به‌كارگيري مدل‌هاي تجربي و روش‌هاي آماري چند متغيره در ارزيابي شدت فرسايش آبي (بررسي موردي: حوضه باغره خراسان رضوي)

Application of Empirical Models and Multivariate Statistical Methods to Assess Water Erosion Intensity (Case Study: Baghareh Watershed, Khorasan Razavi)

تعيين مهمترين متغيرهاي موثر در فرسايش همواره به‌‌عنوان بخش اصلي تحقيقات علم فرسايش و حفاظت خاك به شمار مي‌آيد. در اين راستا بر مبناي روش‌هاي ميداني، آزمايشگاهي و تجربي و شدت فرسايش و توليد رسوب برآورد تخمين زده شده است. هدف از اين بررسي تعيين متغيرهاي موثر بر فرسايش با استفاده از روش‌هاي آماري چند متغيره و مقايسه آن با نتايج مدل‌هاي تجربي EPM و MPSIAC در حوضه باغره تربت حيدريه از نواحي نيمه خشك ايران مي‌باشد. به‌اين منظور تعداد 18 متغير كمي قابل اندازه‌گيري در واحدههاي كاري ژيومرفولوژي بر اساس برداشت‌هاي ميداني، مطالعات آزمايشگاهي و كتابخانه‌اي انتخاب شد. پس از بررسي همبستگي بين متغيرها، با بهره‌گيري از روش‌هاي تحليل عاملي و تحليل تشخيص اقدام به گروه‌بندي متغيرها و تعيين موثرترين آنها براي استفاده در طبقه‌بندي شدت فرسايش در هر مدل گرديد. نتايج نشان داد كه متغيرهاي درصد آهك خاك و نفوذپذيري موثرترين متغيرها در تعيين شدت فرسايش بر اساس مدل EPM مي‌باشد و بر اساس توابع كانوني حاصله مي‌توان با دقت 52 درصد شدت فرسايش را طبقه‌بندي نمود. اما در مدل MPSIAC متغيرهاي نيتروژن و فسفر و كربن آلي (به عنوان حاصلخيزي) به‌‌همراه شاخص حساسيت خاك به فرسايش و مقدار طول شبكه زهكش موجود در هر واحد كاري موثرترين پارمترها بوده، و بر پايه آنها مي‌توان با دقت 82 درصد شدت فرسايش را طبقه‌بندي نمود. همچنين بر اساس تحليل عاملي 6 مولفه ابتدايي شامل متغيرهاي عمق خاك، ميزان رس، فسفر، كلسيم خاك، شيب، حسايست و نفوذپذيري بيش از 90 درصد از تغيير را به خود اختصاص دادند. در نهايت يافته‌ها مبين اين است كه با توجه به دقت طبقه‌بندي‌هاي بدست آمده، مدل MPSIAC براي تعيين شدن فرسايش در منطقه از دقت بيشتر برخوردار است. بنابراين در صورتيكه‌ هدف تعيين شدت فرسايش در زمان كوتاه‌و دادهاي كمتر باشد ميتوان از مدل EPM بهره‌گرفت ولي براي بررسي دقيقتر سدت فرسايش و دسترسي به اطلاعات زميني بيشتر ميتوان از مدل MPSIAC استفاده كرد.

Determining the most important effective factors on erosion is one of the main topics in soil erosion - and conservation science. In this respect, the introduced methods implement field works, laboratory and experimental analysis to estimate water erosion and deposition rate. This study investigates the most important variables affecting on water erosion using multivariate statistical methods in order to compare the results with experimental models including MPSIAC and EPM in a semi-arid area namely "Baghareh Watershed" located in northeast of Iran. For this purpose, 18 measureable quantitative parameters were selected based on the field survey, laboratory analysis and literature review. After determining the correlation between the quantitative factors, factor and discriminative analyses were considered in order to identify the groups of variables as well as determining the most effective parameters to classify erosion intensity in each model. The results showed that the most effective parameters are lime content and permeability percentage of soil, are the most affecting parameters based on EPM model. Consequently, erosion intensity can be classified with accuracy of 52% based on the results of canonical functions. However, nitrogen, phosphorus and organic carbon as the index of fertility as well as soil erosivity index and drainage network length of each working unit in the MPSIAC model showed to be the most effective factors. The soil erosion intensity, based on these factors, can be classified with an accuracy of 82%. Based on the canonical analysis, six primary components including soil depth, clay, phosphorus, calcium, slope, permeability and sensitivity illustrate more than 90% of the variations. Finally, concerning the resulted accuracy of the methods, the model MPSIAC is more applicable than the other one to classify water erosion intensity if the filed data are available. However, EPM model could be useful especially for short term studies and lack of sufficient data.