علوم آب و خاک

---

روش‌های مرسوم مطالعات خاک‌شناسی در حوزه‌های آبخیز ایران، نیازمند هزینه، کارشناس و زمان زیاد است. صعب العبور بودن برخی مناطق حوزه و مشکلات نمونه برداری نیز به مشکلات مذکور اضافه می‌شود. به واسطه محدودیت‌های مزبور در اغلب حوزه‌های آبخیز کشور، اطلاعات مکانی و پیوسته دقیقی از خصوصیات خاک به منظور برآورد فرسایش خاک توسط مدل‌های مختلف نظیر: (Rusle، Morgan، Eurosem،PSIAC) و هم‌چنین دیگر فعالیت‌های مدیریتی و برنامه‌ریزی موجود نیست. بنابراین به روش‌های نوینی نیاز است که با حداقل نمونه برداری کم و به کمک پارامترهای سطح زمین (که محاسبه آنها به مراتب ارزان‌تر است) بتوان خصوصیات خاک را به طور نسبتاً دقیقی برآورد کرد. این پژوهش در بخشی از حوزه آبخیز مهر سبزوار مشتمل بر سه واحد سنگ شناسی غالب حوزه، شامل واحد‌های PLc، Ku و E2sc به منظور ایجاد مدل‌های رگرسیون خاک- چشم انداز، صورت گرفته است. خصوصیات مورد مطالعه خاک سطحی، شامل درصد شن، رس، مواد آلی، سنگریزه، رطوبت وزنی خاک در حالت FC و مقدار وزن مخصوص ظاهری بوده است. در واحد‌های مختلف در جمع 316 نقطه مطالعاتی انتخاب شد و خصوصیات سطحی خاک آنها مورد مطالعه قرار گرفت. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل‌هایی به ابعاد 100×100 متر تهیه و از روی آن ویژگی‌های پستی و بلندی محاسبه شد. در نهایت مدل‌های رگرسیون چند متغیره بین این ویژگی‌ها و خصوصیات خاک، برقرار و سپس به وسیله نقاط اضافی، نمونه برداری شده ( 78 نقطه از 316 نقطه)، مدل‌های به دست آمده اعتبار سنجی شدند. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که خصوصیات پستی و بلندی مهم که با خصوصیات خاک ارتباط بیشتری داشته و در مدل رگرسیونی نیز وارد شده، به طور عمده شامل شیب و جهت آن، ارتفاع، شاخص رطوبتی و شاخص قدرت جریان، شاخص حمل رسوب و انحنای زمین بوده ‌است. این نتایج مؤید این مطلب است که خصوصیات خاک در منطقه تحت الشعاع فرایندهای هیدرولوژیکی، مؤثر از توپوگرافی می‌باشد. نتایج اعتبار سنجی مدل‌ها نیز از ناریب بودن و درجه تخمین مناسب برازش مدل‌ها حکایت می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های به دست آمده در مقیاس حوزه و فواصل 100 متری، قادرند در واحدهای مختلف سنگ شناسی از حداقل 26 تا حداکثر 72 درصد از کل تغییرات خصوصیات مختلف سطحی خاک را پیش‌بینی کند.

---

چرای بی رویه مراتع یکی از مهم‌ترین عوامل تشدید کننده فرسایش خاک و تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است. برنامه ریزی اصولی و صحیح از اراضی بر اساس رعایت تناسب آنها زمینه مناسبی را برای حفاظت اراضی و کنترل بیابان‌زایی فراهم می‌نماید. در ارزیابی اراضی استفاده‌های ممکن از اراضی با توجه به نیازهای منطقه‌ای و ملی با هم مقایسه می‌شود. روش ارزیابی تناسب اراضی در تیپ بهره‌وری چرای مرتع، تناسب اراضی برای چرای دام در مراتع طبیعی تعیین می‌کند. این تحقیق به منظور بررسی تناسب کیفی و بررسی عوامل محدود کننده چرای بز و میش در بخشی از حوزه آبخیز مهر سبزوار واقع در استان خراسان صورت گرفته است. کیفیت‌های اراضی مورد بررسی در این تحقیق شامل قابلیت دسترسی به رطوبت، شوری و سدیمی بودن، شرایط فیزیکی ریشه دهی، قابلیت دسترسی به چراگاه و قابلیت دسترسی به آب شرب بوده که هر کدام به وسیله یک یا چند خصوصیت از اراضی ارزیابی شده‌اند. بعد از تعریف نیازهای تیپ بهره‌وری مورد نظر و مقایسه خصوصیات اراضی مورد مطالعه درجات هر کیفیت در سلول‌هایی به ابعاد 200×200 متر در محیط GIS تعیین شده و در نهایت به وسیله معادله ریشه دوم در هم تلفیق شده و شاخص اراضی محاسبه گردید. بر اساس مقادیر شاخص اراضی، کلاس کیفی تناسب اراضی تعیین شده و به صورت نقشه تهیه شد. نتیجه این تحقیق در قالب دو سناریوی مختلف تأمین آب شرب برای دام، مورد تحلیل قرار گرفت. در سناریوی اول با فرض تأمین آب محدود به آب چشمه‌ها و آبشخورهای دائمی شده و در سناریوی دوم علاوه بر منابع مزبور، تأمین آب توسط رودخانه‌های فصلی حوزه مد نظر قرار گرفته است. به عنوان یک نتیجه مهم، مدلسازی مکانی به وسیله GIS، باعث افزایش دقت در نتایج تناسب اراضی گردیده است. نتایج کلی پژوهش نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه، دارای تناسب خوبی برای چرای دام نبوده و دارای تناسب بحرانی و عمدتاً نامناسب است. مهم‌ترین عوامل محدود کننده شامل قابلیت دسترسی به رطوبت برای رشد گیاه، شیب، رخنمون سنگی و دسترسی به آب شرب می‌باشد. دو سناریوی مختلف از دسترسی به آب شرب نشان می‌دهد که در سناریوی دوم در حالتی که در اواخر زمستان و طول فصل بهار رودخانه‌های فصلی دارای آب هستند، تناسب برخی واحدهای اراضی برای این بهره‌وری افزایش می‌یابد.

---

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.

---

نقشه‌برداری رقومی خاک شامل پیش‌بینی مکانی خاک‌ها و ویژگی‌های آنها براساس ارتباط با متغیرهای کمکی می‌باشد. این مطالعه به منظور نقشه‌برداری رقومی خاک با استفاده از مدل‌های رگرسیونی لاجیستیک دوتایی و درختی توسعه‌یافته در منطقه زرند کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‌برداری طبقه‌بندی شده در منطقه‌ای به مساحت نود هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، 123 خاک‌رخ حفر و تشریح گردید. در هر دو مدل، ابتدا احتمال حضور افق‌های مشخصه از طریق ارتباط دادن با متغیرهای کمکی، تخمین زده شد و سپس حضور کلاس‌های مختلف خاک پیش‌بینی گردید. متغیرهای کمکی شامل نقشه ژئومرفولوژی، اجزای سرزمین و شاخص‌های سنجش از دور بودند. نتایج نشان داد که نقشه ژئومرفولوژی، یک ابزار مهم در روش‌های نقشه-برداری رقومی خاک است که به افزایش دقت پیش‌بینی کمک می‌کند. پس از سطوح ژئومرفیک، اجزای سرزمین به‌عنوان پارامترهای کمکی مؤثر شناخته شدند. هر دو مدل، احتمال بالای حضور افق سالیک را در سیمای اراضی پلایا، افق جیپسیک را در تپه‌های گچی و افق کلسیک را در مخروط‌افکنه‌ها پیش‌بینی کردند. در بین کلاس‌های خاک مورد پیش‌بینی، کلاس "کلسی‌جیپسیدز"، دقت و قابلیت اعتبار تخمین پایینی را نشان داد، در صورتی‌که تخمین کلاس‌های "هپلوسالیدز" و "هپلوجیپسیدز" از دقت بالایی برخوردار بود.