به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « Soil Erosion » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • سید پدرام نی نیوا*، علی نجفی نژاد، حبیب نظرنژاد، آرش زارع گاریزی
    یکی از راهکارهای ارزیابی، مدل سازی با استفاده از مدل های کیفی است؛ اما عدم اطمینان در خصوص نتایج مدل های کیفی باعث شده است که کم تر به این مدل ها توجه شود. لذا این پژوهش به پیش بینی و تعیین وضعیت خطر فرسایش آبی حوزه آبخیز قرناوه با بهره گیری از رویکرد و مدل کیفی PAP/RAC و مقایسه نتایج آن با مدل RUSLE و هم چنین تعیین عامل های تاثیرگذار درنتیجه پیش بینی این مدل با روش میانگین گیری بیزین (BMA) به منظور تعیین کارایی نتایج مدل مذکور در راستای ارزیابی، شناسایی و اولویت بندی بهتر نقاط در معرض خطر فرسایش آبی و ارائه راهبردهای موثر حفاظت آب وخاک پرداخته است. نتایج پژوهش در خصوص مقایسه کلی نتایج دو مدل، اختلاف پیش بینی آنان را 20/56 کیلومترمربع بیان نمود اما مقایسه دقیق مکانی نقشه پیش بینی وضعیت خطر فرسایش آبی حاصل از دو مدل PAP/RAC و RUSLE نشان داد که 67/74 درصد تشابه مکانی در پیش بینی آنان مربوط به طبقه خیلی زیاد می باشد. هم چنین بررسی میزان تاثیرگذاری عامل های مدل (شیب، سنگ شناسی، کاربری اراضی و تراکم پوشش گیاهی) بروی نقشه پیش بینی خطر فرسایش با استفاده از رویکرد میانگین بیزین، گویای این می باشد که شیب با بالاترین جرم در الگوهای برتر توسعه داده شده در طبقه خیلی کم دارای تاثیر منفی و در طبقات متوسط، زیاد و خیلی زیاد دارای تاثیر مثبت بروی نقشه پیش بینی خطر فرسایش مدل PAP/RAC است؛ بنابراین با توجه به تاثیر عامل شیب در کل طبقات، جهت پیش بینی بهتر نیازمند دقت در طبقه بندی و ارزش گذاری متناسب با منطقه است چراکه نتایج خروجی مدل تاثیرپذیری بالایی را نسبت به این عامل دارد. لذا بر اساس نتایج این پژوهش می توان اعلام داشت مدل PAP/RAC با شرط دقت در تاثیرگذاری و طبقه بندی عامل های آن متناسب با کشور ایران، بهترین و ساده ترین مدل کیفی در جهت برآورد خطر فرسایش آبی حوزه های آبخیز فاقد یا با کمبود اطلاعات می باشد که با توجه به رویکرد توصیفی و رویکرد ادغام، ضمن پیش بینی خوب می تواند روند تغییرات حالت فرسایش را در هر طبقه نیز نشان دهد و ارائه راهبرد های موثر حفاظت آب وخاک در راستای کاهش روند و توسعه فرسایش خاک را میسر سازد و برای توسعه یک استراتژی جامع برای مدیریت پایدار حوضه استفاده شود.
    کلید واژگان: مدل های کیفی, میانگین گیری بیزین, معادله اصلاح شده جهانی فرسایش خاک, هدررفت خاک}
    Seyed Pedram Nainiva *, Ali Najafinejad, Habib Nazarnejad, Arash Zare
    Qualitative modeling is one of the methodologies employed for assessment. However, skepticism about the outcomes of such models has led to a reduction in their consideration. Consequently, this study employs the qualitative model approach of PAP/RAC to predict and determine the status of water erosion risk in the Qarnaveh watershed. This approach is juxtaposed with the RUSLE model, and influential factors are identified using Bayesian Model Averaging (BMA) to enhance evaluation, delineate vulnerable zones more effectively, and propose viable water and soil conservation strategies. Research findings revealed a 20.56 Km2 difference in predictions between the two models. Nonetheless, a meticulous spatial examination of water erosion risk prediction maps from both PAP/RAC and RUSLE models demonstrates a spatial congruence of 67.74%, predominantly within the "very high" category. Furthermore, the analysis of influential factors (slope, lithology, land use, and vegetation cover density) on the erosion risk prediction map, employing the Bayesian averaging approach, underscores slope as the most significant determinant in the developed superior patterns. In the PAP/RAC model, it exhibits adverse effects in the "very low" category but exerts positive influence in the "moderate," "high," and "very high" categories. In view of the significant influence of slope across all categories, it is therefore necessary to carefully classify and assess regional characteristics for refined predictions. Consequently, based on research findings, the PAP/RAC model emerges as the most efficacious and straightforward qualitative model for estimating water erosion risk in data-deficient watersheds, with precise consideration of its influential factors aligned with Iranian context. This methodological approach, which integrates descriptive and integrative techniques, not only facilitates precise prediction, but also facilitates the formulation of effective water and soil conservation strategies, thereby contributing to the development of a comprehensive strategy for sustainable watershed management.
    Keywords: Bayesian Averaging Model, RUSLE, Qualitative Models, Soil Erosion}
  • رضا بیات، افسانه عالی نژادیان بیدآبادی*، مجید صوفی، عباس ملکی، امید علی اکبرپور
    فرسایش آبکندی یکی از شکل های مهم و مخرب فرسایش آبی است که هنوز در مورد شکل گیری و گسترش آن ابهاماتی وجود دارد. این پژوهش با هدف شناسایی ویژگی های خاکی و غیرخاکی موثر بر آبکندهای جنوب نظرآباد در سال 1399 انجام شد. پس از بازدیدهای میدانی و به کمک تصویر گوگل ارث، مرز محدوده آبکندی شده ترسیم و تعداد 32 رشته آبکند انتخاب شد. یک نمونه ی خاک سطحی در محل دیواره بالاکند هر آبکند تهیه و آزمایش شد. مشخصات شکل شناختی حوزه آبخیز آبکندها (مساحت، محیط، شیب، ضریب شکل) با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی حاصل از تصاویر پهپاد تعیین شد. ویژگی های عمومی سطح خاک آبخیز آبکندها شامل تاج پوشش، خاک لخت و درصد بقایا با استفاده از پلات 1×1 متری تعیین و مشخصات شکل شناختی آبکند شامل طول، عرض و عمق آن اندازه گیری و حجم آبکند محاسبه شد. شناسایی عوامل موثر بر آبکندها با تحلیل مولفه های اصلی و رگرسیون خطی چند متغیره (روش گام به گام) در محیط MINITAB و روی 70 % مشاهدات انجام شد. رابطه بین حجم آبکندها به نمایندگی از مورفولوژی آن با ویژگی های خاک و مشخصات آبخیز آبکند بررسی و رابطه آن معرفی شد. برای اعتبارسنجی از 30 درصد باقیمانده نمونه ها  استفاده شد. تحلیل مولفه اصلی نشان داد که مشخصات  قابلیت هدایت الکتریکی، یون های محلول پتاسیم، سدیم، منیزیم و کلر، فرسایش پذیری خاک، تاج پوشش گیاهی، درصد خاک لخت و درصد اشباع بر توسعه آبکند تاثیر دارند. بر اساس نتایج تحقیق و به خصوص با تکیه بر ضریب کارایی نش-شاتکلیف، مدل معتبری توسعه داده نشد . مدل با ضریب همبستگی 0/59و چهار عامل پتاسیم، جرم مخصوص ظاهری، درصد بقایای گیاهی و درصد خاک لخت، توانست 35 درصد تغییرات حجم آبکند را توضیح دهد. تقویت و احیای پوشش گیاهی در منطقه توصیه می شود.
    کلید واژگان: آبخیز, بالاکند آبکند, فرسایش خاک, کارآیی مدل, هدررفت خاک}
    Reza Bayat, Afsaneh Alinejadian-Bidabadi *, Majid Soufi, Abbas Maleki, Omidali Akbarpour
    Gully erosion is one of the most important and destructive forms of water erosion, and there are ambiguities regarding its initiation and development. The study aimed to identify the soil properties and other factors affecting gullies of South Nazar Abad in 2021. After the field survey, based on the Google Earth images, gullied area boundary draw, 32 gullies were selected, and their location was recorded with the GPS. A surface soil sample was taken from head cut wall of each gully and general analyses were done. The gullies watershed boundaries and morphological characteristics including area, perimeter, and slope were extracted from the DM obtained from unmanned aerial vehicle (UAV) images. The general characteristics of the soil surface in the watershed of the gullies including canopy, bare soil, and residual percent were determined by 1 m x1 m plot. The gully length, width, and depth were measured and volumes were calculated. Modeling of factors affecting gullies was done using a multivariable linear regression model (step-by-step method) in MINITAB on 70% of observations. The relationship between the volume of gullies with gullies soil properties and watershed characteristics were investigated and a suitable gully development model (soil loss) was introduced. Also, in this research, 30% of the measured samples that were not used in the model construction were used for model validation. Percentage, RMSE, CRM, NSE, CD, MAE and drel statistics were used to determine model efficiency. Principal component analysis showed that EC, Na+, Cl-, K+, Erodibility, Mg++, canopy, bare soil, and SP characteristics had noticeable effect on gullies volume. Based on the results of the research and especially based on the Nash-Shutcliffe efficiency coefficient, no reliable model has been developed. Also, the presented model is valid based on the regression at the five percent significant level and according to the validation coefficients. The model with a correlation coefficient of 0.59 and four factors K+, bulk density, crop residues, and percent bare soil could explain 35% of the changes.Strengthening and restoring crop cover in the area is recommended.
    Keywords: Model Efficiency, Soil Erosion, Gully Headcut, Soil Loss, Watershed}
  • ارزیابی کشاورزی پایدار و اثرات آن در حفاظت از منابع آب و خاک (مطالعه موردی: بخش حمیل شهرستان اسلام آباد غرب)
    اشکان شفیعی*، آئیژ عزمی

    نتایج بدست آمده نشان می دهد که 6 عامل، 69 درصد واریانس شاخص های کشاورزی پایدار را تبیین می کند و مهمترین متغیرها آن اطلاع رسانی کافی در زمینه منابع طبیعی، احساس مسئولیت برای حفظ منابع طبیعی روستا، فعالیت تشکل های مردمی ، باروری مناسب خاک، میزان کمیت و کیفیت آب شرب، میزان کاهش منابع آبی روستا با مقدار ویژه 504/4 و درصد تبیین واریانس 085/16 نخسین و مهمترین عامل برای ارزیابی کشاورزی پایدار است. در زمینه شاخص های حفاظت از منابع آب و خاک متغیرهای رضایت از وضعیت شغلی ، درآمدهای جانبی، جایگزینی منابع دیگر در صورت وقوع خشکسالی، ، وضعیت مالی مطلوب کمک اقتصادی به بهره برداران مرتع در شرایط بحرانی، رضایت از عملکرد مدیران محلی مهمترین عامل با مقدار ویژه 547/8 و تبیین واریانس 580/28، می باشد. براساس نتایج رگرسیون بین شاخص های توسعه پایدار و حفاظت از منابع ارتباط معناداری وجود دارد و بعد اقتصادی با ضریب بتای 798 بیشترین تاثیر را دارد. همچنین میزان همبستگی عامل های مورد بررسی با حفاظت از منابع مثبت بدست آمد. تحلیل خوشه ای وT مستقل نشان داد که اغلب روستاها در شرایط نامناسب قرار دارند.

    کلید واژگان: کشاورزی پایدار, فرسایش خاک, عوامل اقتصادی و اجتماعی, سلامت زیست محیطی}
    Assessment of the effects of sustainable agriculture on water and soil resources (Case study: Homil District of Islamabad Gharb County)
    Ashkan Shafiee *, Aeizh Azmi

    The results of the research showed that 6 factors explain 69% of the variance of sustainable agriculture indicators, and awareness of natural resources, sense of responsibility for preserving the natural resources of the village, popular organizations in preserving natural resources, the quantity and quality of drinking water with a specific value of 4.504 and the variance explanation percentage of 16.085 are the most important factors in the evaluation of sustainable agriculture. In terms of water and soil resource protection indicators, variables of job satisfaction, acceptable income status, side incomes, income class gap and replacement of other resources in case of drought have a specific value of 8.547 and its variance explanation is 28.580. The regression results show that there is a significant relationship between sustainable rural development indicators and resource protection. With a beta coefficient of 798, the economic dimension has the greatest impact. Also, the correlation level of the studied factors with resource protection was positive and high. Based on cluster analysis and independent T, most of the villages are in poor conditions.

    Keywords: Sustainable Agriculture, Soil Erosion, Economic, Social Factors, Environmental Health}
  • محمدحسین قویمی پناه، لیلا غلامی*، عطاالله کاویان، سید حمیدرضا صادقی
    مقدمه و هدف

    در کشور اجرای اقدام های آبخیزداری، ارزیابی و بررسی تاثیرات فعالیت های انجام شده ی این طرح ها بر فرآیندهای حاکم بر آبخیز، ضروری است. حال آن که اساسا ارزیابی عملکرد اقدام های آبخیزداری به اندازه ی کافی در کشور انجام نشده است.

    مواد و روش ها

    این پژوهش در استان تهران در آبخیز کن با هدف شبیه سازی تاثیر اقدام های آبخیزداری بر متغیرهای آب شناختی، با استفاده از مدل SWAT انجام شد. از این رو، ابتدا اجرای اولیه مدل انجام شد و سپس واسنجی و اعتبارسنجی شد. در این پژوهش برای بهره گیری از دستورالعمل ها و توابع گوناگون هدف و نیز برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل از نرم افزارSWAT-CUP  استفاده شد. به منظور تعیین و مقایسه ی شرایط شبیه سازی با شرایط حاکم بر آبخیز از معیارهای ارزیابی مانند ضریب تبیین و ضریب کارآیی استفاده شد.

    نتایج و بحث:

    نتایج پژوهش نشان داد که کارایی مدل SWAT برای شبیه سازی آب شناختی آبخیز مطالعه ‍ شده قابل قبول بود. بنابراین مقدار ضریب تبیین در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/69 و 0/86 بود. هم چنین، مقدار شاخص نش-ساتکلیف در مرحله ی واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 0/85 و 0/93 به دست آمد. سپس اقدام های آبخیزداری در سطح آبخیز مطالعه شده شبیه سازی شد. نتایج این شبیه سازی نشان داد که رواناب سطحی در عملیات آبخیزداری به شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب 25، 23، 21 و 11%  کاهش یافت. همچنین، اندازه ی آب در دسترس در عملیات آبخیزداری به شکل بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب در مقایسه با شرایط اجرا نشدن این عملیات ها در سطح آبخیز 19، 21/3، 20/5 و 10/75 % بیشتر بود. بیش ترین اندازه ی تغییر جریان جانبی نیز در شرایط اجرای عملیات سنگی ملاتی بود. هم چنین اندازه ی تبخیر و تعرق با اجرای عملیات آبخیزداری بند توری سنگی، سنگی ملاتی، بانکت بندی و خشکه چین به ترتیب 20/19، 20/86، 19 و 10/87% افزایش یافت.

    نتیجه گیری و پیشنهادها:

    بر پایه ی نتایج این پژوهش در آبخیز کن می توان با اجرای اقدام های آبخیزداری مزبور، برنامه های مدیریتی و زیستی احتمال رخداد سیل و خسارت های ناشی از آن را تا حد زیادی کاهش داد.

    کلید واژگان: اقدام های آبخیزداری, شبیه سازی آب شناختی, فرسایش خاک, مدل مفهومی ارزیابی آب و خاک, مدل آب شناختی}
    Mohammadhossein Ghavimipanah, Leila Gholami *, Ataollah Kavian, Seyed Hamidreza Sadeghi

    Introduction and Goal:

    The implementation of watershed management practices in the country and the evaluation the conducted activities and effects investigation of these projects are essential on the governing processes at watershed. However, such an important approach has to be adequately considered.

    Materials and Methods

    Accordingly, the present study was planned with the simulation aim of the impact of watershed management practices on hydrological parameters using the SWAT model in the Kan Watershed in Tehran Province, Iran. Therefore, the first of the initial implementation of the model was carried out, and then it was calibrated and validated. In this research, SWAT-CUP software was used to usage of various instructions and objective functions and also to test and the model calibration and validation. In order to determination and comparison of the simulation conditions with the governing conditions on watershed applied the evaluation criteria such as the coefficient of explanation and the coefficient of efficiency.

    Results and Discussion

    The research results showed that the model efficiency was acceptable for the hydrological simulation of the studied watershed. So, the explanation coefficient for calibration and validation was with rates of 0.69 and 0.86 respectively. Also, the Nash-Sutcliffe index for the calibration and validation obtained with rates of 0.85 and 0.93, respectively. Then, watershed management practices simulated at the level of studied watershed. The simulated results showed that the surface runoff decreased with the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with the values of 25, 23, 21, and 11 percent, respectively. Also, the available water was more after the practices of watershed management in the form of gabion, masonry check dam, counter trench and loose- stone check dam with rates of 19.0, 21.3, 20.5 and 10.75 percent, respectively, compared to the absence conditions of these practices at the watershed level. Also, the maximum amount of flow changes observed in the practices conditions of masonry check dams. In addition, the evapotranspiration increased with implementation of gabion. masonry check dams, counter trench and loose- stone check dams with rates of 20.19, 20.86, 19.0 and 10.87 percent, respectively.

    Conclusion and Suggestions:

    Based on the results of this research in the Kan watershed, the flood possibility and the flood damages can be reduced by practices of the watershed management, management and biological programs.

    Keywords: Watershed Practices, Hydrologic Simulation, Soil Erosion, Soil, Water Assessment Tool, Hydrological Model}
  • Javad Chezgi *
    In order to achieve sustainable land management, there is a need to comprehensively investigate the factors affecting soil erosion. If there are critical areas in terms of SE in a watershed, by accurately identifying them, it will be possible and reasonable to control and fight against erosion. This research, used Multi-Criteria Decision Making models include AHP, ANP, and BWM in the GIS environment to determine the erosion prone areas. First, the effective factors on erosion were determined based on the opinions and case studies conducted in the area. In the following, the desired data were obtained from relevant organizations, field observations, and previous datasets. In the next step, questionnaires on the impact of criteria on erosion were sent to experts, and after completing the questionnaires, the relative importance of criteria was obtained in Expert Choses and Supper Decision software's. Next, maps were prepared and combined. Finally, the erosion-susceptibility map of the region was obtained. The results showed that the geological formation factor had the significant effect on the erodibility with a relative importance of 0.23. In the following, the area was classified into five classes in terms of sensitivity to erosion, and the areas with high sensitivity have the largest area. The results of the MADM models used in this research were evaluated using the MPASIC experimental method, which all were suitable, so they are capable of determining erosion-prone areas.
    Keywords: Soil Erosion, AHP, ANP, BWM, South Khorasan}
  • مرتضی اکبری*، علی اصغر طالبان فرد، مهسا پاکدین، مریم شاهرخی

    پژوهش حاضر با هدف ارزیابی شدت خطر بیابان زایی براساس مدل جهانی ESAs و ارائه راهبردهای مدیریتی مبتنی بر برنامه ریزی سناریو در خراسان رضوی انجام شد. در این تحقیق از 5 معیار اقلیم، خاک، پوشش گیاهی، فرسایش و مدیریت انسانی و 20 شاخص استفاده شد. امتیازدهی شاخص ها با استفاده از پرسشنامه و براساس نظرات کارشناسان، مدیران و افراد باتجربه در موضوع بیابان زایی و به همراه بازدیدهای میدانی صورت گرفت. ارائه راهبردها و استراتژی های مدیریتی نیز به روش دلفی، برنامه ریزی سناریو و در قالب پنل های کارشناسی انجام شد. نتایج نشان داد که معیار پوشش گیاهی با ارزش 419/1، بیشترین اهمیت را در گسترش بیابان زایی خراسان رضوی داشته است. سپس، معیارهای مدیریت انسانی، اقلیم، فرسایش و خاک نیز به ترتیب مهم ترین عوامل شدت خطر بیابان زایی بوده اند. بخش های شمال غربی استان به دلیل تغییرات شدید کاربری اراضی و شدت فرسایش آبی و بخش های مرکزی، شرقی و جنوبی نیز به دلیل استمرار خشکسالی، تخریب پوشش گیاهی و شدت فرسایش بادی در شرایط بحرانی بیابان زایی قرار دارند. این موضوع می تواند یک هشدار جدی برای مدیریت اراضی در خراسان رضوی باشد؛ لذا برای کاهش خطر بیابان ز ایی، 6 راهبرد مدیریتی و 41 استراتژی اجرایی در قالب سه رویکرد مبتنی بر توسعه پایدار و تحلیل سناریوهای آینده نگر پیشنهاد شد.

    کلید واژگان: آینده پژوهشی, تخریب سرزمین, روش دلفی, شاخص, فرسایش خاک}
    Morteza Akbari *, Aliasghar Talebanfard, Mahsa Pakdin, Maryam Shahrokhi
    Introduction

    Desertification is one of the most significant process of land degradation in all the world, especially in arid and semi-arid regions. In the United Nations Convention to Combat Desertification report (1994), Desertification is land degradation in dry-lands, resulting from various factors, including both climatic variations and human activities. This process is always associated with soil degradation, pollution and reduction of water resources, vegetation and other biological resources in natural and ecological conditions. Therefore, determining the main factors of this process can be very effective in proper land management. This research was conducted with the aim of zoning sensitivity areas to the desertification intensity based on ESAs model and providing management strategies based on scenario planning in Razavi Khorasan province.

    Materials and Methods

    In this research, five criteria such as climatic quality, soil, vegetation, erosion and management (human activities), and 20 indicators such as soil texture, soil depth, rock fragment, parent Material, vegetation density, fire risk, rainfall. drought, water and wind erosion, land use change, mining, livestock density in pasture, etc. were used. were used. Scoring and weighting of the indicators was done using a questionnaire and based on the expert opinions of specialists, executive managers and field experiments. The designed questionnaire included 21 questions, that classified in the form of 5 criteria of soil, climate, vegetation, erosion and management, which were distributed among the statistical population in two rounds. Management strategies and policies were also obtained in the Delphi method in the form of expert panels (brainstorming).

    Results and Discussion

    The results showed that the vegetation criteria with indicators such as the reduction of vegetation, the increase in the risk of fire in pastures and forests due to the continuous droughts of the past two decades and the increase in the intensity of wind and water erosion, with a value of 1.419, has had the greatest value and importance in expansion the intensity of desertification. After that, factors such as human activities (management), climate, erosion and soil respectively have had the greatest impact on the sensitivity areas to desertification in Khorasan Razavi province. In terms of the critical situation, the high percentage of the areas in the northwestern regions such as Quchan and Chenaran township due to the impacts of drought, severe changes in land use and water has become desertification. In the central, eastern and southern parts due to drought, land use changes, lack of optimal land management and wind erosion, main reason has been the expansion of desertification. Besides that, all the townships of Khorasan Razavi province have fragile conditions. This issue can be considered as an important and serious warning for the future management of Khorasan Razavi province. Therefore, in order to provide effective ways to deal with the intensity of desertification, based on the opinion of experts and specialists in the current research, by considering only the priority indicators of each of the criteria, the number of 10 cross matrix of the important indicators of each of the criteria, 20 scenarios, 6 strategies and more than 40 strategies were obtained. So that, by using the suggested strategies could be planned and managed according to regional and local conditions, to reduce the intensity of desertification.

    Conclusions

    The ESAs model uses four criteria of management, vegetation, soil quality and climate mainly to evaluate areas sensitive to desertification. So that, in this research, due to the importance of the erosion (water and wind erosion), for zoning map of sensitivity areas to desertification were used. In order to provide management plans (strategies and policy), to reduce and combat desertification in Khorasan Razavi province, management strategies such as; -sustainable management of vegetation, - water resources management and watershed management, - soil management, - livestock management and reduction of environmental hazards caused by human activities, -education, promotion and culture and sustainable management. Therefore, in this research, only the important strategies and policy that can provide a comprehensive vision of land management in Khorasan Razavi province, were suggested.

    Keywords: Delphi method, Futures studies, Index, Land degradation, Soil erosion}
  • Hamide Zahedikhah, Mohsen Armin*, Maleeha Mozayyan
    Aims

    Check-dams are one of the common structures to controlling soil erosion in Iran. Most of the studies related to check-dams are in the field of their main function, i.e. soil and water conservation, but in this study, we evaluated their capability in carbon sequestration, which has received very little attention.

    Material & Methods

     This study, which was conducted in the Nehzatabad watershed in Kohgiluyeh County, using the sediments deposited in 11 check-dams, the performance of these structures in Carbon Sequestration during the years 2017 to 2018 has also been investigated. The volume of sediments deposited behind the check-dams was measured, and then the resulting sediment yield was measured and then estimated for three different sediment trapping coefficients.

    Findings

    Results show that mean amount of measured sediment yield in the study check-dams is 0.13 t ha-1 y-1 which compared to mean annual soil erosion in Iran (16 t ha-1 y-1), soil erosion in the studied watershed is not very complicated. The estimated mean values for sediment yield in different check-dams are 0.26, 1.69 and 3.59 t ha-1 y-1 for different TE coefficient.The mean of SOC deposited in check-dams is 20637.79 g, which is equivalent to 12.9 and 2.16 m2 of oak forest in carbon sequestration and carbon dioxide absorption, respectively.

    Conclusion

    By building a large number of these dams in watersheds while controlling erosion and sedimentation, it is possible to deposit considerable carbon in these sediments and prevent the release of carbon dioxide as a greenhouse gas into the atmosphere.

    Keywords: Soil Erosion, Sediment Control, SOC, Carbon Dioxide, Climate Change}
  • فائزه کمری یکدانگی، عبدالواحد خالدی درویشان*، سهیلا آقابیگی
    حفاظت خاک نیازمند یک مدل و چهارچوب مناسب در ارزیابی فرسایش خاک و رسوب تولیدی براساس سناریوهای کاربری اراضی است. از این رو پژوهش حاضر با هدف بررسی حساسیت های مدل G2 نسبت به عامل فرسایش پذیری خاک در حوزه آبخیز معرف کسیلیان در بازه زمانی 2021-2001 انجام شد. نکاتی همچون استفاده از داده های پایگاه جهانی خاک و مقایسه با داده های نمونه برداری خاک، حذف فرسایش پذیری خاک در مناطق صخره ای و حذف داده های پرت ایجاد شده حاصل از خطای سیستماتیک در پژوهش حاضر لحاظ شد. نتایج نشان داد که به طور کیفی شدت فرسایش خاک برآوردی براساس هر یک از نکات مذکور، تماما در طبقه کمینه قرار داشت. نتایج اولیه شدت فرسایش خاک حاصل از داده های پایگاه جهانی خاک و روش IDW به ترتیب 31/4 و 33/4 تن در هکتار در سال بود که بر اساس آزمون t مستقل، اختلاف معنی داری با هم نداشتند. اما اثر سایر تغییرات شامل حذف فرسایش پذیری خاک در مناطق صخره ای و حذف داده های پرت بر تغییر مقادیر برآوردی فرسایش خاک با استفاده از آزمون های تحلیل واریانس یکطرفه و دانکن معنی دار (P<0.01) بود. شدت متوسط فرسایش خاک برآوردی حوزه آبخیز پس از رعایت نکات ذکر شده بیش از 65 درصد نسبت به نتایج اولیه کاهش یافت و به داده های کرت های فرسایش نزدیک تر شد. بر همین اساس می توان جمع بندی نمود که در کاربست مدل های فرسایش خاک، دقت و حساسیت ویژه در نحوه اجرا و رعایت نکاتی ضروری در خصوص نقشه عامل فرسایش پذیری خاک به منظور دست یابی به نتایج مناسب ضروری است.
    کلید واژگان: تحلیل حساسیت, داده های Soilgrid جهانی, رسوب دهی ویژه, فرسایش خاک, مدل های تجربی}
    Faezeh Kamari Yekdangi, Abdulvahed Khaledi Darvishan *, Soheila Aghabeigi Amin
    Soil conservation requires a suitable model and framework to assess soil erosion and sediment yield based on land use scenarios. Therefore, the present study was conducted with the aim of investigating the sensitivity of the G2 model to the soil erodibility factor in the Kasilian representative watershed in the period of 2001-2021. Points such as the use of global soilgrid database and comparison with soil sampling data, removal of soil erodibility in rocky areas, and removal of outlier data created by systematic error were included in the current research. The results showed that qualitatively, the rate of soil erosion estimated based on each of the mentioned points was completely in the minimum category. The initial results of the soil erosion rate obtained from the global soilgrid database and the IDW method were 4.31 and 4.33 t ha-1 y-1, respectively, which were not significantly different based on the independent t test. But the effect of other changes, including removal of soil erodibility in rocky areas and removal of outlier data on the change of soil erosion estimates using one-way ANOVA and Duncan's tests were significant (P<0.01). The estimated average rate of soil erosion in the watershed after following the mentioned points was reduced by more than 65% compared to the initial results and became closer to the data of erosion plot.
    Keywords: empirical model, Global Soilgrid Data, Sensitivity analysis, Soil erosion, Specific Sediment Yield}
  • اردوان زرندیان*، رویا موسی زاده، مجید رمضانی مهریان، سید قاسم قربان زاده زعفرانی
    فرسایش خاک و رسوب گذاری در آبخیز در صورت تشدید می توانند پیامدهای محیط زیستی سنگینی به همراه داشته باشند. هدف این تحقیق معرفی یک روش مدل سازی با کاربرد در برآورد میزان تغییرات در فرسایش خاک در طول زمان و ارزیابی اثر پوشش گیاهی بر فرسایش در محدوده های بحرانی است. در این تحقیق برای مدل سازی هم زمان تغییرات پوشش گیاهی و فرسایش خاک از مدل سامانه پشتیبان سیاست گذاری جهانی آب (WWPSS)، استفاده شد. برای ارزیابی تغییرات پوشش گیاهی در بازه زمانی 2020-2000 از داده های پایگاه داده های مدل که از تصاویر ماهواره ای MODIS VCF اخذ می گردد، استفاده شد. همچنین برای سنجش مقدار و تغییرات در فرسایش خالص خاک (فرسایش منهای رسوبگذاری در همان محل) در دو وضعیت پایه و جاری (قبل و بعد از کاهش پوشش گیاهی)، از نقشه ها و محاسبات حاصل از اجرای مدل بهره گرفته شد. بر اساس یافته های این تحقیق، میانگین درصد پوشش علفی- مرتعی حوضه مورد مطالعه در بازه زمانی مورد نظر، از 36/78% در شرایط پایه (سال 2000) به حدود 47% در شرایط موجود کاهش یافته است. مقدار میانگین فرسایش خالص خاک در دو زیر حوضه آجی چای و مردوق چای به ترتیب بیش از 277% و 33% افزایش یافته است که این دو زیرحوضه را در میان چهار زیرحوضه مورد مطالعه به عنوان محدوده های بحرانی فرسایش خاک تعیین می نماید. درمجموع همان گونه که انتظار می رفت، اتلاف 40 درصدی پوشش گیاهی در محدوده مورد مطالعه، پیامدهای مخاطره آمیزی را طی دوره زمانی موردبررسی بجای گذاشته است و به صورت تجمعی منجر به تخریب بیش از 8 میلیون تن خاک طی 15 سال شده است. روش به کار گرفته شده در این تحقیق می تواند با کاربرد در ارزیابی های کمی و سریع محیط زیستی که نیازمند تعیین کمیت های دقیق تری از پیامد های محیط زیستی مانند فرسایش خاک هستند، مفید واقع گردد.
    کلید واژگان: پوشش گیاهی, فرسایش خاک, مدل سازی, مدل WWPSS, حوضه آبخیز شرق دریاچه ارومیه}
    Ardavan Zarandian *, Roya Mousazadeh, Majid Ramezani Mehrian, Seyed Ghasem Ghorbanzadeh Zaferani
    Heavy soil erosion and sedimentation at the watershed level can trigger intense environmental consequences. This research proposes a modeling technique to estimate changes in incremental soil erosion over time and evaluate the effect of vegetation cover on soil erosion in critical areas. For this, the study employed the Water World Policy Support System (WWPSS) for simultaneous modeling of changes in vegetation cover and soil erosion. Changes in vegetation cover from 2000 to 2020 were studied by extracting data from the model databases received from MODIS VCF satellite images. The study further used maps and calculations of the run model to measure the amount of net soil erosion (erosion minus sedimentation in the same place) and subsequent change in its level under two baseline (before loss of vegetation cover) and current (post-vegetation loss) situations. It was found that the average percentage of grass-pasture cover in the studied watershed has declined from 78.36% (under the baseline situation in 2000) to about 47% (under the current situation). The average amount of net soil erosion in the two sub-watersheds of Aji Chai and Marduq Chai has increased by more than 277% and 33%, respectively, signifying them to be the most vulnerable sub-watersheds (among all the four studied sub-watersheds) to soil erosion at critical areas. Overall as expected, a 40% loss of vegetation in the studied watershed has provoked adversely hazardous consequences during the studied period while cumulatively leading to over 8 million tons of soil deterioration in 15 years. The proposed method is assumed to be advantageous by providing quantitative and rapid environmental assessments that entail precise quantification of environmental consequences like soil erosion.
    Keywords: Vegetation, Soil Erosion, modeling, WWPSS Model, East Lake Urmia Watershed}
  • سپیده ابریشم کش*، معصومه زحمتکش، نفیسه یغمائیان مهابادی، حسین اسدی

    فرسایش خاک در مناطق بالا دست، نقش مهمی در ورود رسوبات به سد ها دارد. تجمع رسوبات موجب کاهش عمر مفید سد، مشکلات زیست محیطی و تشدید سیلاب می شود. میزان فرسایش علاوه بر اقلیم، توپوگرافی، پوشش گیاهی و مدیریت اراضی به خصوصیات خاک و فرسایش پذیری آن نیز بستگی دارد. در این پژوهش، عامل فرسایش پذیری خاک و همچنین توزیع مکانی آن در بخشی از حوضه آبخیز علی آباد رودبار در بالادست سد سفیدرود، با استفاده از توابع انتقالی مختلف شامل KUSLE، KEPIC و KDg بررسی شد. نمونه های خاک از عمق صفر تا 10 سانتی متری برداشته و توزیع اندازه ذرات اولیه خاک، میزان کربن آلی و پایداری خاکدانه ها اندازه گیری شد. عامل فرسایش پذیری معادله جهانی هدر رفت خاک  (KUSLE) به دو شکل با و بدون کد های ساختمان و نفوذ پذیری محاسبه و به ترتیب KUSLEi و KUSLEf نامیده شدند. نتایج نشان داد که خاک های مورد مطالعه عمدتا دارای بافت سبک بوده و KUSLEi  در دامنه 011/0 تا 040/0 تن ساعت بر مگا ژول میلی متر برآورد گردید. کم ترین عامل فرسایش پذیری به KDg تعلق داشت که به طور معنی دار کم تر از عامل فرسایش پذیری محاسبه شده با سایر توابع انتقالی بود. تمامی عوامل فرسایش پذیری محاسبه شده دارای همبستگی معنی دار منفی با میانگین وزنی قطر خاکدانه بودند که  KUSLEi و KDg به ترتیب بیش ترین و کم ترین همبستگی با MWD  را داشتند. تمام عامل های فرسایش پذیری دارای وابستگی مکانی از درجه متوسط بودند اما KUSLEi  وابستگی مکانی قوی را نشان داد. بنا بر این در مجموع می توان نتیجه گرفت که نقشه پهنه بندی KUSLEi ،  تهیه شده توسط روش کریجینگ، می تواند شاخص مناسبی از فرسایش پذیری خاک های منطقه مورد مطالعه باشد

    کلید واژگان: فرسایش خاک, پایداری خاکدانه, توابع انتقالی, میانگین وزنی قطر خاکدانه, وابستگی مکانی}
    Sepideh Abrishamkesh *, Masoomeh Zahmatkesh, Nafiseh Yaghmaeian, Hossein Asadi

    Soil erosion in upstream areas has an important role in sediment entry to dams. Sediment accumulation result in decreases of dam service life, environmental problems, and acceleration of floods. In addition to climate, topography, vegetation cover and land management, soil erosion amount depends on soil characteristics and its erodibility.  In this research, soil erodibility factor and its special distribution was assessed by using of various pedotransfer functions including KUSLE, KEPIC and KDg in a part of Aliabad watershed of Roodbar, located at upstream of Sefidrood dam. The soil samples were collected from 0-10 cm depth and size distribution of soil primary particles, organic carbon content, and aggregates stability were measured. The KUSLE was calculated in two ways without codes of soil structure and permeability, and with respective codes, named as KUSLEi, and KUSLEf, respectively. The results showed that studied soils generally had coarse texture, and KUSLEi was estimated low to moderate in range of 0.11 to 0.040 ton h MJ-1 mm-1. The least soil erodibility factor belongs to KDg, which was significantly lower than the soil erodibility factors calculated by other pedotransfer functions. All of the calculated erodibility factors had significant negative correlation with mean weight diameter of aggregates which KUSLEi and KDg showed the most and least correlation with MWD, respectively. All of the erodibility factors had moderate spatial dependence, however KUSLEi showed strong spatial dependence. Therfore, it generally can be concluded that zoning map of KUSLEi  generated via kriging can be a suitable indicator of the studied soils erodibility.

    Keywords: Soil Erosion, Aggregate stability, Pedotransfer function, mean weight diameter of aggregate, Spatial dependence}
  • عاطفه اصغرپور، سعید نجفی*، حبیب نظرنژاد

    در مطالعات اولیه منشایابی رسوبات، بهینه سازی ترکیب ردیاب های انگشت نگار مورد توجه قرار نگرفته است. به همین دلیل ترکیب های انگشت نگاری متفاوت، منجر به تخمین هایی متفاوت از سهم منابع مختلف در تولید رسوب در یک منطقه مورد مطالعه خواهد شد. بر همین اساس در این پژوهش با استفاده از رویکرد پالایش چندمرحله ای ردیاب ها و کاهش عدم قطعیت به تعیین ترکیب بهینه انگشت نگار در حوزه آبخیز ایده لو در استان زنجان پرداخته شد. از این رو پایداری غلظت ردیاب ها و توانایی آن ها در تفکیک منابع با استفاده از نسبت های تغییرپذیری، آزمون پایداری و آزمون دامنه بررسی و در نهایت ترکیب انگشت نگار پایدار به عنوان ترکیب بهینه مشخص شد به طوری که متفاوت با ترکیب انگشت نگار حاصل از روش های مرسوم قبلی در مطالعه مشابه در حوزه ی آبخیز ایده لو بود. هم چنین سهم نسبی منابع سنگ شناسی در تولید رسوب با استفاده از رویکرد پالایش چندمرحله ای ردیاب ها، 49، 32 و 19 درصد به ترتیب برای واحدهای سنگ شناسی رسوبات رودخانه ای جوان، مارن و تراس های آبرفتی قدیم بود که این نتایج متفاوت با نتایج حاصل از مطالعه مشابه به روش مرسوم قبلی به ترتیب با مقادیر مقادیر 11، 85 و 4 درصد بود. به طور کلی عدم مطابقت نتایج استفاده از دو رویکرد، نشان از اهمیت کاربرد رویکرد کاهش عدم قطعیت در انگشت نگاری رسوب دارد.

    کلید واژگان: انگشت نگار ترکیبی رسوب, حفاظت آب و خاک, مدیریت فرسایش و رسوب, منشایابی رسوب}
    Atefeh Asgharpour, Saeed Najafi*, Habib Nazarnejad

    In previous sediment fingerprinting studies, optimization of tracer signatures are not considered. Therefore, with different composite fingerprints, the amount of contribution from different sediment sources can be different from each other. Accordingly, the optimal composite fingerprint was determined using an approach of multi-stage refinement of tracers and reduction of uncertainties in the Idelo watershed in Zanjan province. In this approach, the ability and conservative behavior of tracers to separate sources are evaluated using variability ratios, conservatism test, range test, and finally, the conservative composite fingerprint as optimal composite fingerprint was determined. The detected composite fingerprint based on the introduced approach was different from a composite fingerprint obtained from conventional methods. Also, based on the aforesaid approach the related contribution of the geologic units in sediment yield were estimated 49, 32 and 19 percent for young alluvial deposits, red gypsiferous marl and old alluvial clastic, respectively. These results were different from those obtained using conventional and old fingerprinting methods with 11, 85 and 4 percent contribution in sediment yield for the aforementioned geologic units respectively. Generally, these results highlight the importance of applying the approach of multi-stage refinement of tracers and uncertainty reduction in determining the optimal composite fingerprinting of sediment.

    Keywords: Composite sediment fingerprint, Optimum composite, Sediment source ascription, Soil, water conservation, Soil erosion, sediment management}
  • فریدون سلیمانی*، مهین کله هوئی، دادور لطف الله زاده
    مقدمه و هدف

    امروزه نابودی منابع طبیعی یکی از مهم ترین و جدی ترین چالش های فرا راه برنامه های توسعه است. فرسایش خاک یکی از فرآیندهایی است که منابع خاک و آب کشور ما را به صورت مستقیم و غیرمستقیم شدیدا تهدید می کند. فرسایش آبی با شکل های مختلفی روی زمین نمایان می شود که یکی از شکل های پیشرفته آن آبکندها است. فرسایش آبکندی از فرآیندهای مهم نابودی خاک است که در اقلیم های مختلف سبب ازبین رفتن قابل ملاحظه ی خاک و تولید رسوب فراوان می شود. هدف از این پژوهش بررسی ویژگی های ریخت شناسی آبکندهای استان خوزستان و نقش عامل های تاثیرگذار آن بر گسترش مناطق آبکندی است.

    مواد و روش ها

    نخست، با جمع آوری داده های موجود و انطباق آن ها با داده های تصویرهای ماهواره ای و سایر داده ها، مناطق آبکندی استان رسم شد. بازدید اولیه ی میدانی برای صحت و سقم این مناطق و تصحیح مرزهای آبکندی انجام شد. از کل مساحت استان خوزستان 6350179 هکتار در اقلیم خشک بیابانی و بیش از 33862 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. اقلیم گرم نیمه خشک نیز حدود 12/1% استان را فرا گرفته است و 16116 هکتار آن تحت تاثیر فرسایش آبکندی است. پس از تعیین مساحت آبکندها و تفکیک مساحت های بیشتر و کم تر از 500 هکتار، به دلیل اختلاف در شکل ظاهری، پستی بلندی و پوشش گیاهی، از اقلیم گرم و خشک بیابانی و گرم و نیمه خشک به ترتیب دو و یک منطقه معرف و از هر معرف دو تکرار انتخاب شد. نیم رخ های عرضی و طولی آبکندهای معرف و تکرار، رسم شد و پس از نمونه برداری خاک، کلیه ویژگی های شکل شناسی آبکندها اندازه گیری شد.

    نتایج و بحث

    براساس نتایج، آبکندهای استان بیشتر در دشت های با شیب کم با خاک عمیق و بافت شنی لومی، سیلت و یا سیلت لومی با زمین های مرتعی و گاهی زراعی و سطح مقطع U شکل به وجود آمده است. آبکندهای درخزینه و روستای شریف، با اندازه های 1260 و 912 سانتی متر و آبکند درخزینه با اندازه ی 420 سانتی متر بیش ترین عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. هم چنین آبکندهای چغازنبیل، درخزینه و چغازنبیل با اندازه های 30 سانتی متر کم ترین عمق و عرض بالا و پایین را داشتند و عمق در مقطع طولی 75% بود. نیم رخ عمومی پنجه ای و از نظر عمقی در رده ی آبکندهای با عمق متوسط و راس عمودی بودند.

    نتیجه گیری و پیشنهادها

    می توان نتیجه گرفت ویژگی های ذاتی خاک، سازند و جنس زمین شناسی، اقلیم، شدت بارندگی به عنوان عامل های طبیعی و نابودی پوشش گیاهی، تغییر کاربری زمین ها و نبودن مدیریت صحیح، عملیات غیراصولی جاده و پل سازی، احداث و نصب تاسیسات نفتی و حتی تیرهای برق به عنوان عامل های انسانی در روند گسترش آبکندها نقش دارند؛ اما تنوع و تغییر تعداد و اندازه ی تاثیر عامل های مختلف از نقطه ای به نقطه دیگر و متفاوت بودن سهم مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش خندق ها در تبعیت از شرایط زمین محیطی است. این شرایط ایجاب می کند که پژوهش های بیشتری برای شناسایی هر چه بهتر عامل های موثر در رخداد فرسایش خندقی و اندازه ی مشارکت آن ها در شکل گیری و گسترش این پدیده در نقاط مختلف و با شرایط زمین محیطی متفاوت اجرا شود.

    کلید واژگان: چغازنبیل, ریخت شناسی اقلیمی, فرسایش خاک, کاربری زمین, نیم رخ عمومی}
    Freidoon Soleimani *, Mahin Kalehhouei, Dadvar Lotfollazadeh
    Introduction and Objective

    Today, the destruction of natural resources is one of the most important and serious challenges facing development programs. Soil erosion is among the processes that directly and indirectly threaten our country's soil and water resources. Water erosion appears on the earth in different forms, one of the advanced forms of which is the gulies. Gully erosion is one of the important processes of soil destruction, which in different climates causes significant soil losses and the production of large amounts of sediment. The purpose of the present research is to investigate the morphological characteristics of the gullies of Khuzestan province and the role of its influencing factors in the expansion of the gully areas.

    Materials and Methods

     First, by collecting available data and comparing it to satellite image and other data, the province's gullies have been defined. The first field visit focused on verifying the integrity of these areas and correcting the gullies boundaries. The total area of Khuzestan province approximately is 64000 km2 in the dry desert climate, and more than 33,862 ha of it is under the influence of gully erosion. The hot semi-arid climate also covers approximately 12,1% of the province and 16,116 ha have experienced gullies erosion. After determining the area of gullies and dividing the areas above and below 500 ha, due to the difference in appearance, topography, and vegetation, 2 and 1 representative areas were selected from the hot-dry desert and hot-semi-arid climates, respectively, and 2 replicates were selected from each representative. Longitudinal and cross-sectional profiles of representative and replicated gullies were drawn and after soil sampling, all morphological features of the gullies were measured.

    Results and Discussion

    According to the results, most of the gullies of the province have been created in the plains with a low slope with deep soil and loamy sand texture, silt or silt loam with pasture, and sometimes agricultural land and U-shaped cross-section. Darkhazine and Sharif gullies, with 1260 and 912 cm, and Darkhazine gullies with 420 cm value have the maximum width of top, bottom and depth in the cross-section of 75%. Also, the gullies of Choghazanbil, Darkhazine and Choghazanbil with values of 30 cm have the lowest depth, top and bottom width in the cross-section area of 75%. The overall profile is scratched, and in terms of depth class, they are in the category of medium-deep gullies with a vertical top.

    Conclusion and Suggestions

    Intrinsic characteristics of soil, formation and geological type, climate, intensity of rainfall as natural factors, and destruction of vegetation, land use change and the lack of proper management, unprincipled road and bridge construction operations, construction and installation of oil facilities and electricity bars as human factors have played a role in the process of gully expansion. However, the diversity and change of the number and degree of influence of different factors from one point to another and the difference in their participation in the formation and expansion of the gully are based on the environmental conditions of the land. These conditions require that more research be carried out to identify as many factors as possible in the phenomenon of gully erosion and their participation in the formation and expansion of this phenomenon in different places and with different environmental conditions.

    Keywords: ChoghaZanbil, General profile, land use, Morphoclimatic, soil erosion}
  • آزاده کاتبی کرد، سید حمیدرضا صادقی*، ویجی پی سینگ
    مقدمه و هدف

    فرسایش خاک موجب کاهش حاصل خیزی زمین، تضعیف پوشش گیاهی، رسوبگذاری، تغییر شکل و پر شدن آبراهه ها به دلیل تجمع بیش از حد ناشی از سیل و کاهش کیفیت آب می شود. لذا تخمین صحیح فرسایش خاک در مدیریت آبخیزها بسیار ضروری است. در میان مدل هایی که برای پیش بینی فرسایش در مقیاس رگبار پیشنهاد شده است، یکی از پرکاربردترین آن ها، نسخه اصلاح شده رابطه جهانی فرسایش خاک (RUSLE) است. به دلیل اهمیت عامل LS در آبخیزهای کوچک و با توپوگرافی پیچیده بر نتایج مدل RUSLE، در این نوشتار فرسایش خاک حاصل از کاربرد چهار روش مختلف محاسبه عامل توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفت.

    مواد و روش ها

    فرسایش خاک با استفاده از مدل RUSLE و چهار روش محاسبه عامل LS شامل Moore et al. (1991)، Desmet and Govers (1996)، Boehner and Selige (2006) و روش دستی برای 38 رگبار ثبت شده طی سال های 1390 تا 1398، در حوزه آبخیز گلازچای واقع در استان آذربایجان غربی محاسبه شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که مقدار متوسط عامل توپوگرافی برای روش های Moore et al. (1991)، Desmet and Govers (1996)، Boehner and Selige (2006) و روش دستی به‎ترتیب 9/91، 5/26، 13/29 و 6/54 بوده است. تحلیل مقایسه نتایج روش های مورد استفاده با شیوه دستی نشان می دهد که نسبت متوسط مقادیر برآوردی از 0/80 تا 2/03 متغیر بوده است. با مقایسه مقدار متوسط نقشه های LS با روش دستی به عنوان روش مبنا و محاسبه میزان خطا مشخص شد که روش Desmet and Govers (1996) با حداقل اختلاف، در تخمین عامل توپوگرافی و نهایتا مقدار متوسط فرسایش خاک حاصل از رگبارهای مطالعاتی موفق تر بوده است. در این پژوهش علی رغم وجود اختلاف در مقادیر فرسایش خاک، الگوی مکانی تقریبا یکسانی در همه روش ها مشاهده شد.

    نتیجه گیری

    تحلیل نتایج حاصل از روش های مختلف برآورد عامل توپوگرافی برای حوزه آبخیز گلازچای اشنویه دلالت بر تاثیر قابل توجه روش های مورد بررسی در مقدار فرسایش خاک برآوردی و ضرورت انتخاب روش مناسب محاسباتی برای دست یابی به مقادیر صحیح فرسایش خاک برای جلوگیری از خطا و کمینه سازی عدم قطعیت ها دارد. برآورد نادرست فرسایش خاک موجب مدیریت ناصحیح حوزه های آبخیز و هدررفت هزینه و انرژی می شود. پژوهش حاضر از لحاظ ارزیابی مقایسه ای اثر روش های محاسباتی مختلف یکی از عامل های حساس رابطه جهانی فرسایش خاک و نسخه های مختلف آن بر میزان هدررفت خاک برآوردی در مقیاس رگبار و حوزه آبخیز جدید و از حیث معطوف سازی توجه کارشناسان اجرایی و برنامه ریزان محلی در ضرورت انتخاب روش محاسباتی مناسب نوآوری دارد. اگرچه انجام مطالعات گسترده تر برای بررسی سایر روش های محاسبه LS و حتی دیگر عوامل RUSLE، در مقیاس های مکانی مختلف به منظور مقایسه دقیق تر مقدار فرسایش خاک و ارایه جمع بندی های جامع پیشنهاد می شود.

    کلید واژگان: حوزه آبخیز گلازچای, شکل و نیم رخ دامنه, عامل پستی و بلندی, فرسایش خاک, مدل RUSLE}
    Azadeh Katebi Kord, Seyed Hamidreza Sadeghi*, Vijay P. Singh
    Introduction and Objective

    Soil erosion reduces soil fertility, weakens vegetation, deposits sediments, deforms and fills rivers due to floods, and reduces water quality. Therefore, the precision of soil erosion estimation is essential for proper watershed management. Among all-soil erosion prediction models proposed for storm-scale, one of the most widely used is the Revised Universal Soil Loss Equation (RUSLE). Due to the importance of the LS factor in small watersheds with complex topography on the final estimation of the RUSLE model, in this current research, the soil erosion results were obtained from four different LS factor methods were investigated.

    Material and Methods

    Soil erosion obtained by the RUSLE model and four methods of LS factor calculation including the Moore et al. (1991), Desmet and Govers (1996), Boehner and Selige (2006), and manual method; for 38 storm events recorded during 2011 to 2019 for the Galazchai Watershed, West Azerbaijan Province, Iran.

    Results

    The results showed that the mean of the topographic factor for Moore et al. (1991), Desmet and Govers (1996), Boehner and Selige (2006), and manual methods were 9.91, 5.26, 13.29, and 6.54, respectively. Comparison analysis of the methods used by the manual method showed that the ratio of the estimated mean values varied from 0.80 to 2.03. Comparing the mean of LS maps with the manual method as the basic method and calculating error estimation found that Desmet and Govers' (1996) method was more successful in the LS factor estimation, resulting in better estimation of soil erosion for the study storm events. Despite the difference in soil erosion values, almost the same spatial pattern was observed in all methods.

    Conclusion

    Analysis of the results obtained from different LS factor methods in the Galazchai Watershed verified the significant effect of the studied methods on the estimated soil erosion. Therefore, soil erosion studies need to select an appropriate method to achieve precise soil erosion to prevent errors and minimize uncertainties. Incorrect estimation of soil erosion leads to erroneous management of watersheds and loss of money and energy. The present study is new in term of comparative evaluation of one of the sensetive factors in USLE and its different versions on the estimated storm-wise soil loss at the watershed scale. It is also innovative in viewpoint of focusing on the necessity of selection of appropriate computational methods for the local managers and experts. Extensive studies are recommended to investigate other methods of calculating LS, and even other RUSLE factors at different scales are recommended for a better conclusion.

    Keywords: Galazchai watershed, Plan, profile curvature, RUSLE model, Soil erosion, Topographic factor}
  • سمیرا بساطی*، حاجی کریمی، غلامعلی احمدی، نورالدین رستمی

    بررسی هوازدگی و مقاومت واحدهای سنگی نسبت به فرسایش از اهمیت زیادی برخوردار است؛ زیرا شناخت علمی و تجربی از مقاومت سنگ ها در منطقه و در نتیجه رتبه بندی آن ها نسبت به یک دیگر و هم چنین مقاومت آن ها نسبت به عوامل فرساینده می تواند کمک شایانی در جهت ارزیابی مقاومت سنگ ها و پیشنهاد راهکارهای مدیریتی در کنترل بهینه میزان فرسایش در منطقه داشته باشد. به همین دلیل این مطالعه با هدف بررسی هوازدگی و رتبه بندی مقاومت توده سنگ سازندهای زمین شناسی به فرسایش در منطقه اسلام آباد غرب انجام شد. در این پژوهش هوازدگی با روش لوییس پلتیر با استفاده از نقشه های هم دما و هم بارش که در محیط سامانه اطلاعات جغرافیایی با داده های اقلیمی تهیه شدند، مورد بررسی قرار گرفت و برای بررسی مقاومت واحدهای سنگی از ویژگی های ذاتی مواد تشکیل دهنده سنگ ها شامل ترکیب کانی شناسی و بافت استفاده شد. در مرحله آخر بررسی و تفسیر نتایج و در نهایت طبقه بندی سنگ ها و سازندهای موجود در منطقه مورد مطالعه با توجه به منابع علمی به روش کیفی انجام شد. نتایج نشان داد که از نه وضعیت مورفوژنتیکی موجود در مدل پلتیر، دو وضعیت نیمه خشک و ساوان در شرایط اقلیمی منطقه اتفاق می افتد، با توجه به نمودار پلتیر و مقدار بارش و دمای منطقه مورد مطالعه رژیم غالب در منطقه هوازدگی متوسط شیمیایی و هوازدگی خیلی کم است و از نظر مقاومت واحدهای سنگی نسبت به فرسایش، سنگ آهک آسماری و آهک دولومیتی شهبازان مقاوم به فرسایش و نهشته های آواری غیرپیوسته شامل انواع رسوبات آبرفتی بستر و دشت سیلابی رودخانه ها، پادگانه و مخروط افکنه های آبرفتی حساس به فرسایش هستند. به طورکلی منطقه مورد مطالعه به فرسایش حساس است و انواع فرسایش ها در منطقه دیده می شود که اجرای برنامه های حفاظت خاک و انتخاب روش های مبارزه متناسب با شرایط منطقه را ضروری می نماید.

    کلید واژگان: حساسیت به فرسایش, حفاظت خاک, رتبه بندی سنگ ها, فرسایش خاک, هوازدگی سنگ ها}
    Samira Basati *, Haji Karimi, GholamAli Ahmadi, Noredin Rostami
    Introduction

    The effects of weathering and erosion on Quaternary rocks and deposits depend on several factors, some of which are related to the nature of the rock and other factors are related to the external environment. Investigating all of the erosive factors is difficult and complex, therefore, the effective factors should be prioritized and taken into account in order to be able to determine a statistical relationship between the erosive factors and sediment statistics. Investigating the weathering and erodability of rock units is very important because of scientific and experimental knowledge of the rock's erodability in the region and as a result, their ranking and also their resistance to erosive factors can be a great help in evaluating the erodibility of rocks and for decision-making about the erosion control project in the region. For this reason, this study was conducted with the aim of investigating the weathering and rating of the rock mass resistance of geological formations to erosion in the West Islamabad region.

    Materials and Methods

    In this research, the role of weathering was investigated with the Lewis Peltier method using isotemperature and isohyetal maps that were produced in the ArcGIS environment using climatic data. Various parameters can be effective in weathering processes, the most important of which are average temperature and annual precipitation, and Peltier models are also created based on these two parameters. For analyzing the resistance of stone units, the inherent characteristics of the parent materials which include mineralogical composition and texture were used. The types of stones and formations in the region were identified using geological maps and Google Earth. In the last stage, the analysis and interpretation of the results and finally the classification of rocks and formations in the study area were done using a qualitative method.

    Results and Discussion

    According to the Peltier diagram and the precipitation and temperature of the study area, the results showed that the prevailing regime in the area is moderate chemical weathering. Also, out of the nine morphogenetic states in the Peltier model, two semi-arid and savanna states occur in the climatic conditions of the region. The study area is diverse in terms of rainfall due to its topography condition. The highest rainfall and the lowest temperature belong to the northern part of the region, and the highest annual rainfall is about 700 mm, which is considered one of the Savan regions in terms of morphogenetic regions. The dominant feature of the Savan region can be called the activity of runoff and the moderate influence of the prevailing winds in the region. Other parts of the study area are considered as part of the semi-arid region due to rainfall and average temperature. The most important geomorphodynamic features of these areas are the influence of wind and moderate to intense running water activity. Water erosion occurs due to heavy rainfall in an area. So, if the amount of runoff is high, water and river processes can be intensive, but this situation in the diagram may be somewhat misleading because in areas with high rainfall and high temperature, this type of erosion is weak. Pelletier probably drew this diagram based on the vegetation, precipitation, and temperature condition, because in areas with high temperature and high precipitation, rich vegetation is formed, which prevents soil erosion due to the presence of foliage and an extensive root system. The erodibility of rock and sedimentary units has been divided into six classes considering lithological factors. Each of the sedimentary units that have the highest level of sensitivity and erodibility is classified in the sixth class, that is, very weak, and according to the degree of sensitivity of the units located in the next classes, it decreases with the decrease of the class number, so that the facies located in the first class has the lowest sensitivity. According to the evaluation carried out in the study area, the least erosivity is related to limestone outcrops. Dolomite sensitivity changes from one to four in different areas, and the most sensitivity is related to discontinuous debris deposits, including The types of alluvial sediments of river beds and floodplains, the alluvium and alluvial cones are related to Qt2 and have a level of sensitivity of 6. The comparison of the results of the classification method presented in this research with the amount of observed sediment yield indicated that considering other effective parameters on erosion, it can be trusted with a high and acceptable level of confidence and it can be used to rate the stone units and formations susceptibility to erosion.

    Conclusion

    As a result of weathering processes, the connected rocks will change to large and small separated materials. These materials rarely remain fixed on the slopes and they move on the slopes due to the gravity and the weight of the mass of materials or under the influence of the transport processes and are transferred to the foot of the mountain in different forms. In the West Islamabad region, due to the heavy rainfalls, mostly moderate chemical weathering occurs. Chemical weathering includes a set of chemical processes and interactions as a result of which substances in the atmosphere such as water, carbon dioxide, and oxygen show a chemical reaction against the minerals in nature, and as a result, new materials and minerals with different characteristics from the primary minerals will be created. Based on field observations and studies, dissolution is one of the most important chemical reactions common in the region. Considering that the dominant regime in the study area is chemical weathering and more than 90% of the area is in the semi-arid area, which is affected by the moderate to the severe activity of running water, as well as the inherent sensitivity of the rocks in the area to erosion, various types of erosion can be seen in the area, which makes it necessary to have suitable soil conservation programs in the region.

    Keywords: Erodibility, rock classification, rock weathering, Soil Conservation, Soil erosion}
  • آزیتا غیبی پور، نسرین قرهی*، رفعت زارع بیدکی، رسول رسول زمانی احمد محمودی
    روش منشایابی به منظور تعیین سهم واحدهای اراضی در تولید رسوب استفاده می شود. در روش های رایج با استفاده از ترکیب مناسب خصوصیات جداکننده منابع رسوب، سهم منابع رسوب در تولید رسوب تعیین می شود. هدف از مطالعه حاضر تعیین سهم نسبی رسوب دهی هر یک از کابری های مختلف در بخشی از حوزه آبخیز بهشت آباد با مساحت 308 کیلومتر مربع از طریق روش انگشت نگاری رسوبات است. به این منظور 36 نمونه خاک از عمق 0-5 سانتی متر کاربری های مختلف و 10 نمونه از رسوب معلق خروجی حوضه برداشت شد. در همه نمونه ها، ردیاب های اولیه شامل آهن، مس، منیزیم، سدیم، کلسیم، پتاسیم، آهک، کربن آلی، نیتروژن و فسفر اندازه گیری شد. سپس، با استفاده از آنالیز آماری و تجزیه تابع تشخیص، ترکیب بهینه ای از ردیاب ها برای هر کاربری با استفاده از توابع تحلیل تشخیص به دست آمد. سرانجام در مرحله بعدی، سهم هر کاربری در تولید رسوب با استفاده از مدل ترکیبی چند متغیره تعیین گردید. سهم نسبی هر یک از کاربری های کشت آبی، مرتع، کشت دیم و مسکونی به ترتیب برابر با 67/88، 7/63، 19/40، 5/10 درصد برآورد شد. با توجه به اینکه که در منطقه مورد مطالعه، سهم اراضی کشت آبی در تولید رسوب معلق در مقایسه با سایر کاربری ها زیاد است، باید توجه ویژه به نحوه عملیات کشاورزی داشت تا از تولید رسوب جلوگیری شود.
    کلید واژگان: انگشت نگاری, مدل ترکیبی چند متغیره, کاربری اراضی, فرسایش خاک, منبع رسوب}
    Azita Gheibi Por, Nasrin Gharahi *, Rafat Zare, Rasol Zamani
    Fingerprint method determines the contribution of sediment in the land units. In this method, a suitable composite (set) of diagnostic properties and a multivariate mixing model are employed to estimate the relative contribution of sediment sources to sediments transported to watershed outlet. The purpose of this study was to determine the contribution of different sediment sources in the Beheshtabad watershed with 308 km2 area. For this purpose, 36 soil samples were taken from sedimentary sources (0-5 cm depth) and 10 sediment samples from watershed outlet. In each of the sources, initial traces were evaluated by Kruskal-Wallis test. In the second stage, an optimal combination of tracers for each source was obtained using diagnostic analysis functions, and finally, in the next step, the contribution of each user in sediment production for each sampling method was determined using Collins et al. model. The contribution of agricultural, rangeland, rainfed and residential land use was equal to 67.88, 7.63, 19.40, and 5.10 %, respectively. Results showed agricultural has maximum share in sediment with 67.88percent. Due to the fact that the contribution of sediment in agricultural lands in the study area is high, special attention should be paid to the way of agricultural operations.
    Keywords: fingerprinting, diagnostic analysis functions, land use, soil erosion, Sediment source}
  • محمدرضا محبوبی*، زهرا تیموری کوهسار

    هدف اصلی این مطالعه شناسایی عوامل موثر بر عدم پذیرش تبدیل اراضی کشاورزی شیبدار به باغ های مثمر در شهرستان گالیکش استان گلستان بود. تحقیق توصیفی و از نوع پیمایشی و جامعه آماری 250 نفر از کشاورزانی بودند که دارای اراضی کشاورزی شیبدار بوده و تغییر کشت محصولات زراعی به محصولات باغی مثمر در اراضی خود را نپذیرفته بودند. به شیوه نمونه گیری تصادفی چند مرحله ای و با استفاده از جدول کرجسی و مورگان، 150 نفر به عنوان نمونه تحقیق انتخاب شدند. اطلاعات در سال 1400 با استفاده از پرسشنامه جمع آوری شد. روایی محتوایی و ظاهری پرسشنامه با استفاده از نظرات متخصصان ترویج، حفاظت خاک و باغبانی سازمان جهاد کشاورزری گلستان تایید شد. تعیین اعتبار پرسشنامه با استفاده از روش آلفای کرونباخ انجام شد و مقدار ضریب 0/85 به دست آمد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از نرم افزار SPSS19 انجام شد. با توجه به نتایج، عوامل مرتبط با عدم پذیرش تبدیل اراضی کشاورزی شیبدار به باغ های مثمر به ترتیب اهمیت در یازده عامل فقدان عوامل تولید، خرده فرهنگ دهقانی، پیچیدگی عملیات، فقدان حمایت دولتی، هزینه سرمایه گذاری، فقدان اعتماد به کارشناس، عدم آگاهی و پیروی از رفتار نپذیرندگان، عدم قابلیت رویت نتایج عملیات، پراکندگی اراضی کشاورزی، عدم صرفه اقتصادی و فقدان اعتماد به دولت قرار می گیرند و در حدود 75/189 درصد از واریانس کل عوامل مرتبط با عدم پذیرش را تبیین می کنند. تامین وام کم بهره، نهال های با کیفیت و زودبازده، آب، ادوات و تجهیزات و شناسایی رهبران و معتمدان محلی دارای نفوذ و اخذ نظرات آنان در مراحل مختلف اجرای عملیات حفاظتی، از جمله پیشنهادهای این مطالعه بوده است.

    کلید واژگان: فرسایش خاک, کشاورزی حفاظتی, اراضی شیبدار, شهرستان گالیکش}
    Mohammad Reza Mahboobi *, Zahra Teimouri Koohsar

    It is the main objective of the present study to identify the factors affecting farmers’ unwillingness to convert their sloping agricultural lands into orchards. The study is a descriptive and survey one using a statistical population of 250 farmers in Galikesh County, Golestan Province, who rejected the idea of changing their sloping crop lands to orchards. For this purpose, 150 farmers were selected using the multi-stage random sampling method and the Krejcie and Morgan Table and a questionnaire was used to collect data in 2021. The content and face validities of the questionnaire were confirmed using the opinions of extension, soil protection, and horticulture experts at Golestan Agricultural Jihad Organization. The validity of the questionnaire was determined using Cronbach's alpha method to obtain a coefficient of 0.85 and data analysis was performed using SPSS19. Based on the results obtained, the following 12 factors affected farmer unwillingness listed in a descending order of significance: non-availability of production tools, farmers’ subculture, complex cultivation operations, lack of government support, investment cost, lack of confidence in experts, lack of knowledge, non-compliance behavior, non-observable operation results, sparsely distributed agricultural lands, uneconomical results, and lack of confidence in responsible government agencies. These parameters explained about 75.189% of the total variance among the factors involved. Also, the results indicated that extending low-interest loans, high-quality and high-yield seedlings, water availability, and tools and implements to farmers as well as communication with influential local leaders and trustees to solicit their opinions during the various stages of protection operations may be suggested as helpful in convincing farmers to accept the conversion.

    Keywords: soil erosion, Conservation agriculture, sloping lands, Galikesh County}
  • دنیا خطیبی رودبارسرا، عبدالواحد خالدی درویشان*، سید جلیل علوی

    فرسایش خاک و به دنبال آن تولید رسوب مهم ترین پدیده ای است که باعث تخریب خاک و محیط زیست در بسیاری از مناطق شده و در حال افزایش است. انگشت نگاری رسوبات روشی برای شناسایی منابع رسوب و تعیین سهم مشارکت هر یک از منابع در تولید رسوب است. پژوهش حاضر با هدف ارزیابی حساسیت به فرسایش نسبی واحد های سنگ شناسی و تعیین سهم هریک از واحدها در تولید رسوب بستر با بهره گیری از ویژگی های ژیوشیمیایی در رودخانه واز واقع در استان مازندران انجام گرفت. برای این منظور تعداد 33 نمونه خاک از سطح حوزه آبخیز و یک نمونه رسوب بستر در خروجی حوزه آبخیز برداشت شد. سپس با استفاده از سه آزمون آماری دامنه، کروسکال والیس و تحلیل تابع تفکیک، پنج ردیاب B، Al، Sc،Mo ، Sn به عنوان ترکیب بهینه انتخاب شدند. در نهایت با استفاده از ردیاب های بهینه و مدل ترکیبی چندمتغیره سهم واحد های سنگ شناسی با طبقات حساسیت خیلی شدید (A)، شدید (B)، متوسط تا شدید (C) و متوسط (D) در تولید رسوب بستر با استفاده از بسته FingerPro در نرم افزار R به دست آمد. نتایج نشان داد که سهم طبقات حساسیت خیلی شدید (A)، شدید (B)، متوسط تا شدید (C) و متوسط (D) در تولید رسوب بستر به ترتیب برابر با 24/23، 50/77 ، 15/62 و 9/36 درصد است. در ادامه به منظور حذف اثر مساحت در نتایج، سهم ویژه هر یک از طبقات حساسیت نیز محاسبه شد. واحد سنگ شناسی Qal شامل رسوبات کواترنری بستر و کناره های رودخانه با حساسیت خیلی شدید نسبت به فرسایش (A) و سهم ویژه 0/0807 درصد در هر هکتار بیشترین مشارکت را در تولید رسوب بستر حوزه آبخیز واز دارد.

    کلید واژگان: ردیاب, رسوب دهی, فرسایش خاک, منابع رسوب, ویژگی های ژئوشیمیایی}
    D. Khatibi Roudbarsara, A. Khaledi Darvishan*, J. Alavi

    Soil erosion followed by sediment production is the most important phenomenon that causes soil and environment degradation in many areas and is increasing. Sediment fingerprinting is a method to identify sediment sources and determine the contribution of each source to sediment production. The present research was carried out to evaluate the relative erosion sensitivity of lithological units and to determine the contribution of each unit in bed sediment production using geochemical properties in the Vaz River located in Mazandaran province. The 33 soil samples were taken from the whole watershed and one sediment sample at the outlet of the watershed. Then, five tracers of B, Al, Sc, Mo, and Sn were selected as the optimal combination using three statistical tests range tests, Kruskal-Wallis, and discriminant function analysis. Finally, using optimal tracers and a combined multivariate model, the contribution of lithological units with very high (A), high (B), medium to high (C), and medium (D) sensitivity in bed sediment production were obtained using FingerPro statistical package and R software. The results showed that the contribution of lithological units with very high (A), high (B), medium to high (C), and medium (D) sensitivity in bed sediment production were 24.23, 50.77, 15.62, and 9.36%, respectively. Then, the specific contribution of each sensitivity class was also calculated to remove the effect of area on the results. The Qal lithological unit including the Quaternary sediments in the river bed and banks with very high sensitivity to erosion (A) and a specific contribution of 0.0807 % per hectare had the maximum contribution in bed sediment production in Vaz River.

    Keywords: Tracer, Sediment yield, Soil erosion, Sediment sources, Geochemical properties}
  • مهرانگیز سادات ساداتی، علی بهشتی آل آقا*، فردین حامدی
    تغییر کاربری اراضی، تاثیر زیادی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می گذارد. در این پژوهش تاثیر رهاسازی اراضی کشاورزی که به مدت حداقل 10 سال رهاشده اند بر شاخص های pH، EC، وزن مخصوص ظاهری، پایداری خاکدانه ها، میزان فسفر، نیتروژن و کربن آلی خاک، معدنی شدن کربن آلی، کسر متابولیکی و کربن زیست توده میکروبی در دو عمق صفر تا 20 و 20 تا 40 سانتی متری در 3 منطقه به صورت فاکتوریل در قالب طرح کاملا تصادفی در 3 تکرار مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که رهاسازی اراضی کشاورزی پایداری خاکدانه ها را به طور معنی دار افزایش و میزان رس قابل انتشار را کاهش داد. جرم مخصوص ظاهری نیز در اثر رهاسازی اراضی کشاورزی در کلیه مناطق به جز در منطقه قلعه کهنه کاهش یافت. نتایج تجزیه وتحلیل ویژگی های شیمیایی خاک حاکی از کاهش pH خاک در کلیه مناطق و اعماق به جز در منطقه قلعه کهنه بود. نتایج بیولوژیکی نیز نشان داد که رهاسازی اراضی کشاورزی سبب تغیر ویژگی های بیولوژیکی شد. رهاسازی اراضی کشاورزی در هر سه منطقه منجر به افزایش کربن زیست توده میکروبی و تنفس میکروبی خاک شد. بالا بودن تنفس میکروبی در اراضی رهاشده به احتمال زیاد به کربن آلی بیشتر در این خاک ها مرتبط است. هدر رفت ماده آلی خاک بر اثر کشت و کار و مدیریت نامناسب خاک اغلب عامل اصلی کاهش تنفس خاک در اراضی کشاورزی نسبت به اراضی رها شده است. به طور خلاصه، تغییر کاربری اراضی از کشاورزی به رهاشده باعث بهبود شاخص های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی کیفیت خاک، به ویژه لایه سطحی خاک گردید که نهایتا بهبود کیفیت خاک را در تمامی مناطق مورد مطالعه در پی داشته است. از این رو، می توان چنین نتیجه گرفت که رهاسازی اراضی کشاورزی با افزایش ورود کربن به خاک، بهبود خاکدانه ها و بهبود فعالیت میکروبی خاک باعث افزایش سلامت خاک گردیده است.
    کلید واژگان: به هم خوردگی خاک, تغییر کاربری, سلامت خاک, کشاورزی فشرده}
    M.S. Sadati, A. Beheshti Ale Agha *, F. Hamedi
    Introduction
    Changing land use may have a major influence on physical, chemical, and biological soil properties with a consequence for soil functioning and productivity. Abandonment of agricultural lands is actually a kind of restoration of these lands to their original natural conditions, which is often done through human intervention. Soil restoration after land abandonment is a complex phenomenon. The pastures of our country are typically cultivated in rainfed methods, and the use of agricultural inputs such as animal manure, poisons, and chemical fertilizers is not very common. Therefore the continuous cultivation of a product and the lack of use of agricultural inputs causes a gradual decrease in fertility and increase erosion. Hence, after years of cultivation, the production potential decreases, and the land is abandoned.
    Materials and Methods
    This study was conducted to determine the effects of land abandonment on some physical, chemical, and biological soil properties in the 0-20 and 20-40 cm depth at three different sites including Lal Abad, Qaleh Kohneh and Chalab-e Pain, using 2×2 factorial layout arranged in a completely randomized design (CRD) with three replications. The physical, chemical, and biological characteristics of the soil were measured by conventional laboratory methods. Electrical conductivity of saturated paste extract (ECe) with electrical conductivity meter device in saturated paste extract, pH of saturated paste with pH meter device, and bulk density by cylinder method were determined in the samples. The amount of dispersible clay (DC) was determined by the method of Gee and Bauder and the Mean Weight Diameter (MWD) was determined by the method of the wet sieve. The amount of absorbable phosphorus by extraction method and total soil nitrogen by Keldahl method were measured in the samples. The amount of soil organic carbon (OC) in the samples was determined by the method of Walkley and Black. Mineralization of organic carbon (soil respiration) (Cmin) and metabolic quotient (qCO2) were obtained by validated and conventional methods.
    Results and Discussion
     The results showed that the abandonment of agricultural lands significantly increased the MWD and reduced the amount of dispersible clay. Bulk density also decreased due to the abandonment of agricultural land in all areas except the Qaleh Kohneh area. The results of the analysis of the chemical characteristics of the soil indicated a decrease in soil pH in all areas and depths, except in the Qaleh Kohneh area. The biological results also showed that the abandonment of agricultural lands caused the change in biological characteristics. Abandonment of agricultural lands in all three regions led to an increase in microbial biomass carbon and soil microbial respiration. High microbial respiration in abandoned lands is probably related to more organic carbon in these soils. Loss of soil organic matter due to cultivation and improper soil management is often the main reason for reducing soil respiration in agricultural lands compared to abandoned lands.
    Conclusion
    Changing land use from agriculture to abandonment improved the physical, chemical, and biological indicators of soil quality, especially the surface layer of the soil, which ultimately led to the improvement of soil quality in all the studied areas. It can be concluded that the release of agricultural lands has increased soil health by increasing the carbon input into the soil, improving the soil aggregates, and improving the microbial activity of the soil.
    Keywords: Intensive agriculture, Land use change, Soil Erosion, Soil Health}
  • سمانه لطفی، حسین کاظمی*، بهنام کامکار، حمیدرضا شاه حسینی

    بهره برداری بیش از حد از منابع محیطی و مصرف بی رویه مواد شیمیایی سبب بروز مشکلات زیست محیطی و کاهش پایداری بوم نظام های کشاورزی شده است. بنابراین، بررسی الگوهای مصرف انرژی و استفاده کارآمد از انرژی در کشاورزی که از اصول اساسی در کشاورزی پایدار محسوب می شود، مفید است. تحلیل امرژی، به عنوان ابزار مناسبی برای این منظور، در بوم نظام های مختلف استفاده می شود. این مطالعه با هدف ارزیابی پایداری کشت بوم های کلزا (Brassica napus L.) با استفاده از ارزیابی امرژی در شهرستان کلاله در سال زراعی 98-1397 انجام شد. به این منظور، تعداد 50 پرسشنامه برای کلزا کاران در نظر گرفته شد. پس از تعیین مرز های مکانی و زمانی و تقسیم بندی منابع به چهار گروه محیطی تجدید پذیر، محیطی تجدید ناپذیر، خریداری شده تجدید پذیر و خریداری شده تجدید ناپذیر، شاخص های امرژی در بوم نظام زراعی کلزا، محاسبه شد. نتایج نشان داد، ورودی امرژی کل برای بوم نظام زراعی کلزا 1016×64/1 امژول خورشیدی در هکتار در سال بود. در بوم نظام زراعی کلزا وابستگی به ورودی های محیطی و تجدید ناپذیر، بیشتر از ورودی های خریداری شده و تجدید پذیر بود. بیشترین سهم از ورودی امرژی کل در بوم نظام کلزا مربوط به فرسایش خاک با 31/47 درصد بود. همچنین در بین ورودی های خریداری شده، بیشترین سهم مربوط به سوخت فسیلی با 41/38 درصد بود. در بوم نظام کلزا به ترتیب، شاخص های ضریب تبدیل 105×59/2 امژول خورشیدی بر ژول، امرژی ویژه 109×33/7 امژول خورشیدی بر گرم، تجدید پذیری امرژی 16/8 درصد، نسبت عملکرد امرژی 17/2، نسبت سرمایه گذاری امرژی 85/0، نسبت خودحمایتی امرژی 54/0، نسبت بارگذاری محیطی استاندارد 81/13، نسبت بارگذاری محیطی اصلاح شده 27/11، شاخص پایداری امرژی استاندارد 16/0 و شاخص پایداری امرژی اصلاح شده 19/0 بود. علی رغم سهم بالاتر ورودی های محیطی نسبت به خریداری شده در بوم نظام کلزا، فرسایش بالا، به عنوان یک ورودی تجدید ناپذیر، در کنار مصرف نامعقول برخی ورودی های اقتصادی تجدید ناپذیر، مانند سوخت های فسیلی، موجب تجدید پذیری پایین و فشار محیطی زیاد در این بوم نظام شد. بر اساس ارزیابی شاخص های امرژی، بوم نظام زراعی کلزا از کارآیی تولید محصول و کارآیی مصرف منابع بالایی برخوردار است و پتانسیل زیادی برای افزایش بهره وری اقتصادی دارد. با این وجود، تولید کلزا در شهرستان کلاله پایداری محیطی و اقتصادی کمی دارد. به کارگیری روش های خاک ورزی حفاظتی و نوسازی ماشین آلات، موجب کاهش مصرف ورودی های تجدید ناپذیر و اقتصادی و در نتیجه، کاهش فشار محیطی و افزایش پایداری در بوم نظام زراعی کلزا خواهد شد.

    کلید واژگان: تجدید پذیری, سوخت فسیلی, شاخص های امرژی, فرسایش خاک, فشار محیطی}
    Samaneh Lotfi, Hossein Kazemi *, Behnam Kamkar, Hamidreza Shahhoseini
    Introduction

    Sustainability in agriculture at regional scale is about balancing food security with maintaining environmental health. Therefore, agricultural operations are sustainable when they maintain the health of the environment, the interaction between plant and animal production, social acceptance and economic benefits (Kumaraswamy, 2012). Excessive use of environmental resources and excessive consumption of chemicals in agriculture have caused environmental problems and reduced sustainability (Quintero-Angel & Gonzales-Acevedo, 2018). Therefore, it is necessary to study the patterns of energy consumption and efficient use of energy in agriculture, which is one of the basic principles in sustainable agriculture. Emergy analysis, as suitable tool for this purpose, is used in the various ecosystems (Odum, 2000; Brown & Ulgiati, 2004). Emergy analysis is able to determine the degree of sustainability of connected ecological and economic systems. Emergy indices are effective tools for integrating ecological-economic systems and make it possible to measure and compare all aspects of these ecosystems (Patterson et al., 2017). The purpose of this study was to evaluate sustainability indices for rapeseed (Brassica napus L.) production systems using emergy indices and provide suggestions for sustainable product of the crop in Kalaleh county. 

    Materials and Methods

    In this study, production systems of rapeseed were evaluated using emergy sustainability indices in Kalaleh County (Golestan province), during the period of 2018-2019. For this purpose, 50 rapeseed fields were selected as Cochran equation. First, the spatial and temporal boundaries of the system were defined (Odum, 1996; Odum, 2000) and resources were divided into four categories: renewable environmental resources, nonrenewable environmental resources, purchased renewable resources and purchased nonrenewable resources (Amiri et al., 2019). Emergy flow for each input was multiplied by their transformities in joules and grammes (Odum, 2000). Finally, emergy indices such as renewability, emergy yield ratio, emergy self-support ratio, environmental loading ratio and emergy sustainability index were calculated and evaluated in rapeseed production systems. 

    Results and Discussion

    Total emergy input for the rapeseed production was estimated as 1.64E+16 sej ha-1 year-1. In rapeseed production, dependence on environmental and nonrenewable inputs was higher than purchased and renewable inputs. Soil erosion emergy was the largest emergy inputs of the total in rapeseed production system with share of 47.31%. Also, fossil fuel emergy was the largest emergy inputs of the purchased with share of 38.41%. In this research, we calculated the transformity equal to 2.59E+05 sej j-1, specific emergy equal to 7.33E+09 sej g-1, emergy renewability equal to 8.16%, emergy yield ratio equal to 2.17 and emergy investment ratio equal to 0.85. Also, emergy self-support ratio, standard environmental loading ratio, modified environmental loading ratio, standard emergy sustainability index, and modified emergy sustainability index were estimated 0.54, 13.81, 11.27, 0.16 and 0.19, respectively. Despite the higher contribution of environmental resources in the rapeseed production system, the high share of soil erosion as a non-renewable input along with the unreasonable consumption of some nonrenewable purchased inputs, such as fossil fuels, led to a decrease in renewability and an increase in environmental load. Based on evaluation of emergy indices, rapeseed ecosystem had the high production efficiency and resource consumption efficiency and it had the great potential to increase economic productivity. However, rapeseed production in Kalaleh county had low environmental and economic sustainability. The implementation of conservation tillage methods and the modernization of machinery can contribute to a reduction in the consumption of nonrenewable and economic inputs in rapeseed production ecosystems. This reduction in input consumption not only alleviates environmental pressure but also enhances sustainability. By prioritizing the use of renewable environmental inputs and minimizing the utilization of nonrenewable and economic inputs, the emergy sustainability index can be improved.

    Conclusion

    The rapeseed ecosystems exhibited high production efficiency and resource consumption efficiency, along with significant potential for increasing economic productivity. However, despite the substantial contribution of environmental resources in these systems, the prevalence of soil erosion as a significant portion of the total emergy input resulted in a decline in renewability, an escalation in environmental burden, and ultimately a decrease in sustainability. It appears that enhancing management methods to minimize the consumption of nonrenewable and economic resources would be effective in bolstering the environmental and economic sustainability of rapeseed farming ecosystems in Kalaleh county.

    Keywords: Emergy indices, Environmental load, Fossil fuel, Renewability, Soil Erosion}
  • محبوبه عباسی، محمد جعفری*، علی طویلی، حامد رفیعی، شهرام خلیقی سیگارودی

    یکی از مهمترین کارکردهای اکوسیستم های مرتعی، ممانعت از فرسایش خاک و افزایش قدرت نگهداشت مواد مغذی، است. پژوهش حاضر، با  هدف برجسته نمودن تاثیر تخریب مراتع بر حفظ عناصر غذایی Mg، Ca، N، P و K در خاک و با تاکید بر نقش پوشش گیاهی در ممانعت از هدررفت این عناصر، در درمنه زارهای حوزه آبخیز سلمان قم، انجام شده است. برای این منظور، در هر یک واحد های کاری، در طبقات وضعیت ضعیف و خوب مرتع که به ترتیب، معرف مراتع تخریب شده و تخریب نشده می باشند؛ از خاک رویشگاه، نمونه برداری شد. سپس، با کاربرد مدل پسیاک اصلاح شده (MPSIAC)، میزان خاک فرسایش یافته از هر واحد، برآورد شد. در ادامه، مقدار هدررفت عناصر مغذی با استفاده از نتایج تجزیه خاک و روابط مربوطه، محاسبه و  بر مبنای روش هزینه جایگزین؛ با برآورد کود جایگزین، ارزش پولی نگهداشت عناصر غذایی توسط اکوسیستم، محاسبه شد. نتایج نشان داد که؛ تخریب اکوسیستم های مرتعی منطقه، موجب فرسایش معادل 68/35 تن در هکتار در سال می شود که با کاهش عناصر مغذی خاک، سالانه هزینه ای معادل 6/11 میلیارد ریال (11606427781 ریال) به خدمات کارکردی اکوسیستم، خسارت وارد می کند. همچنین هر هکتار از مراتع خوب منطقه، می تواند سالانه از هدررفت عناصر مغذی به ارزش تقریبی 6/335 هزار ریال جلوگیری کند. نتایج حاکی از نقش موثر اکوسیستم های مرتعی در کنترل فرسایش و جلوگیری از هدررفت عناصر مغذی خاک است. آنچه مسلم است، جهت تاکید بیشتر بر نقش اکوسیستم های مرتعی در کنترل فرسایش خاک؛ توصیه بر این است که در پژوهش های بعدی، میزان فرسایش خاک، توسط دیگر روش های رایج نظیر؛ مدل جهانی فرسایش خاک (USLE)، EPM و...، نیز برآورد و نتایج با همدیگر مقایسه شود.

    کلید واژگان: تخریب پوشش گیاهی, فرسایش خاک, روش هزینه جایگزین, مراتع سلمان}
    Mahboobeh Abasi, Mohammad Jafari *, Ali Tavili, Hamed Rafiee, Shahram Khalighi

    One of the functions of rangeland ecosystems is to prevent soil erosion and increase nutrient retention capacity. The present study was conducted to highlight the effect of Rangelands degradation on the preservation of Mg, Ca, N, P, and K elements in the soil and emphasize the role of rangeland plants in preventing the wastage of these elements in the rangelands of the Salman watershed in Qom. For this purpose, a sample was taken from the soil of the habitat in each work unit, in the classes of poor and good rangeland conditions, representing degraded and non-degraded rangeland, respectively. Then, the amount of eroded soil was determined from each unit using the modified PSIAC (MPSIAC) model. In the following, the amount of loss of nutrients using the results of soil analysis and related relationships, was calculated and based on the replacement cost method; by estimating the alternative fertilizer, the monetary value of maintaining nutrients by the ecosystem was calculated. The results showed that the destruction of the rangeland ecosystems of the region causes erosion equivalent to 35.68 tons per hectare per year, which damages the functional services of the ecosystem at an annual cost of 11.6 billion rials (11606427781 rials) by reducing the nutrients of the soil. Also, each hectare of good rangelands in the region can prevent the loss of nutrients with an approximate value of 335.6 thousand rials. The results indicate the effective role of the rangeland ecosystem in controlling erosion and preventing the loss of soil nutrients. What is certain to emphasize more the role of rangeland ecosystems in soil erosion control; it is recommended that are also estimated the amount of soil erosion by other common methods, such as the global model of soil erosion (USLE), EPM, etc., and the results are compared with each other in future research.

    Keywords: Destruction of plant cover, soil erosion, alternative cost method, Salmanrangelands}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال