds.), Methods for assessment of soil degradation, Boca Raton: CRC Press.
  42. Walkley, A. J., & Black, I. A. (1934). Estimation of soil organic carbon by the chromic acid titration method, Soil Science, 37, 29-38.
  43. Zejun, T., Tingwu, L., Qingwen, Z., & Jun, Z. (2002). The sealing process and formation at soil surface under the impacts of raindrops and polyacrylamid, Twelfth International Soil Conservation Organization Conference, Beijing, China.
  44. Zhou, X., Zhao, Y., Belnap, J., Zhang, B., Bu, C., & Zhang. Y. (2020). Practices of biological soil crust rehabilitation in China experiences and challenges. Restoration Ecology, 28, 45-55. DOI:  1111/rec. 13148
  45. Zhu, X., Liang, Y., Cao, L., Tian, Z., & Li, M. (2022). Pore characteristics of physical crust samples from two typical erodible soils in southern China. European Journal of Soil Science, 73 (2), e13234. DOI: 1111/ejss. 13234
مدیریت بیابان
دوره 11، شماره 4 - شماره پیاپی 28
6 مقاله
زمستان 1402
صفحه 19-36

  • تاریخ دریافت 20 آذر 1402
  • تاریخ بازنگری 06 بهمن 1402
  • تاریخ پذیرش 21 بهمن 1402