مدیریت بیابان

مدیریت بیابان

امکان‌سنجی استفاده از ساقه نی به‌عنوان بادشکن مکانیکی کوتاه برای تثبیت ماسه‌های روان

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
مریم باقرپور 1
سلمان زارع 2
محمدرضا اختصاصی 3
علی اکبر نظری سامانی 4
معصومه صالحی مورکانی 1
قاسم قوهستانی 1
مجید آخشی 5
1 دانشجوی دکتری گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران
2 استادیار، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران
3 استاد، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ منابع طبیعی و کویرشناسی دانشگاه یزد
4 استاد، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران
5 کارشناس آزمایشگاه خاکشناسی، گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکدۀ منابع طبیعی دانشگاه تهران
10.22034/jdmal.2024.2027524.1462
چکیده
فرسایش بادی از فرایندهای مهم تخریب سرزمین و بیابان‌زایی می‌باشد که در مناطق خشک‌ و نیمه‌خشک موجب خسارت‌های جبران‌ناپذیر به منابع زیستی و اقتصادی می‌شود. ازآنجایی‌که فرسایش بادی بر ۳۰mha از مساحت کشور تأثیر می‌گذارد، کنترل و مقابله با آن امری ضروری تلقی می‌شود. از مؤثرترین روش‌های کنترل فرسایش بادی کاهش سرعت باد در نزدیکی سطح زمین به‌وسیله بادشکن­‌های کوتاه و بلند می‌باشد. هدف از پژوهش حاضر بررسی اثربخشی بادشکن کوتاه تهیه‌شده از ساقه گیاه نی (.Phragmites australis Cav) برای تثبیت ماسه‌های روان می‌باشد. بدین منظور یک تپه ماسه‌ای در منطقه حسین‌آباد میش‌مست در استان قم انتخاب و بادشکن‌های ایجادشده توسط ساقه گیاه نی بر روی آن اجرا شد. سپس شاخص‌هایی نظیر چولگی، جورشدگی، قطر میانه ذرات ماسه، ضریب اثر تثبیت‌کنندگی و پروفیل طولی شبکه بادشکن مورد بررسی قرار گرفت. یافته‌های تحقیق در بخش دانه‌بندی حاکی از آن بود که حضور بادشکن گیاه نی در مقایسه با تپه شاهد تجمع ذرات ریز ماسه را به‌طور قابل‌ملاحظه‌ای افزایش داده است. مقدار ضریب تأثیر تثبیت‌کنندگی برابر با 0.75 می‌باشد که نشان‌دهندۀ اثربخش بودن بادشکن در تثبیت سطح تپه‌ ما‌سه‌ای نسبت به تپه شاهد می‌باشد. بررسی پروفیل طولی شبکه بادشکن نشان‌دهندۀ این است که مراحل تشکیل سطح مقعر در آن آغاز شده و با فعالیت بادهای منطقه در گذر زمان و تغییرات میزان فرسایش و رسوب در شبکه‌های بادشکن، سطح داخل شبکه‌های بادشکن متقارن و مسطح می‌گردد و منحنی مقعر شکل خواهد گرفت که نشان‌دهنده تثبیت سطح ماسه می‌باشد. به‌طورکلی، استفاده از گیاه نی به‌عنوان بادشکن مکانیکی کوتاه، اقدامی مناسب برای تثبیت تپه‌های ماسه‌ای و کنترل‌‌کردن فرسایش بادی می‌باشد. این روش با بهبود شرایط خاک و جلوگیری از انتقال ذرات ماسه، به گیاه فرصت کافی برای استقرار می‌دهد و می‌تواند در پروژه‌های تثبیت ماسه‌ و بیابان‌زدایی مورداستفاده قرار گیرد.
کلیدواژه‌ها
توفان ماسه و گردوغبار
ضریب‌ تأثیر تثبیت‌کنندگی
منحنی مقعر
موانع ماسه

موضوعات

  1. Ahmadi, H. (2012). Applied Geomorphology (Desert - Wind Erosion). Tehran: University of Tehran press. [In Persian]
  2. Ahmadpoor Dehkordi, E., Abbasi Surki, A., Pajouhesh, M., & Tahmasebi, P. (2022). Effect of straw checkerboard barriers method on physicochemical properties of soil and dust reduction in lands exposed to wind erosion of “Margh” meadow of Shahrekord. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 11(4), 29-54. DOI: https://doi.org/10.22069/ejsms.2022.18691.2000 [In Persian]
  3. Bo, T. L., Ma, P., & Zheng, X. J. (2015). Numerical study on the effect of semi-buried straw checkerboard sand barriers belt on the wind speed, Aeolian reserch. 16, 101-107. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2014.10.002
  4. Chepil, W.S., & Woodruff, N.P. (1963). The physics of wind erosion and its control. Advances in Agronomy, 15, 211-302. DOI: https://doi.org/10.1016/S0065-2113(08)60400-9
  5. Dai, Y., Dong, Z., Li, H., He, Y., Li, J., & Guo, J. (2019). Effects of checkerboard barriers on the distribution of aeolian sandy soil particles and soil organic carbon, Geomorphology, 338, 79-87. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2019.04.016
  6. Du, H., Wang, T., Xue, X., & Li, S. (2018). Modelling of sand/dust emission in Northern China from 2001 to 2014. Geoderma, 330, 162-176. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2018.05.038
  7. Huang, H. (2023). Modeling the inhibition effect of straw checkerboard barriers on wind-blown sand. Earth Surface Dynamic, 11(2), 167-181. DOI: https://doi.org/10.5194/egusphere-2022-714
  8. Li, X.R., Xiao, H.L., He, M.Z. & Zhang, J.G. (2006). Sand barriers of straw checkerboards for habitat restoration in extremely arid desert regions. Ecological engineering, 28(2), 149-157. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2006.05.020
  9. Lihui, T., Wangyang, W., Dengshan, Z. Ruijie, L. & Zuequan, W. (2015). Characteristics of erosion and deposition of straw checkerboard barriers in alpine sandy land. Environmental Earth Science. 74, 573–584. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/s12665-015-4059-6
  10. Limin, Y., Yong, G., Yi, Y., Quiye, G., Jingyu, J. & Tiepeng, X. (2010). Effects of Poly Lactic Acid sand barrier on soil hardness. Science of Soil and Water Conservation, 8(4), 90-100.
  11. Lopez, G. (2016). Grain Size Analysis. In: Gilbert, A.S. (2016). Encyclopedia of Geoarchaeology. Berlin: Springer. DOI: http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4020-4409-0_18
  12. Pan, X., Wang, Z. & Gao, Y. (2020). Effects of Compound Sand Barrier for Habitat Restoration on Sediment Grain-size Distribution in Ulan Buh Desert. Scientific Report, 10, 2566. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-59538-7
  13. Pye, K. & Tsoar, H. (2009). Aeolian Sand and Sand Dunes. Berlin Heidelberg: Springer.
  14. Qu, J., Zu, R., Zhang, K., & Fang, H. (2007). Field observations on the protective effect of semi-buried checkerboard sand barriers, Geomorphology, 88(1-2), 193-200. DOI: https://doi.org/10.1016/j.geomorph.2006.11.006
  15. Refahi, H. (2013). Wind erosion and its control. Tehran: University of Tehran press. [In Persian]
  16. Shen, J., Yuan, W., Yu, Y., & Song, X. (2017). Study on the abrasive resistance of Polylactic acid fiber sand barrier, 6th International Conference on Energy, Environment and Sustainable Development, Zhuhai, China.
  17. Wang, T., Qu, J., & Niu, Q. H. (2020). Comparative study of the shelter efficacy of straw checkerboard barriers and rocky checkerboard barriers in a wind tunnel. Aeolian Research, 43, 100575. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2020.100575
  18. Xi, C., Zuo, H., Wei, X. & Yan, M. (2023). Sand-fixing effect and compound change of nylon checkerboard sand barrier. Environmental Science and Pollution Research, 30(13), 35727–35744. DOI: https://doi.org/10.1007/s11356-022-24741-8
  19. Xie, Y., Dang, X., Zhou, Y., Hou, Z., Li, X., Jiang, H., Zhou, D., Wang, J. Hai, Ch. & Zhou, R. (2020). Using sediment grain size characteristics to assess effectiveness of mechanical sand barriers in reducing erosion. Scientific Report, 10, 14009. DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-020-71053-3
  20. Xin, G., Huang, N., Zhang, J., & Dun, H. (2021). Investigations into the design of sand control fence for Gobi buildings. Aeolian Research, 49, 100662. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2020.100662
  21. Yuan, W. (2014). Study on the degradation and aging performance of polylactic acid fiber sandbag sand barrier. PhD thesis, Chinese Academy of Forestry: China.
  22. Zare, S. (2021). Wind erosion control by windbreak. doctoral pamphlet, University of Tehran: Iran. [In Persian]
  23. Zare, S., Jafari, M., Ahmadi, H., Rouhipour, H. & Khalil Arjomandi, R. (2019). Studying the effectiveness of some non-oil mulches on sand dunes fixation. Journal of Range and Watershed Management, 71(4), 939-948. DOI: https://doi.org/10.22059/jrwm.2018.264506.1294 [In Persian]
  24. Zhang, C., Li, Q., Zhou, N., Zhang, J., Kang, L., Shen, Y., & Jia, W. (2016). Field observations of wind profiles and sand fluxes above the windward slope of a sand dune before and after the establishment of semi-buries straw checkerboard barriers, Aoelian Research, 20, 5-70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.aeolia.2015.11.003
  25. Zhang, S., Ding G.D., Yu, M.H., Gao, G.L., Zhao, Y.Y., Wu, G.H., & Wang, L. (2018). Effect of straw checkerboards on wind proofing, sand fixation, and ecological restoration in shifting sandy land. International Journal of Environment Research, 15(10), 2184. DOI: https://www.mdpi.com/1660-4601/15/10/2184
  26. Zhaofeng, C., Shizeng, L., Qi, W., Shujuan, L., & Fei, W. (2018). Progress and problems of development research and application of sand barriers. Meteorological and Environmental Research, 9(3), 18-23. DOI: https://doi.org/10.19547/j.issn2152-3940.2018.03.005
  27. Zhou, Y., Li, H., Wu, Z., Wang, Zh., Yin, J., Qing, D. & Hasi, E. (2023). Sand fixation mechanism and effect evaluation of sand barriers in Mu Us sandy land, China. Science Chian press, 68(11), 1312-1329. DOI: https://doi.org/10.1360/TB-2022-0203
مدیریت بیابان
دوره 12، شماره 2 - شماره پیاپی 30
6 مقاله
تابستان 1403
صفحه 1-14