علوم آب و خاک

---

در ارزیابی کمِی تناسب اراضی، جنبه‌های اقتصادی ارزیابی اراضی مانند: عوامل فیزیکی محیطی مؤثر بر تولید محصولات کشاورزی، و مقدار عملکرد محصول در واحد سطح بررسی می‌شود. هدف از این پژوهش بررسی تناسب کمِی اراضی منطقه براآن شمالی واقع در شرق اصفهان بوده است. این بررسی کمِی به دنبال بررسی‌های کیفی انجام شده در منطقه صورت گرفته است. بررسی‌های اقتصادی انجام شده شامل گردآوری اطلاعات اقتصادی، مقایسه نهاده‌ها و ستاده‌ها و آنالیز درآمد ناخالص می‌باشد. پتانسیل تولید گیاهان از روش پیشنهادی فائو، که بر اساس ویژگی‌های گیاهی و شرایط اقلیمی منطقه همچون تابش خورشیدی و دما محاسبه می‌شود، به ترتیب برای گندم، جو، ذرت و برنج 45/10، 11/10، 64/13 و 93/11 تن در هکتار به دست آمد. از درهم آمیختن تولید پتانسیل، تولید مشاهده شده و تولید بحرانی با نتایج پژوهش ارزیابی کیفی، ارزیابی کمِی اراضی انجام شد و کلاس‌های مربوطه تعیین گردید. تولید پیش‌بینی شده در واحدهای اراضی مختلف برای گندم بین 64/1 تا 17/9 تن در هکتار، برای جو بین 81/1 تا 9 تن در هکتار، برای ذرت 06/2 تا 42/9 تن در هکتار و برای برنج بین 35/1 تا 14/7 تن در هکتار متفاوت بود. وجود ارتباط آماری معنی‌دار بین تولید مشاهده شده و پیش‌بینی شده گویای انتخاب صحیح فاکتورها و روش ارزیابی در این پژوهش است. نتایج بررسی‌های کمِی نشان می‌دهد که کشت گندم، جو، ذرت و برنج در بیشتر واحدهای اراضی تناسب متوسط تا کم دارد، محصول در چند واحد از اراضی مورد بررسی نامناسب تشخیص داده شده است. تلفیقی از نتایج ارزیابی کمِی، سودآوری و بررسی پیامدهای اثر کاربری بر خاک، موجب رهنمونی به انتخاب بهترین نوع استفاده در هر واحد از ارضی می‌شود. کشت برنج، با توجه به انحطاط فیزیکی و تأثیر آن در بالا بردن سطح ایستابی در منطقه مورد بررسی، توصیه نمی‌گردد.

---

به منظور بررسی فرسایش بادی در صحرا و طرح و ارزیابی فناوری‌های کنترل فرسایش بادی، مشاهدات جزئی از حمل ذره خاک و توزیع عمودی ذرات خاک فرسایش یافته مورد نیاز است. اهداف این پژوهش عبارت بود از: 1. توصیف یک ابزار برای اندازه‌گیری حمل ذرات خاک،BSNE به عنوان یک گیرنده رسوب 2. تعیین توزیع عمودی رسوب فرسایش یافته بادی با ارتفاع در منطقه شرق اصفهان. گیرنده رسوب BSNE یک نمونه‌بردار فرسایش بادی است، که مواد متحرک را در هفت ارتفاع، به ترتیب 24/0، 60/0، 08/1، 60/1، 00/2، 00/3 و 00/4 متر از سطح خاک به‌ دام می‌اندازد. هر تله شامل یک محفظه فلزی با یک دهانه ورودی و یک دهانه خروجی است، که روی یک بادنما نصب شده و حول یک محور می‌چرخد. پیش از استفاده در صحرا، نمونه‌بردار در تونل باد تحت آزمایش قرار گرفت و واسنجی شد. نتایج نشان داد که میانگین بازده تله‌اندازی در بادهایی با سرعت 2/5 تا 2/7 متر در ثانیه برای چهار رسوب بادی مختلف برابر با 44/0 تا 68/0 است. بازده تله‌اندازی به سرعت باد، توزیع اندازه ذرات، چگالی و نوع رسوب وابسته بود. کمترین کارایی تله‌اندازی نمونه‌بردار مربوط به ذرات کمتر از 44 میکرون می‌باشد. در این آزمایش یک دستگاه گیرنده رسوب BSNE در پایگاه هوایی بابایی نصب گردید. پس از یک دوره نمونه‌برداری، رسوب به ‌دام افتاده در هر تله (نمونه‌بردار) جمع‌آوری و توزین گردید. مواد به ‌دام افتاده مخلوطی از ذرات در حال جهش و تعلیق بود. توزیع نیم‌رخ عمودی رسوب فرسایش یافته بادی نشان داد که با افزایش ارتفاع، مقدار مواد جمع‌آوری شده کاهش، و درصد ذرات ریز (کمتر از 63 میکرون) افزایش می‌یابد. برای یک دوره نمونه‌برداری، مقدار رسوب به ‌دام افتاده در واحد سطح دهانه ورودی نمونه‌بردار، با افزایش ارتفاع، به ترتیب برابر با 00/12، 42/3، 99/1، 56/1، 75/0، 21/0 و 39/0 گرم بر سانتی‌متر مربع بود.

---

تبدیل مراتع به زمین‌های کشاورزی در مناطق پرشیب کوهستانی، عموماٌ سبب فرسایش خاک و جاری شدن سیل‌های ویرانگر شده و کیفیت پویای خاک را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تبدیل مراتع به زمین‌های کشاورزی بر تولید رواناب و کیفیت خاک، در منطقه دوراهان‏ )چهارمحال‏ و بختیاری) انجام گرفته است. بدین منظور، یک قطعه زمین مرتعی و یک قطعه زمین کشاورزی که به مدت 40 سال زیر کشت گندم دیم زمستانه بوده است، در کنار هم و در دو موقعیت شیب (پشت و شانه به ترتیب با 20 و 23 درصد شیب) انتخاب شد و در زیر بارانی به شدت 5±60 میلی‌متر بر ساعت (متناسب با بارندگی‌های موسمی منطقه) و با استفاده از دستگاه باران‏ساز قرار گرفته، رواناب و رسوب حاصله جمع‏آوری شد. تفاوت بین میانگین‌ها با استفاده از آزمون tبررسی گردید. نتایج نشان داد که مقدار مواد ‏آلی، میانگین‏ وزنی‏ قطر ‏خاک‌دانه‏ها و ضریب‏ هدایت‏ آبی اشباع خاک در زمین‌های کشاورزی به ترتیب 35، 53 و 8 درصد در موقعیت پشت شیب، و 39، 60 و 33 درصد در موقعیت شانه‏ شیب کمتر از زمین‌های مرتعی بوده است. هم‌چنین، در بارش با تداوم 60 دقیقه، مقدار تولید رواناب سطحی و هدررفت خاک در زمین کشاورزی به ترتیب 3 و 8 برابر در موقعیت پشت‏ شیب، و 11 و 55 برابر در موقعیت شانه شیب بیشتر از موقعیت‌های مشابه مرتع بود.

---

پژوهش در پارینه خاک ها کاربرد زیادی در بررسی وضعیت بوم شناسی و اقلیمی گذشته زمین دارد. از سوی دیگر، شناسایی پارینه خاک ها نقش مهمی در انجام بهتر بررسی های نقشه برداری خاک و تصمیم گیریهای مدیریتی دارد، زیرا ویژگی های این خاکها با خاکهای جوانتر متفاوت است. پارینه خاکها شامل خاکهایی هشتند که در شرایطی متفاوت با شرایط محیطی کنونی تشکیل شده، یا زیر یک سری رسوبات جوانتر دفن شده اند، و یا روی یک سطح باقی مانده اند. این خاکها در نواحی ایران مرکزی و زاگرس پراکندگی چشم گیر دارند. در شناسایی پارینه خاکها ویژگیها و عامل های مختلف مورفولوژیک، فیزیکی، شیمیایی، کانی شناس و میکرومورفولوژیک مفیدند. در این پژوهش ویژگیهای مورفولوژیک و برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی پارینه خاکهای دو منطقه اصفهان و اما قیس چهارمحال و بختیاری، به منظور شناخت شرایط خاک سازی و محیطی گذشته بررسی شد. نیم رخهای مورد بررسی روی زمین ریخت های مختلف شامل مخروط افکنه آبرفتی، دشت قدیمی بریده شده و رسوبات آبگیر قدیمی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که در منطقه سگزی اصفهان رسوب بر جای مانده از یک آبگیر قدیمی شامل لایه ای سیاه رنگ سرشار از ماکروفسل است که گویای شرایط پر آب (آب شیرین تا لب شور) دیرینه می باشد. لایه بندی مختلف با توزیع اندازه ذرات متفاوت نشانه تغییر در شرایط رسوب گذاری گذشته است. پوشش های رسی و آهکی قوی روی خاک دانه ها و ذرات اولیه نیم رخ سپاهان شهر اصفهان با 100 میلیمتر بارندگی سالیانه، خبر از شرایط مرطوب تر گدشته منطقه می دهد. در نیم رخ اما قیس چهارمحال و بختیاری، پارینه خاک دفن شده غنی از پوسته های رسی و بدون آهک و درصد کاتیون های بازی خیلی کم دیده می شود. بر پایه روابط میان میزان بارندگی و نسبت کاتیون های مختلف، میزان بارندگی در گذشته منطقه تا و دو برابر فعلی برآورد شده است. در مجموع، نیم رخهای مورد بررسی نشان می دهد که اواخر پلئیستوسن رطوبت مؤثر در مناطق ایران مرکزی و زاگرس بیش از امروز بوده است.  

---

گنجایش تبادل کاتیونی (CEC) از مهم‌ترین ویژگی‌های شیمیایی خاک است که کیفیت خاک‌ها را از جنبه‌های مختلف تحت تأثیر قرار می‌دهد. CEC در برآورد پتانسیل خطر فلزات سنگین و برخی آلاینده‌های آلی کاتیونی نیز مؤثر است، و یکی از مهم‌ترین پارامتر‌های ورودی در بسیاری از مدل‌های کامپیوتری، از جمله مدل EPIC است. روش‌های آزمایشگاهی که در اندازه‌گیری این ویژگی به کار می‌روند معمولاً وقت‌گیر و مشکل‌اند. از این رو، داشتن مدلی که بتواند CEC خاک را از روی دیگر ویژگی‌های خاک تخمین بزند ضروری است. در این پژوهش رابطه CEC (به عنوان متغیر تابع) با درصد اندازه ذرات، درصد مواد آلی و pH خاک (به عنوان متغیرهای مستقل) بررسی گردید. این بررسی با استفاده از اطلاعات 464 نمونه خاک از افق‌های مختلف صورت گرفت. نتایج نشان داد CEC خاک‌ها با درصد شن هم‌بستگی معکوس (*** 389/0- = r)، و با درصد مواد آلی (*** 772/0= r)، درصد رس (*** 391/0= r) و درصد سیلت (*** 233/0= r) هم‌بستگی مستقیم دارد. میان CEC و pH خاک‌ها ارتباط معنی‌داری دیده نشد. جدا سازی خاک‌ها به افق‌های A، B و C نشان داد سهم رس و مواد آلی در CEC افق‌های مختلف یکسان نیست. جدا کردن خاک‌های اریدی‌سول و انجام هم‌بستگی‌های چند متغیره، در مقایسه با کل خاک‌ها، تخمین دقیق‌تری به دست نیاورد. جدا سازی خاک‌های اسیدی و انجام هم‌بستگی‌های چند متغیره نشان داد که در این خاک‌ها ماده آلی مهم‌ترین عامل مؤثر بر CEC خاک است.

---

کانی‌ها‌ی رسی شایسته بررسی دقیقی هستند، زیرا در بسیاری از خاک‌ها نقشی مهمی بازی می‎کنند. شناسایی کانی‌ها‌ی رسی پنج خاک گچــی از زمین‌ریخـت‌های مختـلف در شـرق اصـفـهان با استفاده از پراش اشـعه ایکـس (X-ray diffraction ) مـورد بررسی قرار گـرفت. علاوه بر این، خاکدانه‎ها و رسوب‌های فرسـایش یافته بادی به‌وسیله میـکروسکوپ الکـترونی روبشی ( Scanning electron microscopy) مشاهده و با اسپکتروفتومتری اشعه ایکس ( Energy dispersive X-ray analyser) تجزیه گردید. نتایج نشان می‎دهند که در همه نیم‌رخ‌های‌ خاک، کانی‌ها‌ی پالیگورسکیت، میکا، کائولینیت، کلریت و کوارتز و به مقدار ناچیز ورمی‎کولیت و کانی‌ها‌ی مخلوط نامنظم وجود دارند. اسمکتیت در خاک‌های دشت دامنه‎ای و تراس قدیمی رودخانه شناسایی شد ولی در خاک‌های مخروط‎افکنه دیده نشد. احتمالاً کانی‌ها‌ی کلریت، کائولینیت، میکا و کوارتز از مواد مادری به ارث رسیده‎اند. به‌نظر می‎رسد که کانی پالیگورسکیت در خاک‌های مخروط‎افکنه با عمق افزایش، در حالی که درخاک‌های تراس قدیمی رودخانه، با عمق کاهش می‎یابد. بخش زیادی از پالیگورسکیت موجود در خاک‌های مخروط‎افکنه در پایان دوره ترشیاری موقعی‌که منطقه توسط برکه‎های کم عمق و خیلی شور پوشیده بود به‌صورت خود تشکیل ایجاد گردیده است. منشأ پالیگورسکیت در خاک‌های تراس قدیمی ماهیتاً آواری می‎باشد و منشأ بادی پالیگورسکیت نیز محتمل است، زیرا که در ‌‌افق‌های‌‌‌ سطحی این خاک به مقدار زیاد شناسایی گردید. در خاک‌های تراس قدیمی، افزایش اسمکتیت با عمق در مقایسه با کاهش پالیگورسکیت، به خود تشکیل اسمکتیت از پالیگورسکیت نسبت داده می‎شود.

---

در حال حاضر با پیشرفت فن‌آوری، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای به علت برداشت پوشش تکراری،‌ یکپارچه بودن اطلاعات، تهیه اطلاعات در قسمت‌های مختلف طیف الکترومغناطیس و امکان به‌کارگیری سخت‌افزارها و نرم‌افزارها در دنیا با استقبال خاصی روبه‌رو شده است. هدف پژوهش حاضر عبارت است از: بررسی قابلیت داده‌های سنجنده TM، ماهواره لندست برای تهیه نقشه کاربری اراضی حوضه آبخیز بازفت (استان چهارمحال بختیاری). برای تهیه نقشه کاربری اراضی ،‌داده‌های شش باند TM ماهواره لندست 5 به تاریخ 20 اردیبهشت ماه سال 1377 مورد استفاده قرار گرفت. تصحیح هندسی با 008/1 = RMSE پیکسل حاصل آمد. روش‌های مختلف بارزسازی شکل (FCC، فیلترها وشاخص‌های گیاهی) استفاده شد و کاربری های مختلف زمینی مورد بررسی قرار گرفت.منطقه با استفاده از GPS، نقشه‌های توپوگرافی با مقیاس 50000 : 1 و اطلاعات جانبی دیگر مورد بازدید صحرایی قرار گرفت. واحدهای کاربری اراضی مختلف با 62 کوادرت بررسی گردید و درصد تاج پوشش گیاهی تخمین زده شد. با استفاده از رگرسیون بین درصد تاج پوشش گیاهی و مقادیر شاخص‌های گیاهی NDVI، RVI،PVI، SAVI، DVI، TSAVI₁، NRVI، MSAVI₂ و اعمال تفکیک تاری بر آنها، نقشه‌های کاربری اراضی ایجاد گردید. بین شاخص‌های گیاهی و درصد تاج پوشش گیاهی، هم‌بستگی بالایی وجود داشته است. شاخص‌های NDVI، SAVI، NRVI،TSAVI₁ و MSAVI₂ ضریب هم‌بستگی بالایی را با درصد تاج پوشش گیاهی داشته‌اند. سه شاخص RVI،DVI،PVI ضرایب هم‌بستگی کمتری را نسبت به شاخص‌های فوق‌الذکر داشته‌اند. پس از اعمال طبقه‌بندی‌های نظارت شده، صحت نقشه تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه نهایی کاربری اراضی به روش هیبرید تولید گردید. طبقه‌بندی نظارت شده با روش بیشترین شباهت، با کاپای کلی 87 درصد، بهترین نتیجه را برای تهیه نقشه کاربری اراضی در منطقه مورد مطالعه داده است. بر اساس این پژوهش داده‌های رقومی TM قابلیت زیادی برای تهیه نقشه‌ کاربری اراضی در منطقه مورد بررسی دارند. تفکیک بعضی کلاس‌های کاربری اراضی مانند جنگل با زیر اشکوب دیم ، گراس‌های یک‌ساله و اراضی آیش با داده‌های یک زمانه TM مقدور نشد. هم‌چنین داده‌های رقومی TM ، قابلیت جداسازی مناطق مسکونی روستایی پراکنده و جاده‌های خاکی منطقه مورد مطالعه را ندارند.

---

آلودگی خاک و تجمع فلزات سنگین در محصولات کشاورزی در مناطق صنعتی یکی از مهم‌ترین مسایل زیست محیطی است که زندگی گیاهان، حیوانات و انسان را تهدیـد می‌نماید. هدف از این پژوهش بررسی پراکنش نیکل، منگنز و کادمیوم در خاک و محصولات کشاورزی در منطقه اطراف مجتمع فولاد مبارکه بوده است. در این بررسی بر اساس نقشه‌های رده‌بندی و قابلیت خاک و با در نظر گرفتن جهت باد غالب در منطقه (جنوب غربی- شمال شرقی)، 50 منطقه مجزا گردید. در هر منطقه از 4 عمق( 5-0 ، 10- 5 ، 20- 10 و 40- 20 سانتی‌متری) نمونه‌برداری گردید و در مجموع تعداد 200 نمـونـه خاک تهیه شد. ‌غلظت نیکل، منگنز و کادمیوم قابل استخراج با DTPA در نمونه‌های خاک، اندازه‌گیری شد. هم‌چنین غلظت کل نیکل، منگنز و کادمیوم در اندام‌های هوایی36 نمونه از هجده نوع محصول کشاورزی عمده در این مناطق اندازه‌گیری شد. نتایج نشان داد که، حداکثر غلظت نیکل و منگنز قابل استخراج با DTPA در شمال شرق منطقه و در لایه 5-0 سانتی‌متری خاک بوده است ( به ترتیب 2/4 و 312 میلی گرم در کیلوگرم خاک). غلظت این دو عنصر در لایه‌های 10- 5‏‏‏، 20-10 و 40-20 سانتی‌متری خاک کاهش یافته است ( به ترتیب 7/2 ، 7/2 ،1/2 و 200 ،212 ،146 میلی‌گرم در کیلوگرم خاک). غلظت نیکل و کادمیوم در اندام‌های هوایی محصولات کشاورزی منطقه در حد تشخیص دستگاه جذب اتمی نبود ولی غلظت منگنز در اندام هوایی برنج 6/716 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی بود که در مقایسه با استاندارد آژانس حفاظت محیط زیست آمریکا (حدود 100- 15 میلی‌گرم در کیلوگرم ماده خشک گیاهی) بالا بوده است(24).

---

خاک‌های قدیمی خاک‌هایی هستند که تحت شرایط اقلیمی و اکولوژیکی متفاوت از حال حاضر تشکیل شده‌اند. علی رغم این که این خاک‌ها در ناحیه ایران مرکزی گسترش قابل توجهی دارند، پژوهش‌های کافی روی آنها صورت نگرفته است. یکی از تکنیک‌های مهم برای شناسایی و تفسیر این خاک‌ها در راستای مطالعات اقلیم شناسی گذشته، بررسی میکرومرفولوژیکی خاک می‌باشد. در این تحقیق شواهد میکرومرفولوژی دو خاک قدیمی در منطقه اصفهان به منظور تفسیر شرایط اکولوژیکی و اقلیمی گذشته مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که در خاک قدیمی سپاهان شهر پوسته‌های رسی قوی وجود دارد که نشان دهنده شرایط مرطوب‌تر گذشته منطقه است. انتقال گچ و آهک ثانویه روی پوسته‌های رسی نشان دهنده خشک‌تر شدن اقلیم در مراحل بعدی بوده و منجر به تشکیل یک خاک پلی پدوژنیک شده است. مشاهدات میکروسکوپی خاک منطقه سگزی نشان از فعالیت‌های بیولوژیکی شدید در افق تیره مدفون شده‌ای دارد که در دوره سرد و نیمه یخچالی درایس جوان توسعه یافته و شرایط مردابی را ایجاد کرده است. در مجموع نتایج این پژوهش مؤید این است که در طول دوره کواترنر هم‌زمان با دوره‌های یخچالی در عرض‌های جغرافیایی بالاتر فلات ایران رطوبت مؤثر بیشتری دریافت کرده و در دوره‌های بین یخچالی شرایط خشک‌تری حاکم بوده است. نوسانات اقلیمی مزبور آثار خود را به صورت شواهد پدوژنیک در خاک‌های منطقه اصفهان به ارث گذارده است.

---

یکی از چالش‌های اصلی مناطق خشک و بیابانی ایران مسأله کنترل شن‌های روان است. استفاده ازانواع مالچ یکی از روش‌هایی است که به شکل گسترده به منظور تثبیت شن‌های روان به کار می‌رود. هدف از این تحقیق تعیین مناسب‌ترین ترکیب، غلظت و ضخامت مالچ رسی برای تثبیت شن‌های روان می‌باشد. بدین منظور، برای تعیین مناسب‌ترین ترکیب مالچ، دونمونه خاک از یک واحد پلایایی با سطح ژئومرفیک دق رسی با دو میزان شوری متفاوت به عنوان مالچ و یک نمونه شن روان از تپه‌های شنی به عنوان بستر از منطقه اردستان انتخاب گردید. برای تعیین بهترین غلظت مالچ، نمونه‌های خاک رسی با مقدار معین آب مخلوط و در روی بستر شن روان جمع آوری شده از مناطق بیابانی توسط دستگاه مالچ‌پاش پاشیده شد. علاوه براین، یک‌سری آزمایش نیز برای بررسی اثر کاه در جلوگیری از فرسایش انجام گردید. تیمارهایی را که دارای کمترین ترک و بیشترین نفوذ مالچ در بستر شنی را داشتند، برای انجام آزمایش‌ها انتخاب گردید. تیمارهای انتخاب شده به عنوان مالچ عبارت بودند از: 1) 250 گرم شن روان + 250 گرم خاک رس + 25 گرم کاه، 2) 250گرم خاک رس+ 25 گرم کاه، 3) 250 گرم شن روان + 250 گرم خاک رس 4) 250 گرم خاک رس 5) 125 گرم شن روان + 125 گرم خاک رس و 6) 125گرم خاک رس، که هر تیمار با 500 میلی‌لیتر آب مخلوط و سپس پاشش انجام شد. به منظور بررسی مناسب‌ترین ضخامت مالچ، با انجام یک بار عمل مالچ‌پاشی اجازه داده شد که نمونه‌ها در مجاورت هوا خشک شده و سپس عمل مالچ‌پاشی مجدد بر روی آنها صورت گرفت. تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد که تیمارها شامل نوع مالچ (6 نوع مالچ)، دو ضخامت ( یک لایه و دو لایه) و دو سطح شوری که برای هر کدام سه تکرار انجام گرفت. نتایج نشان داد که مالچ‌های رسی در برابر جریان باد مقاوم هستند. ولی زمانی که تحت تأثیر بمباران ذرات موجود در جریان باد قرار گیرند، فرسایش می‌یابند. مقاومت مالچ با توجه به نوع مالچ متفاوت خواهد بود و مقاومت مالچ‌هایی که در آن کاه به کار رفته، به دلیل افزایش استحکام ساختاری از دیگر انواع مالچ‌ها بیشتر است. هر چه تعداد لایه مالچ (مرتبه مالچ پاشی) بیشتر شود، پایداری آن در برابر فرسایش به دلیل افزایش مقدار رس و سیلت در مالچ زیادتر می‌شود. تیمار اول با کاربرد با دو لایه مالچ‌پاشی(دو مرتبه مالچ) به عنوان تیمار مناسبی به منظور تثبیت شن‌های روان منطقه توصیه می‌گردد.

---

در کشور ما، به خاطر رشد روزافزون جمعیت و توسعه شهرها از امکان گسترش سطح زیر کشت به مرور زمان کاسته می‌شود و در نتیجه نیاز شدیدی به استفاده بهینه از اراضی موجود احساس می‌گردد. مطالعات تناسب اراضی با بررسی جنبه‌های فیزیکی و اجتماعی و اقتصادی اراضی، استفاده بهینه و پایدار از هر زمینی را ممکن می‌سازد. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفی، کمّی و اقتصادی تناسب اراضی دشت تالاندشت کرمانشاه برای محصولات گندم، جو و نخود دیم بوده است. منطقه تالاندشت به مساحت تقریبی 4500 هکتار در جنوب غربی شهرستان کرمانشاه واقع شده است. اقلیم منطقه نیمه خشک سرد، دارای زمستان‌های سرد و تابستان‌های ملایم است. مراحل مختلف تحقیق شامل مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی خاک و ارزیابی کیفی، کمّی و اقتصادی اراضی است. در ارزیابی کیفی، مشخصات اقلیمی، پستی و بلندی زمین و خصوصیات خاک منطقه با نیازهای رویشی هر محصول مقایسه و بسته به میزان تطابق آنها، کلاس تناسب کیفی به روش‌های محدودیت ساده ، شدت و تعداد محدودیت و پارامتریک تعیین گردید. مبنای ارزیابی کمّی، میزان عملکرد در واحد سطح و مبنای ارزیابی اقتصادی، میزان سود ناخالص در واحد سطح در نظر گرفته شد. اراضی مذکور از نظر کیفی، برای کشت گندم، جو و نخود دیم تماماً تناسب پائینی دارند. این امر ناشی از کمبود آب در بخشی از مراحل رشد می‌باشد. با آبیاری تکمیلی محدودیت آب واحدهای اراضی کاملاً رفع می‌گردد. علاوه بر محدودیت‌های اقلیمی محدودیت‌های شیب، میکرورلیف و سنگریزه مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای رشد نباتات مورد نظر وجود دارد. نتایج ارزیابی کمـّی نشان می‌دهد که کشت گندم و جو در اغلب واحدهای اراضی مناسب تا نسبتاً مناسب است. از نظر اقتصادی ، نخود به عنوان مناسب‌ترین نبات و در درجات بعدی گندم و جو در منطقه معرفی می‌گردند.

---

عدم توجه انسان به نحوه بهره‌برداری از منابع طبیعی از جمله خاک باعث تخریب و فرسایش آن می‌گردد. فرسایش آبی یکی از عوامل مهم تخریب خاک می‌باشد. در اثر تعییر کاربری اراضی مرتعی به دلیل کاهش پوشش گیاهی و بهم خوردگی سطح خاک، مقاومت خاک سطحی کاهش یافته و فرسایش آبی شدیدی رخ می‌دهد. مطالعه‌ای در منطقه چشمه علی (سولیجان) استان چهارمحال ‌و بختیاری با هدف برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی در چهار کاربری اراضی انجام شد. چهار کاربری بررسی شده شامل مرتع با پوشش گیاهی تقریباً خوب (20% <)، مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10%>)، دیمزار و دیمزار رها شده بود. نمونه‌های خاک از عمق 10 - 0 سانتی‌متر در قالب طرح کاملاً تصادفی در چهار تکرار برداشته شد. به منظور برآورد رسوب، رواناب و هدررفت عناصر غذایی از اندازه‌گیری صحرایی فرسایش خاک تحت شرایط استاندارد از باران‌ساز مصنوعی استفاده شد. درصد مواد آلی، ازت کل، فسفر قابل دسترس، توزیع اندازه ذرات رسوب و خاک در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل داده‌ها نشان داد که بیشترین تخریب در این منطقه از فرسایش آبی بوده و عوامل متعددی در گسترش آن نقش داشته‌اند از جمله چرای بی‌رویه در مرتع، حساسیت سازندهای زمین‌شناسی و مهم‌ترین آن تغییر کاربری اراضی مرتعی به دیمزارهای کم بازده را می‌توان نام برد. بیشترین مقدار رواناب در کاربری دیمزار رها شده و کمترین مقدار رواناب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. بیشترین مقدار رسوب درکاربری دیمزار مشاهده شد. مقدار رسوب در کاربری‌های دیمزار، دیمزار رها شده و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف به ترتیب 5/54، 21 و 4/10 برابر مرتع با پوشش گیاهی خوب بود. کمترین مقدار رواناب و رسوب در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب ایجاد گردید. نسبت غنی شدن ذرات خاک در رسوب در جزء سیلت ریز (mμ 5 - 2) و سپس رس بیشترین و در مورد شن کمترین مقدار بود. درصد هدررفت مواد آلی، ازت کل ومقدار فسفر قابل دسترس همراه با رسوب در ساعت اول بارندگی نسبت به ساعت دوم بارندگی بیشتر بود که علت آن انتقال ذرات ریزتر در ابتدای واقعه بارندگی است. هدررفت کل این سه فاکتور اندازه‌گیری شده در رسوب طی 2 ساعت بارندگی در کاربری دیمزار بیشترین، در کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف و دیمزار رها شده در حد متوسط و در کاربری مرتع با پوشش گیاهی خوب کمترین مقدار بود. نسبت غنی شدن ماده آلی، ازت کل و فسفر در رسوب در چهار کاربری بیشتر از یک است که دلیلی بر انتقال ماده آلی و این دو عنصر غذایی همراه با رسوب می‌باشد. به طور کلی می‌توان گفت تغییر کاربری اراضی از عرصه‌های منابع طبیعی نظیر مرتع به کاربری‌های دیگر که تحت سیستم مدیریت انسان باعث افزایش فرسایش، هدررفت تشدیدی خاک و انتقال عناصر غذایی همراه با آن می‌شود.

---

تخریب اراضی جنگلی یکی از بزرگ‌ترین معضلات زیست محیطی در شمال کشور است. یکی از پیامدهای این تخریب تأثیر منفی بر کیفیت خاک می‌باشد. تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی، ایجاد قرق و تبدیل اراضی کشاورزی به مرتع و تخریب مراتع به دلیل چرای بی رویه در کنار یکدیگر در حوزه پاسنگ استان گلستان امکان بررسی تغییر کیفیت خاک را در این چهار کاربری فراهم آورده است. نتایج این مطالعه نشان داد، تبدیل جنگل‌های طبیعی به اراضی کشاورزی تا 66 درصد مواد آلی خاک را کاهش داده و پایداری خاکدانه‌ها را تا یک سوم مقدار اولیه تغییر می‌دهد. به تبع آن میزان نیتروژن به میزان یک سوم، و پتاسیم به میزان 15 درصد کاهش می‌یابد. به نظر می‌رسد خاک اراضی مرتعی ( اراضی کشاورزی قرق شده ) نسبت به خاک جنگل‌های طبیعی از لحاظ کیفیت فیزیکی و در مقایسه با خاک کشاورزی از لحاظ کیفیت شیمیایی وضعیت مطلوب‌تری داشته و از لحاظ شاخص‌های زیستی از دو کاربری دیگر نیز شرایط بهتری را دارا می‌باشد. نتایج نشان داد که فعالیت دو آنزیم، دهیدروژناز و ال آسپاراژیناز در اراضی مرتعی دارای مقادیر بیشتری نسبت به جنگل‌های طبیعی و اراضی کشاورزی است و بر خلاف تنفس میکربی رابطه مستقیمی با میزان مواد آلی خاک ندارد. تفاوت در کیفیت مواد آلی اضافه شده به خاک به عنوان بستره موجودات زنده به نظر می‌رسد که عامل تأثیر گذارتری نسبت به کمیت مواد آلی، بر روی فعالیت‌های آنزیمی در این منطقه باشد. گرچه با توجه به نتایج ذکر شده، اراضی مرتعی قرق شده دارای کیفیت مطلوب‌تری نسبت به کاربری‌های دیگر است، با این حال نتایج بررسی شدت فرسایش این نکته را تأیید می‌کند که تخریب جنگل‌های طبیعی تا چه حد فرسایش را در اراضی کشاورزی و مرتعی تشدید کرده است. تحقیق ارائه شده لزوم توجه بیشتر به بررسی شدت فرسایش و اصول حفاظتی، به عنوان یک شاخص مهم در ارزیابی کیفیت خاک را نشان می‌دهد.

---

عوامل زمین‌شناختی و پدولوژی نقش بسیار مهمی بر توزیع عناصر در خاک‌های بکر دارند. به منظور تعیین نقش این عوامل بر غلظت و توزیع عناصر اصلی در خاک، شش ماده مادری مختلف، شامل فیلیت (Ph)، تونالیت (To)، پریدوتیت (Pe)، دولریت (Do)، شیل (Sh) و سنگ آهک (Li) در منطقه فومن- ماسوله شناسایی و نحوه تشکیل و تکامل خاک‌های درجا در این مواد مادری مطالعه شد. غلظت کل عناصر Si، Al، Ca، Mg، Fe، Mn، K، Na، Ti و P در کلیه افق‌های پدوژنیک و ژئوژنیک تعیین و نقش ترکیب ژئوشیمیایی و کانی‌شناسی مواد مادری، هم‌چنین تأثیر فرآیندهای خاک‌سازی، بر غلظت کل عناصر مذکور در خاک بررسی شد. حداکثر غلظت Fe2O3 و MgO در خاک‌های با منشأ Pe و Do مشاهده شد، این خاک‌ها دارای غلظت‌های پایینی از SiO2 و Al2O3 هستند. این روند با ترکیب ژئوشیمیایی سنگ‌های مادری هم‌آهنگ است. از طرف دیگر، مقدار FeCBD در این خاک‌ها حداقل بود، این امر بیانگر توسعه کم این خاک‌ها و، به همین دلیل، تأثیر عامل وراثت بر فراوانی آهن است. در مقابل، مقایسه Fe کل و FeCBD در خاکرخ‌‌های Li1، Sh2 و To2 نشان‌ داد که تحول نسبی این خاک‌ها بیشتر از سایر خاکرخ‌هاست. شدت تهی شدن Si در خاکرخ‌های Ph1، ‌To2 و Sh2 نسبت به سنگ‌بستر، بیشتر از خاک‌های Pe و Do است؛ این عنصر در خاک‌های آهکی غنی شده است. فراوانی MnO در خاک‌های ‌Pe و Do تحت کنترل مواد مادری بوده، حال‌آن‌که در خاک‌های شیلی، تأثیر عوامل خاک‌ساز، به ویژه شرایط اکسیداسیون و احیا، بر رفتار این عنصر بیشتر است. اشکال تبادلی Ca و Na بیشتر تحت تأثیر خصوصیات خاک بوده و کمتر تحت کنترل نوع ماده مادری می‌باشد. با وجود توزیع مجدد کلیه عناصر اصلی در اثر فرآیندهای خاک‌سازی، نقش عامل وراثت بر غلظت عناصر Si، Al، Mg، Fe، K و Ti بیشتر از عوامل خاک‌ساز است.

---

برای حفاظت حوزه‌های آبخیز، استفاده از مدلی که توانایی برآورد رواناب، فرسایش و رسوب را در زمان‌ها و مکان‌های معین داشته ‌باشد، ضروری است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی تحلیل حساسیت مدل یوروسم‌ (Eurosem) و واسنجی و اعتبارسازی آن در شبیه‌سازی رواناب و دبی اوج رواناب در زیرحوزه تنگ رواق از حوزه آبخیز کارون جنوبی بود. بدین منظور، منطقه‌ای به وسعت یک هکتار انتخاب و رواناب عبوری در فواصل زمانی مشخصی در شش رخداد جمع‌آوری شد. تحلیل حساسیت مدل به روش ساده، با افزایش و کاهش 10 درصدی پارامترهای دینامیک مدل (چسبندگی خاک، هدایت هیدرولیکی اشباع، حرکت مویینگی خالص، ضریب زبری مانینگ، درصد حجمی رطوبت قبل از بارندگی و جدا‌‌پذیری ذرات خاک) انجام شد. بهترین واسنجی رواناب با کاهش هدایت هیدرولیکی و حرکت مویینگی و افزایش رطوبت اولیه صورت گرفت. نتایج اعتبارسازی مدل نشان داد که مدل قادر است میزان کل رواناب و دبی اوج رواناب را به خوبی شبیه‌سازی نماید ولی در شبیه‌سازی زمان شروع رواناب و زمان رسیدن به دبی اوج رواناب موفق نبود. نتایج تحلیل حساسیت مدل نشان داد که کل رواناب بیشترین حساسیت را به هدایت هیدرولیکی اشباع نشان داد. با افزایش 10 درصدی هدایت هیدرولیکی اشباع، کل رواناب 11 درصد کاهش و با کاهش 10 درصدی این پارامتر، کل رواناب 14 درصد افزایش نشان داد. این مدل نسبت به چسبندگی خاک هیچ‌گونه حساسیتی نشان نداد. نتایج نشان داد که حساسیت مدل یوروسم به موقعیت و محل ارزیابی مدل بستگی دارد.