(مطالعه موردی: اراضی حاشیه‌ی کویر سیاه کوه)‏

استاد راهنما:

دکتر ابوالفضل مروتی

استاد مشاور:

دکتر علی‌اکبر جمالی

دکتر حسین شمسی محمود آبادی

برای رعایت حریم خصوصی نام نگارنده پایان نامه درج نمی شود (در فایل دانلودی نام نویسنده موجود است) تکه هایی از متن پایان نامه به عنوان نمونه : (ممکن است هنگام انتقال از فایل اصلی به داخل سایت بعضی متون به هم بریزد یا بعضی نمادها و اشکال درج نشود ولی در فایل دانلودی همه چیز مرتب و کامل است) فهرست مطالب: 1- فصل اول………………………………………………………….. 1 1-1 مقدمه…………………………………………………………… 2 1-2 تعریف مسئله………………………………………………….. 3 1-3 ضرورت انجام تحقیق………………………………………….. 4 1-4 اهداف تحقیق…………………………………………………… 5 1-4-1 هدف اصلی…………………………………………………… 5 1-4-2 اهداف فرعی………………………………………………….. 6 1-5 فرضیات تحقیق…………………………………………………. 6 1-6 متغیرهای مسئله……………………………………………….. 6 1-6-1 متغیرهای مستقل……………………………………………. 6 1-6-2 متغیرهای وابسته…………………………………………….. 6 1-7 تعاریف و مفاهیم واژه‌های کلیدی……………………………… 6 1-7-1 خاک…………………………………………………………… 6 1-7-2 کیفیت خاک…………………………………………………. 7 1-7-3 کاربری اراضی………………………………………………… 8 1-7-4 کویر……………………………………………………………. 8 1-8 احیاء مناطق فرسایش یافته………………………………….. 9 1-9 فرسایش بادی………………………………………………….. 9 2- فصل دوم…………………………………………………………. 12 2-1 مقدمه………………………………………………………….. 13 2-2 پیشینه تحقیق در ایران………………………………………. 13 2-3 پیشینه تحقیق در جهان…………………………………….. 16 3- فصل سوم……………………………………………………….. 21 3-1 مقدمه………………………………………………………….. 22 3-2 روش‌شناسی تحقیق………………………………………… 22 3-3 معرفی منطقه مطالعاتی…………………………………….. 22 3-4 هواشناسی…………………………………………………… 25 3-4-1 بارندگی………………………………………………………. 25 3-4-2 دما…………………………………………………………… 26 3-4-3 رطوبت نسبی………………………………………………. 26 3-4-4 تبخیر و تعرق………………………………………………… 26 3-4-4-1 تبخیر و تعرق پتانسیل…………………………………… 27 3-4-5 منحنی آمبروترمیک………………………………………… 28   3-4-6 باد……………………………………………………………. 28 3-4-6-1 بادهای ناحیه‌ای………………………………………….. 28 3-4-7 اقلیم…………………………………………………………. 32 3-4-7-1 اقلیم نمای آمبرژه………………………………………. 32 3-5 زمین‌شناسی منطقه………………………………………… 33 3-5-1 کواترنری…………………………………………………….. 34 3-6 کاربری اراضی………………………………………………… 34 3-7 مطالعات خاک‌شناسی……………………………………… 35 3-8 تجزیه نمونه‌های خاک……………………………………….. 36 3-8-1 تعیین بافت خاک……………………………………………. 37 3-8-2 تعیین جرم مخصوص حقیقی………………………………. 38 3-8-3 تعیین جرم مخصوص ظاهری………………………………. 39 3-8-4 تعیین میزان تخلخل نمونه‌های خاک………………………. 39 3-8-5 تعیین هدایت الکتریکی (EC) خاک…………………………. 39 3-8-6 تعیین اسیدیته (pH) خاک…………………………………. 40 3-8-7 تعیین سدیم………………………………………………… 40 3-8-8 تعیین کلسیم و منیزیم………………………………………. 41 3-8-9 تعیین نسبت جذبی سدیم (SAR)………………………… 41 3-8-10 تعیین میزان %T.N.V (کلسیم کربنات یا آهک) نمونه‌های خاک….41 3-8-11 تعیین درصد مواد آلی خاک……………………………….. 41 3-8-12 اندازه‌گیری ازت (N) کل نمونه‌های خاک…………………. 42 3-8-13 اندازه‌گیری میزان فسفر (P) قابل‌جذب نمونه‌های خاک… 42 3-8-14 اندازه‌گیری میزان پتاسیم (K) قابل‌جذب نمونه‌های خاک…42 3-9 شاخص فرسایش پذیری بادی خاک (I)………………………. 42 3-10 منحنی رطوبتی خاک…………………………………………. 43 3-11 تجزیه و تحلیل آماری…………………………………………. 45 4- فصل چهارم………………………………………………………. 46 4-1 مقدمه………………………………………………………….. 47 4-2 بررسی بافت خاک……………………………………………. 51 4-3 بررسی میزان EC، pH و T.N.V………………………………. 4-4 بررسی میزان جرم مخصوص حقیقی (ρs)، ظاهری (ρb) و تخلخل خاک…..59 4-5 بررسی میزان کلسیم و منیزیم (Ca+Mg)، سدیم (Na) و نسبت جذبی سدیم (SAR)….64 4-6 بررسی میزان درصد مواد آلی (OM)، ازت کل (N)، فسفر قابل‌جذب (P) و پتاسیم قابل‌جذب (K)….68 4-7 بررسی شاخص فرسایش پذیری بادی (I) و میزان خاک دانه‌های بزرگ‌تر از 84/0 میلی‌متر (G)…..74 4-8 بررسی منحنی رطوبت خاک……………………………….. 76 4-9 ضرایب همبستگی بین شاخص‌های خاک……………….. 83 4-10 رگرسیون چندگانه………………………………………….. 85 4-10-1 شناسایی هم خطی چندگانه…………………………. 86 4-10-2 محاسبه ضرایب متغیرهای مستقل……………………. 87 4-11 روابط رگرسیونی مربوط به فرسایش پذیری بادی و منحنی رطوبتی خاک…..88 5- فصل پنجم……………………………………………………… 90 5-1 بافت خاک…………………………………………………….. 91 5-2 هدایت الکتریکی……………………………………………… 91 5-3 اسیدیته………………………………………………………..92 5-4 آهک……………………………………………………………. 92 5-5 جرم مخصوص حقیقی، ظاهری و تخلخل خاک……………. 92 5-6 کلسیم و منیزیم، سدیم و نسبت جذبی سدیم………….. 94 5-7 مواد آلی، ازت کل، فسفر قابل‌جذب و پتاسیم قابل‌جذب…..94 5-8 شاخص فرسایش پذیری بادی و میزان خاک دانه‌های بزرگ‌تر از 84/0 میلی‌متر….95 5-9 منحنی رطوبت خاک………………………………………….. 96 5-10 نتیجه‌گیری……………………………………………………. 97 5-11 آزمون فرضیات تحقیق………………………………………. 98 5-11-1 آزمون فرض اول…………………………………………….. 98 5-11-2 آزمون فرض دوم…………………………………………….. 98 5-12 پیشنهادات…………………………………………………….. 99 منابع………………………………………………………………… 100 چکیده: این پژوهش باهدف بررسی اثر تبدیل اراضی حاشیه کویری به اراضی زراعی و پسته زار بر ویژگی­های فیزیکی و شیمیایی خاک و فرسایش پذیری بادی و ‏منحنی رطوبت خاک در منطقه چاه افضل واقع در کویر سیاه کوه استان یزد انجام گرفت. تیمارهای كاربری مورد بررسی شامل: 1) زمین‌های شور دست‌نخورده حاشیه كویر 2) اراضی زراعی 3) اراضی پسته زار خواهد بودند. در هر یك از كاربری‌های اراضی، سه پروفیل خاك (به عنوان سه تكرار) و از افق‌های 0-20، 20-40 و 40-60 سانتی‌متری‌ یک نمونه خاك تهیه گردید. نتایج در قالب طرح بلوک کامل تصادفی تجزیه و تحلیل گردیدند. مقایسه میانگین خواص فیزیکی و شیمیایی و فرسایش پذیری خاك با استفاده از آزمون دانكن تعیین گردید. نتایج نشان داد که تغییر کاربری از اراضی حاشیه کویر به سمت اراضی زراعی و پسته زار سبب کاهش در میزان شن خاک، افزایش میزان سیلت خاک و عدم تفاوت معنی‌داری در میزان رس خاک گردیده است و همچنین تغییر محسوسی در بافت خاک حاصل نشده بطوریکه بافت خاک از نوع متوسط بوده و در کلاس لومی شنی قرار می‌گیرد. میزان هدایت الکتریکی در اراضی حاشیه کویر نسبت به اراضی زارعی و پسته زار بیشتر بوده است و دلیل این امر را هم می‌توان به شور بودن بیش از حد زمین‌های حاشیه کویر نسبت داد که پس از تغییر کاربری برای زراعت و پسته زار مقدار شوری آن‌ها پایین آمده است. بین میزان اسیدیته، آهک خاک و جرم مخصوص حقیقی خاک در کاربری‌های مختلف و همچنین عمق‌های مختلف خاک اختلاف معنی‌داری وجود نداشته است. هرچه از اراضی حاشیه کویر به سمت اراضی زراعی و پسته زار می‌رویم شاخص‌های جرم مخصوص ظاهری، میزان مواد آلی، ازت کل، فسفر قابل‌جذب، پتاسیم قابل‌جذب و میزان رطوبت خاک افزایش پیدا می‌کنند. تخلخل خاک در اراضی حاشیه کویری بیشتر بوده است و این تفاوت تنها در عمق 0-20 سانتی‌متری در کاربری اراضی حاشیه کویر نسبت به دو کاربری دیگر مشاهده گردید. هرچه از اراضی حاشیه کویر به سمت اراضی زراعی و پسته زار می‌رویم میزان کلسیم و منیزیم، سدیم، نسبت جذبی سدیم و همچنین شاخص فرسایش پذیری بادی کاهش پیدا می‌کنند. فصل اول: کلیات 1-1- مقدمه برنامه‌ریزی کاربری اراضی «علم تقسیم زمین و مکان برای کاربردها و مصارف مختلف زندگی» هست. برنامه‌ریزی کاربری زمین «مدیریت خردمندانه فضا به منظور بهینه سازی الگوی توزیع فعالیتهای انسان» است. رشد سریع جمعیت در دهه‌های اخیر و نیاز روزافزون انسان به مواد غذایی و تقاضا برای مواد خام در صنعت از مهم‌ترین چالش‌های بشر امروز هست و این امر علت اصلی گرایش به تغییر كاربری اراضی، كشاورزی با نهاده‌های فراوان، جنگل تراشی و استفاده از اراضی حاشیه‌ای شده است. از آنجایی كه این فعالیت‌ها به طور عمده بدون داشتن شناخت كافی از محیط خاك و در طول سالیان متمادی انجام گرفته است، باعث بروز اختلال و كاهش توانایی خاك در بازده مورد انتظار شده است. از این‌رو مسئله تخریب خاك یكی از مهم‌ترین و بحث‌انگیزترین مسائل دنیای امروز شناخته شده است به‌طوری‌که اكثر متخصصین بر این باورند كه تخریب خاك عامل اصلی كاهش تولیدات كشاورزی در واحد سطح و نیز تغییرات شدید بوم شناختی نظیر گرم شدن كره زمین، آلودگی‌های زیست‌محیطی و كاهش تنوع بومی زیستی هست (احمدی ایلخچی و همكاران، 1381). تغییر کاربری زمین می‌تواند تبدیل از یک نوع کاربری به نوع دیگر یعنی تغییرات در ترکیب و الگوی کاربری‌های زمین در یک منطقه و یا اصلاح یک نوع خاص کاربری زمین باشد (مایر[1] و همکاران،1996). تحلیل تغییر کاربری زمین شامل دو پرسش اصلی مرتبط باهم است«چه علل و محرک‌هایی باعث تغییر کاربری زمین می‌شود» و اثرات تغییر کاربری زمین (زیست‌محیطی و اجتماعی- اقتصادی) چیست؟ (رفیعیان و محمودی، 1389). در مناطق خشک و نیمه‌خشک با بارندگی­های کم یا متغیر (مستعد خشکی) که دارای بادهای شدید دوره­ای و تبخیر زیاد از سطح خاک می­­باشد، فرسایش خاک می­تواند به عنوان یک مشکل مطرح باشد. در چنین شرایطی خاک‌های نرم، خشک و عاری از پوشش گیاهی یا پوشش گیاهی تنک به راحتی توسط باد فرسایش می­یابد (نصیری محلائی و همکاران، 1383). بیش از یک سوم اراضی کره زمین دارای اقلیم خشک و نیمه‌خشک بوده و پدیده بیابان‌زایی در این مناطق در دهه‌های اخیر شدت یافته است. بخش عظیمی از کشور ایران را نیز بیابان‌ها تشكیل می‌دهند که معمولاً خاک آن‌ها شور بوده و بدون پوشش گیاهی یا دارای پوشش گیاهی خیلی کمی هستند. زمین‌های شور و نمکزار 113 هزار و 449 هکتار از اراضی استان یزد را به خود اختصاص داده است. زمین‌های شور در قسمت‌های خشک مرکزی ایران با ویژگی‌هایی مانند رطوبت و حاصل خیزی کم، شوری، تبخیر و تعرق زیاد شناخته می‌شوند. زیر کشت بردن این زمین‌ها ممکن است بر برخی از شاخص‌های کیفیت خاک تأثیر داشته باشد (فلاح زاده و حاج عباسی،1390). 2-1- تعریف مسأله استان یزد دارای اقلیم‌های متنوعی می‌باشد که اقلیم فرا خشک و بیابانی بخش اعظمی از این استان را در بر گرفته است. کمی نزولات جوی و زیاد بودن تبخیر سالیانه در برخی از مناطق این استان، پیدایش خاک‌های شور را در پی داشته است. (فلاح‌زاده و حاج‌عباسی، 1390)/ اثر مدیریت‌های متفاوت و تغییر كاربری اراضی بر نحوه عملكرد خاك در اكوسیستم از طریق شناسایی و بررسی تغییرات شاخص‌های كیفی خاك امكان‌پذیر می‌باشد. شناسایی و كاربرد شاخص‌های مناسب كه منعکس‌کننده اثر مدیریت بر ویژگی‌های كیفی خاك در كوتاه مدت باشند، راه حل مفیدی برای شناخت مدیریت‌های پایدار در هر منطقه به منظور جلوگیری از تخریب خاك، ایجاد و تثبیت تولید پایدار و حفظ محیط‌زیست می‌باشد (محمدی و نائل، 1384). از دهه 1950 ویژگی‌ها یا رفتارهای مختلف خاك به عنوان شاخص‌های كیفی مورد استفاده قرار گرفته است. شاید مهم‌ترین آن‌ها، میانگین وزنی قطر خاک دانه‌ها (MWD[1]) باشد كه اساساً برای توصیف كمی ساختمان خاك به كار می رود (كمپر[2] و روزنا[3]، 1986 و لی بیسونیس[4]، 1996 و لوی[5] و میلر 1997). از منحنی رطوبتی و به خصوص ارزیابی تغییرات شیب آن نیز به عنوان شاخص پایداری استفاده شده است (بای بوردی، 1372). مقایسه بین این شاخص‌های پایداری برای تعداد محدودی از خاک‌ها توسط صادقیان و همكاران (1386) نیز به عمل آمده است. منحنی رطوبتی خاک نیز مبین نبض رطوبتی خاک است، به‌طوری‌که در یک مزرعه با تعیین میزان رطوبت خاک می‌توان به پتانسیل آب خاک پی برده و میزان آب قابل‌استفاده گیاه را تعیین نمود. در حال حاضر جهت تعیین منحنی رطوبت خاک از روش صفحه فشاری[6] و روش کاغذ صافی[7] استفاده می‌شود (عبدالهیان نوقابی و برادران فیروز آبادی، 1380). 3-1- ضرورت انجام تحقیق تغییر كاربری یقیناً مهم‌ترین عاملی است كه حفاظت از اكوسیستم­های طبیعی را تحت تأثیر قرار می‌دهد (ویتوسک[1]، 1997). الگوی كلی تغیر كاربری به طور وسیع می­تواند در دو گروه اصلی جای گیرد: گروه اول شامل افزایش اراضی كشاورزی در پی تخریب اكوسیستم­های طبیعی و به ویژه جنگل به دلیل رشد جمعیت و افزایش نیاز جهانی به غذا؛ و گروه دوم، بهبود و بازیافتن اكوسیستم­هایی كه تحت تأثیر اراضی كشاورزی حاشیه‌ای خطرناك قرار دارند (ایزکوریدو [2]و ریکاردو[3]، 2009). خاک‌های اراضی حاشیه کویر به علت دارا بودن مواد آلی بسیار کم و ساختمان نامناسب، مورد توجه نبوده‌اند، ولی تغییر در مدیریت و كاربری آن‌ها و اعمال خاك ورزی، عموماً تأثیر عمده‌ای بر میزان ماده آلی و دیگر ویژگی‌های فیزیكی و شیمیایی خاك می‌گذارد. لذا تغییر كاربری زمین‌های حاشیه کویر به اراضی كشاورزی و پسته زار موجب افزایش درصد ماده آلی خاك می‌شود. ماده آلی تأثیر عمده‌ای در افزایش تولید محصول دارد و بر خصوصیات فیزیكی، شیمیایی خاك نیز تأثیر مستقیمی بر جای می‌نهد. ماده آلی خاك مانع از فروپاشی خاک دانه (عمادی[4] و همکاران، 2009)، کاهش فرسایش پذیری خاک (کای[5]، 2000 و سلیک[6]، 2005)، افزایش ظرفیت نگهداری آب (رومپل[7]، 2009)، افزایش نفوذپذیری خاك (مولین[8] و همکاران، 2007)، بهبود ساختمان خاك و ممانعت از تشكیل سله (کاسترو فیلهو[9] و همکاران، 2002) و بسیاری عوامل دیگر خواهد شد كه نتیجه نهایی آن‌ها در خاك، كاهش فرسایش (یوسفی فرد[10] و همکاران، 2004 و بهوپیندرپال[11]، 2007) است. از این رو تخریب خصوصیات فیزیكی خاك به دنبال كاهش ماده آلی روی می‌دهد. لذا با توجه به موارد مذکور و با توجه به این که زمین‌های شور بخش عظیمی از قسمت­های مرکزی ایران را در بر گرفته‌اند و تاکنون پژوهشی در مورد اثر احیاء و تغییر كاربری اراضی شور بر فرسایش پذیری و منحنی رطوبتی خاك در این مناطق انجام نشده است این تحقیق جهت بررسی اثر تبدیل اراضی منطقه چاه افضل واقع در حاشیه کویر سیاه کوه به اراضی زراعی و پسته زار بر فرسایش پذیری بادی و ‏منحنی رطوبت خاک انجام شد. [1] – Vitousek [2] – Izquierdo