تغييرپذيري توزيع اندازه ذرات ناشي از فرسايش بين ‌شياري در بافت‌هاي مختلف تحت تاثير درجه شيب

مقدمه فرسايش خاك يكي از عوامل تخريب اراضي و از مهم‌ترين معضلات ‌محيط زيست، كشاورزي و توليد غذا در جهان است. بيش از نيمي از مهم‌ترين اراضي كشاورزي در مناطق نيمه‌خشك، تحت كشت ديم هستند و تنش‌هاي ناشي از فرسايش و تخريب اراضي به‌صورت مستقيم از دو جهت، اثرات درون عرصه فرسايش همچون حاصلخيزي خاك و اثرات برون عرصه‌اي مانند آلودگي خاك، حائز اهميت است. شناخت توزيع اندازه ذرات فرسايش يافته، گام اساسي براي مديريت هدررفت عناصر غذايي و انتقال آلاينده‌ها از خاك است. براي اين منظور، اين پژوهش با هدف بررسي توزيع اندازه رسوبات حاصل از فرسايش بين شياري تحت تاثير درجه شيب و بافت خاك در برخي خاك‌هاي منطقه نيمه‌خشك زنجان، انجام شد. مواد و روش‌هابراي انجام اين پژوهش، چهار دامنه داراي خاك با بافت مختلف (لوم شني، لوم سيلتي، لوم رس شني و لوم رسي) در چهار اندازه شيب شمال به جنوب (پنج، 10، 15 و 20 درصد) با استفاده از باران شبيه‌سازي شده، با شدت 60 ميلي‌متر بر ساعت به مدت 60 دقيقه، مورد بررسي قرار گرفت. رواناب و رسوب در بازه‌هاي زماني پنج دقيقه از آغاز رواناب تا رسيدن به حالت پايدار، در ظرف‌هاي مدرج مجزا جمع‌آوري و حجم و وزن آن اندازه‌گيري شد. توزيع اندازه ذرات رسوب به روش جداسازي ذرات با استفاده از سري الك‌هاي به قطر 75، دو، يك، 0.5، 0.25، 0.1 و 0.05 ميلي‌متر تعيين شد. همچنين، درصد ذرات ريزتر (سيلت و رس) از روش هيدرومتر محاسبه شد. سپس، ذرات رسوب در هشت دسته شامل سنگريزه (دو تا 75 ميلي‌متر)، شن بسيار درشت (يك تا دو ميلي‌متر)، شن درشت (0.5 تا يك ميلي‌متر)، شن متوسط (0.5-0.25 ميلي‌متر)، شن ريز (0.25-0.1 ميلي‌متر)، شن بسيار ريز (0.1-0.05)، سيلت (0.05-0.002 ميلي‌متر) و رس (0.002 ميلي‌متر) دسته‌بندي شدند. نتايج و بحث نتايج نشان داد، با افزايش شيب سطح زمين، توزيع اندازه ذرات رسوب در همه خاك‌ها دچار تغيير شد. به‌طوري كه انتقال ذرات درشت‌تر از 0.1 ميلي‌متر (شامل شن بسيار درشت، شن درشت، شن متوسط و شن ريز) با افزايش شيب بيشتر مي‌شود. در حالي‌ كه درصد ذرات سيلت (از 0.002 تا 0.05 ميلي‌متر) در همه بافت‌ها كاهش يافت. همچنين، ذرات در طبقه اندازه شن متوسط و شن ريز كه بين 40 تا 50 درصد ذرات رسوب براي هر بافت را تشكيل دادند، با افزايش شيب، تغيير معني‌داري نداشتند. بيشترين نسبت ذرات در رسوب به خاك اصلي، مربوط به ذرات سيلت در بافت لوم سيلتي (4.33 برابر) و كمترين آن نيز مربوط به ذرات رس در بافت لوم سيلتي (0.26 برابر) بود. ذرات شن و سيلت در بافت‌هاي مختلف، داراي نسبت‌هاي انتقال بالايي بودند. ذرات سيلت در سه بافت لوم شني، لوم رسي و لوم سيلتي داراي نسبت بيش از يك و ذرات رس داراي نسبت كمتر از يك بودند. ذرات شن نيز به جز در بافت لوم رسي، در بيشتر بافت‌ها در محدوده 0.83 تا 1.24 برابر نسبت به خاك اصلي تغيير كرد و ميانگين كلي نسبت فراهمي آن در رسوب به خاك اصلي، 0.98 برابر بود. نتيجه‌گيريبه‌طور كلي، اين پژوهش نشان داد با افزايش شيب، سطح انتخاب‌پذيري ذرات ريز كاهش و سهم ذرات درشت افزايش مي‌يابد. اثرگذاري اين تغييرات در خاك‌هاي ريزبافت بيشتر خود را نمايان مي‌كند. با توجه به افزايش تخريب خاكدانه‌ها و شدت جريان با افزايش شيب سطح، جلوگيري از حذف پوشش گياهي و رعايت اصول خاك‌ورزي در جهت كاهش برخورد مستقيم قطرات باران بر سطح خاك و كاهش انتقال‌پذيري ذرات به‌وسيله جريان بسيار با اهميت است. همچنين، نتايج نشان مي‌دهد كه نسبت ذرات در بافت خاك و خصوصيات ساختمان خاك (فراواني و پايداري خاكدانه‌ها)، از عوامل تعيين‌كننده انتقال ذرات بوده‌اند و در نظر گرفتن اين ويژگي‌ها در انتخاب روش‌هاي حفاظت خاك، ضروري است.