علوم آب و خاک

---

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.

---

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.

---

عدم وجود مدیریت صحیح استفاده از اراضی در یک حوزه آبخیز، تأثیرات نامناسبی بر منابع موجود در آن دارد. بهینه سازی کاربری اراضی یکی از راه‌کارهای مناسب برای دست‌یابی به توسعه پایدار و کاهش هدررفت منابع می‌باشد. تحقیق حاضر در حوزه آبخیز بریموند به مساحت 9572 هکتار در استان کرمانشاه به منظور تعیین مناسب‌ترین ترکیب کاربری اراضی شامل باغ، کشت آبی، کشت دیم و مرتع جهت کمینه‌سازی فرسایش خاک و بیشینه سازی سود صورت گرفت. برای انجام تحقیق حاضر، مقادیر فرسایش، سود خالص و نیز نقشه‌های تهیه شده طبق استانداردهای استفاده از اراضی به عنوان ورودی توابع هدف و محدودیت‌های مدل بهینه‌سازی کاربری اراضی استفاده شد. مدل برنامه ریزی خطی چند هدفی تهیه و با استفاده از روش سیمپلکس در نرم افزار ADBASE حل شد. نتایج به‌دست آمده از تحقیق، ضمن معرفی کاربری بهینه اراضی حوزه آبخیز بریموند، میزان کاهش فرسایش خاک و افزایش سود سالانه را به ترتیب 78/7 درصد و 62/118 درصد ارائه نمود. بهینه‌سازی انجام شده بر کاهش اراضی دیم و افزایش اراضی باغی در منطقه تأکید دارد. نتایج به‌دست آمده از تحلیل حساسیت نیز نمایانگر تأثیر پذیری زیاد توابع هدف از حداکثر سطح اراضی کشاورزی آبی و باغی است.

---

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.

---

استفاده از سیستم های مختلف خاک ورزی پس از تغییر ناآگاهانه و غیر علمی کاربری اراضی سبب تسریع تجزیه ماده آلی خاک شده و سایر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی آن را تحت تأثیر قرار می دهد. این امر به‌ویژه در اراضی حاشیه ای و مناطق پرشیب کوهستانی، عموماً سبب افزایش امکان تخریب و فرسایش خاک و در نتیجه جاری شدن سیل های ویرانگر می گردد. این پژوهش با هدف بررسی اثر تبدیل اراضی مرتعی به زمین های کشاورزی بر برخی از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند چگالی ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، مقدار ماده آلی و رسانایی الکتریکی خاک انجام گرفته است. بدین منظور از هشت منطقه در جنوب و جنوب غربی اصفهان از دو بخش مرتع دست نخورده و مرتع دست خورده و از دو لایه 0-15 و 15-30 سانتی متری، نمونه برداری خاک انجام شد. پس از انجام آزمایش های مربوطه، نتایج مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی مورد مطالعه به کشاورزی در برخی از مناطق بر حسب نوع استفاده از اراضی پس از تغییر کاربری آنها (کشت دیم یا آبی، عملیات خاک ورزی و کوددهی) سبب افزایش تقریباً 39 درصدی در میزان ماده آلی خاک و در برخی نیز سبب کاهش 26 درصدی در میزان آن شده است. رسانایی الکتریکی خاک نیز در اثر این تغییر کاربری تقریباً 41 درصد افزایش یافت. در حالی که تغییر کاربری به کشاورزی سبب ایجاد اختلاف معنی دار آماری در ویژگی‌های میانگین وزنی قطرخاکدانه ها، وزن مخصوص ظاهری و واکنش خاک در دو لایه مذکور نشد. بنابراین به نظر می رسد که اگرچه در مناطق مورد مطالعه در این پژوهش، تغییر کاربری اراضی و انجام عملیات کشت و کار، تأثیر معنی داری از نظر آماری بر برخی از ویژگی‌های خاک نداشته است، ولی در نهایت می تواند موجب کاهش کیفیت و افزایش تخریب آن شده و پیامدهای نامطلوبی را به‌دنبال داشته باشد.

---

عملیات و مدیریت کشاورزی اغلب باعث ایجاد تغییرات فاحشی در پوشش گیاهی، تولید بیومس، مواد آلی خاک، چرخه عناصر غذایی و پویایی فسفر خاک می شود. در این پژوهش تأثیر تخریب پوشش گیاهی بر مقدار شکل‌های آلی و معدنی لبایل، نسبتاً لبایل و غیر لبایل فسفر و هم‌چنین مقدار فسفر کل آلی و معدنی خاک بررسی شد. نمونه های خاک از عمق 10-0 سانتی‌متری از سه کاربری مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب (25-20 درصد)، مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10-5 درصد) و دیمزار در زیر حوزه سولگان و دو کاربری مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب (30-25 درصد) و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف (10-5 درصد) در سادات‌آباد جمع‌آوری شد. نتایج نشان داد که مقدار فسفر کل آلی خاک به ترتیب 2/18 و 9/23 درصد در کاربری دیمزار و مرتع با پوشش گیاهی ضعیف در سولگان و 8/40 درصد در مرتع با پوشش گیاهی ضعیف در سادات آباد نسبت به مرتع با پوشش نسبتاً خوب کاهش یافته است. فرم‌های آلی فسفر در اثر تخریب مراتع تغییر بیشتری نسبت به فرم‌های معدنی داشت، به‌طوری‌که در سولگان شکل‌های آلی لبایل، نسبتاً لبایل و غیر لبایل فسفر به ترتیب 3/72، 3/24 و 1/7 درصد در کاربری دیمزار و 1/42، 9/13 و 9/12 درصد در کاربری مرتع با پوشش گیاهی ضعیف نسبت به مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب کاهش یافت. در سادات آباد نیز در اثر چرای بی رویه دام و کاهش پوشش گیاهی مقدار این شکل‌ها به ترتیب 4/64، 7/35 و 4/44 درصد نسبت به مرتع با پوشش گیاهی نسبتاً خوب کاهش یافت. نتایج این پژوهش نشان داد که تخریب پوشش گیاهی تأثیر قابل توجهی بر مقدار ذخایر فسفر خاک دارد. با کاهش ذخایر نسبتاً مقاوم و مقاوم فسفر در خاک توانایی خاک در عرضه فسفر قابل دسترس کاهش یافته و از قدرت باروری و حاصل‌خیزی خاک در دراز مدت کاسته می‌شود.

---

در این تحقیق، جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی، حوزه آبخیز قلعه شاهرخ با مساحت 1/150980 هکتار انتخاب گردید. داده سنجنده‌های MSS ،TM و ETM+ از ماهواره لندست برای این منظور استفاده شد. برای تهیه نقشه‌های کاربری اراضی حوزه، پس از انجام تصحیحات و آنالیزهای مختلف بارزسازی شامل PCA،FCC روی تصاویر، منطقه با استفاده از GPS، نقشه‌های توپوگرافی 1:50000 و اطلاعات جانبی دیگر مورد بازدید صحرایی قرار گرفت. واحد‌های کاربری اراضی مختلف با انجام نمونه‌برداری تصادفی طبقه‌بندی شده بررسی شد. پس از اعمال روش‌های مختلف طبقه‌بندی ، صحت نقشه‌های تولیدی مورد ارزیابی قرار گرفت و نقشه‌های نهایی کاربری اراضی حوزه در سال‌های 1354، 1369 و 1381 به روش هیبرید و با دقت قابل قبول تولید گردید. سپس روند تغییرات کاربری اراضی در دوره‌های مورد مطالعه مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که در دوره اول مطالعه (سال 1354) بیشترین وسعت کاربری اراضی مربوط به مرتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده با 6/41 درصد و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 5/1 درصد بوده است. هم‌چنین در دوره دوم (1369-1354) بیشترین وسعت کاربری مربوط به مرتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده با 4/43 درصد و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 1/4 درصد است. در دوره سوم مطالعه (1381-1369) بیشترین وسعت کاربری با 6/35 درصد مربوط به کشاورزی دیم و کمترین وسعت مربوط به کشاورزی آبی با 7 درصد می‌باشد. طی سال‌های 1354 تا 1369 بیشترین تغییر کاربری شامل تبدیل مراتع با پوشش نیمه انبوه به دیم‌زارها و اراضی زراعی آبی و در درجه دوم تبدیل این مراتع به مراتع تخریب یافته با پوشش پراکنده است. در طی سال‌های 1369 تا 1381 بیشترین تغییر کاربری در مراتع تنک و اراضی با پوشش پراکنده است که به همراه بخشی از مراتع نیمه انبوه به دیم‌زارها و زراعت آبی تبدیل شده‌اند.

---

پایش تغییرات کاربری و پوشش اراضی نقش اساسی در برنامه‌ریزی و مدیریت محیط زیست دارد. داده‌های ماهواره‌ای کارایی بالایی در آشکارسازی و تجزیه و تحلیل تغییرات زیست محیطی دارند. روش‌های متعددی برای آشکارسازی تغییرات یک منطقه با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای وجود دارد که هر کدام دارای مزایا و محدودیت‌هایی هستند. آشکارسازی برداری تغییرات (Change Vector Analysis) یکی از این روش‌ها است. این روش برپایه آشکارسازی تغییرات رادیومتریک بین دو سری زمانی داده ماهواره‌ای استوار است. مشخص شدن محدوده تغییرات در کنار ماهیت تغییرات از مزایای بسیار مهم این روش نسبت به سایر روش‌ها است. هدف اصلی از این مقاله توصیف روش آشکارسازی برداری تغییرات (CVA) و به کارگیری آن برای آشکارسازی تغییرات پوشش اراضی در محدوده فعلی شهر اصفهان طی یک دوره 11 ساله است. بدین منظور دو سری داده از سنجنده TM ماهواره لندست به تاریخ 15 خرداد 1366 و تاریخ 13 خرداد 1377 انتخاب گردیدند. داده‌های ماهواره‌ای از لحاظ نوع سنجنده و زمان برداشت به گونه‌ای انتخاب شدند که نیازی به تصحیح رادیومتریک نباشد. پس از زمین مرجع کردن تصاویر و انتقال محدوده مطالعه روی آنها با استفاده از روشCVA تغییرات منطقه از لحاظ بزرگی و حهت بررسی گردید. نقشه تغییرات به دست آمده دارای ضریب کاپای 19/63 و صحت کلی 4/74 است. نتایج نشان می‌دهد طی این دوره 3360 هکتار از اراضی محدوده شهر اصفهان تغییر کاربری داشته است. از این میان در 1340 هکتار از اراضی که عمدتاً جزء اراضی کشاورزی بوده‌اند، توسعه فعالیت‌های شهرسازی را داشته‌ایم. 1585 هکتار به سطح اراضی کشاورزی اضافه و 430 هکتار از اراضی کشاورزی اولیه کاسته شده است. نتایج این مطالعه نشان داد که CVA یک روش مناسب برای آشکارسازی و توصیف تغییرات رادیومتریک سری زمانی داده‌های چند طیفی است.

---

افزایش آزادشدن گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن (CO2)، متان (CH4)، و نیتروس اکسید (N2O) از خاک‌ها به اتمسفر یکی از نگرانی‌های جهان در چند دهه گذشته می‌باشد. دی‌اکسید کربن به عنوان یک عامل مهم مؤثر در گرمایش جهانی و تغییر آب وهوا که مسئول ٦۰ درصد گرم شدن جهان یا اثر گلخانه‌ای می‌باشد، شناخته شده است. در این پژوهش چگونگی آزاد شدن دی‌اکسید کربن به کمک روش اتاقک بسته و کروماتوگرافی گازی از سطح خاک چهار زمین با کاربری گوناگون که شامل مزارع گندم و کلزا، باغ مرکبات و زمین آیش بود، بررسی شد. میزان کل هدر رفت کربن از خاک به صورت گازهای گلخانه‌ای کربنه از کشتزارهای گندم، کلزا، باغ مرکبات و زمین آیش به ترتیب 47/4، 72/3، 38/3 و 89/1 تن کربن در هر هکتار در سال بود. کل کربن آلی ورودی به خاک توسط بیوماس در مزارع گندم و کلزا به ترتیب 1/4 و 6/4 تن کربن در هکتار در سال بود. بنابراین بیلان کربن خاک (ورودی کربن- خروجی کربن) در کشتزارهای گندم و کلزا به ترتیب 37/0- و 88/0+ بود و در کشتزارهای گندم هدررفت کربن و در کشتزارهای کلزا افزایش کربن خاک رخ داد. تغییر کربن آلی خاک در سال‌های گذشته در باغ مرکبات نشان می‌دهد که در این باغ‌ها نیز کربن آلی خاک افزایش داشته است.

---

به‌منظور مطالعه تأثیر کاربری‌های مختلف بر تحول و تکامل خاک، اراضی لسی شرق استان گلستان منطقه آق‌سو انتخاب شد. تعداد 6 پروفیل در کاربری‌های مرتع، جنگل طبیعی بلوط، جنگل مصنوعی سرو و زراعی حفر شد و مورد مطالعه قرار گرفت و از افق‌های مختلف تعدادی نمونه جهت مطالعات فیزیکوشیمیایی و تعدادی جهت مطالعات میکروسکوپی برداشته شد. پارامترهای فیزیکی و شیمیایی مهم همچون وزن مخصوص ظاهری ((BD، میانگین وزنی قطر خاکدانه (MWD)، کربن آلی (OC)، ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC)، کربنات کلسیم معادل (CCE) و فسفر قابل دسترس (P) در کاربری‌ها مقایسه شد. OC، CECو MWD در کاربری زراعی خیلی پایین‌تر بودند. میزان مواد آلی در منطقه جنگلی و مرتعی به‌طور قابل ملاحظه‌ای بیشتر از اراضی زراعی بود. مطالعه تکامل پروفیل خاک نشان داد که خاک‌های جنگلی تکامل یافته‌ترند، به‌طوری که خاک‌های مناطق جنگل طبیعی تحت عنوان کلسیک آرجی زرالز طبقه‌بندی شدند و پایداری اراضی بیشتر سبب به‌وجود آمدن افق آرجیلیک با بی فابریک لکه‌ای و کریستالی در افق کلسیک زیرین شده است. ولی خاک‌های زراعی دارای تکامل کمتری بودند و تحت عنوان تیپیک کلسی زرپتز طبقه‌بندی شدند. بی فابریک خاک‌های زراعی در تمام افق‌ها کریستالیتیک بوده و نشان‌دهنده عدم آبشویی کافی کربنات و متعاقب آن عدم انتقال رس است و به دلیل فرسایش شدید افق‌های سطحی، افق غنی از آهک زیرین رخنمون نموده و مانع تکامل پروفیل شده است. خاک‌های جنگل مصنوعی و مرتع نیز دارای افق مالیک و طبقه‌بندی تیپیک کلسی زرالز بودند و از تکامل متوسطی برخوردار بودند.

---

فرسایش پاشمانی باران به‏عنوان اولین رویداد در فرسایش خاک، حرکت ذرات و کلوخه‏های خاک را سبب می‏شود، و یک فرآیند مهم در فرسایش بین‏شیاری محسوب می‏شود. نرخ جدایش در فرسایش پاشمانی با ویژگی‏های خاک و باران مرتبط بوده و تحت تأٔثیر فرسایندگی باران و فرسایش‏پذیری خاک است. بنابراین در این بررسی نرخ فرسایش پاشمانی و مقایسه آن در کاربری‏های مختلف و ارتباط آن با برخی خصوصیات خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 120 نمونه خاک از سه کاربری اراضی مجاور هم شامل جنگل، مرتع و کشاورزی در دو عمق 0-10 و10-20 سانتی‏متری از حوزه آبخیز کسیلیان جمع‏آوری شد. اندازه‏گیری فرسایش پاشمانی تحت شرایط آزمایشگاهی و با استفاده از شبیه‏ساز باران و فنجان پاشمان انجام شد. نتایج نشان داد که اختلاف معنی‏داری بین نرخ فرسایش پاشمانی در کاربری‏های مختلف وجود ندارد و تغییر کاربری جنگل به کاربری کشاورزی و مرتع درصد ماده آلی را به ترتیب 93/59 و 62/33 درصد در عمق سطحی و 33/33 و 59/25 درصد در عمق زیرین کاهش داده است. درصد سیلت در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (742/ 0=r ، 018/0= p)، ماده آلی در کاربری مرتع دارای هم‏بستگی منفی معنی‏دار (798/0= r ، 001/ 0= p) و شاخص فرسایش‏پذیری خاک در کاربری کشاورزی دارای هم‏بستگی مثبت معنی‏دار (668/0 r =و 00/0 p=) با نرخ پاشمان است.

---

از داده‌های سنجنده LISS IV، ماهواره IRS-P6برای تهیه نقشه کاربری اراضی دشت سگزی واقع در شرق اصفهان استفاده شد که مساحت منطقه مورد مطالعه 22121 هکتار می باشد. تصاویر باند 2 (سبز)، باند 3 (قرمز) و باند 4 (مادون قرمز نزدیک) سنجنده LISS IV با دقت زمینی 8/5 متر، با روش نزدیک‌ترین همسایه و مدل هندسی چند جمله‌ای درجه یک با RMSE حدود 3/0 پیکسل به نقشه توپوگرافی 1:25000 منطقه ثبت داده شد. برای آنالیز داده‌ها روش‌های مختلف پردازش تصویر نظیر طبقه‌بندی نظارت‌شده و نظارت‌نشده، تجزیه مؤلفه‌های اصلی، فیلتر‌گذاری و شاخص گیاهی NDVI روی داده‌های ماهواره‌ای اعمال گردید. در نهایت نقشه کاربری اراضی با استفاده از روش هیبرید به دست آمد. نقشه حاصل 6 کاربری ارضی زیر را به خوبی تفکیک نمود: اراضی کشاورزی، زمین‌های بایر، اراضی به‌هم‌خورده، زمین‌های تاغ‌کاری(Haloxylon amodendron)، خطوط ارتباطی و جاده‌ها، مناطق مسکونی و محل‌های صنعتی. این نقشه دارای ضریب کاپای 89% و دقت کلی92% است. زمین‌های بایر در این منطقه اراضی با پوشش گیاهی طبیعی ولی بسیار ضعیف را شامل می‌شود که جزو بیابان‌های طبیعی محسوب می‌گردند. زمین‌هایی که در اثر فعالیت کوره‌های آجرپزی، توپوگرافی طبیعی زمین به‌هم‌خورده و به‌دنبال آن پوشش گیاهی کاملاً از ‌بین ‌رفته، اراضی تخریب‌شده محسوب می‌شود؛ این اراضی جزو مناطق بیابانی مصنوعی منظور می‌گردد. داده‌های این سنجنده برای تفکیک انواع کاربری‌های مطالعه شده به‌خصوص در رقومی‌سازی جاده‌ها توانائی بالایی دارد، بدین‌ترتیب داده‌های این سنجنده برای تصحیح نقشه‌های 1:25000 توپوگرافی می‌تواند کاربرد داشته باشد.

---

مطالعه تأثیر کاربری اراضی بر شاخص‌های کیفیت خاک امکان شناسایی مدیریت‌های پایدار و به تبع آن پیشگیری از تخریب فزاینده خاک را فراهم می‌سازد. در این تحقیق از داده‌سنجنده‌های TM (1366) و ETM+ (1379 و 1384) جهت بررسی تغییرات کاربری اراضی دشت ماهان- جوپار استفاده شد. سپس با کمک نقشه‌های به‌دست آمده تعداد 50 نمونه به طور تصادفی از عمق 0-30 سانتی‌متری خاک مربوط به هر کاربری تهیه شد و مقدار ماده آلی، پتانسیل تنفس میکروبی، وزن مخصوص ظاهری، pH، EC و بافت خاک به عنوان شاخص‌های کیفیت خاک اندازه‌گیری شدند. هشت نوع کاربری شامل باغ میوه، پوشش درختی (غیر بارور)، باغ پسته، زراعی، بایر، رها شده، شخم خورده و تاغ‌زار براساس مطالعات صحرایی در منطقه تفکیک گردید. نتایج نشان داد که صحت کلی نقشه سال‌های 1366، 1379 و 1384، به ترتیب 4/89، 2/95 و 7/91 درصد و ضریب کاپای آنها به ترتیب 85، 92 و 88 درصد می‌باشد. به طور کلی میزان شاخص‌های کیفیت اندازه‌گیری شده نشان داد که کیفیت خاک در کاربری‌های پوشش درختی، باغ میوه، زراعی و باغ پسته نسبت به سایر کاربری‌ها بهتر بوده است.

---

تغییرات کربن آلی خاک یکی از مهم‌ترین شاخص‌های تعیین تأثیر تغییرات کاربری اراضی بر کیفیت خاک است. با توجه به سابقه طولانی‌مدت تبدیل اراضی مرتعی به دیم در منطقه روئین واقع در استان خراسان شمالی، اهداف این پژوهش بررسی تأثیر تغییرات درازمدت کاربری اراضی بر مقدار کربن آلی خاک در جهات مختلف شیب و امکان استفاده از کربن آلی خاک به‌عنوان معیاری برای تصمیم‌سازی برای استفاده از اراضی در این منطقه بود. 140 نمونه خاک از عمق 15-0 سانتی‌متری بخش شیب پشتی شیب‌های شمالی، جنوبی، شرقی، غربی و بدون جهت در کاربری‌های مرتع، دیم، یونجه دیم، باغ و کشت آبی و از هر کاربری در 7 نقطه و 14 نمونه از کشت آبی، در تیرماه برداشت شد. نتایج نشان داد که کاربری باغ با میانگین 03/2 و کشت آبی با 78/0 درصد، بیشترین و کمترین مقدار کربن آلی را دارند. میانگین کربن آلی خاک در مرتع 40/1 درصد می‌باشد که تغییر کاربری باعث کاهش آن تا 27/1 و 04/1 درصد به‌ترتیب در یونجه دیم و دیم شده است. در تمام کاربری‌ها بین تمام شیب‌ها با شیب جنوبی اختلاف معنی‌داری مشاهده شد و شیب‌های‌ شرقی بیشترین مقدار کربن آلی خاک را داشتند. به نظر می‌رسد پس از تغییر درازمدت کاربری، کربن آلی خاک با شرایط محیطی و کاربری به تعادل رسیده و میانگین کربن آلی خاک در جهات مختلف شیب به غیر از شیب جنوبی از 4/1 درصد در کاربری مرتع به 12/1 درصد در کاربری دیم و 32/1 درصد در کاربری یونجه دیم درصد رسیده است که برای مناطق نیمه‌خشک در حد مناسبی قرار دارد. براساس نتایج به‌دست آمده، با هدف جلوگیری از تخریب اراضی از یک سو و از سوی دیگر با در نظر گرفتن این واقعیت که دیم‌کاری یکی از منابع اصلی درآمد ساکنان منطقه است، پیشنهاد می‌شود که کشت دیم در شیب‌های جنوبی متوقف شده و در جهات دیگر شیب با رعایت اصول حفاظتی انجام شود.

---

شالیزارها تأمین‌کننده نیاز تغذیه‌ای حدود نیمی از جمعیت جهان می‌باشند. تشکیل این خاک‌های تحت دخالت انسان مرتبط با عملیات شله‌کاری (پادلینگ)، رژیم‌های غرقاب و زه‌کشی، تشکیل کفه شخم و فرایندهای اکسایشی-کاهشی خاص می‌باشد. این مطالعه به منظور بررسی اثر کشت طولانی‌مدت برنج بر ویژگی‌های فیزیکوشیمیایی و کانی‌شناسی رس در سه مزرعه برنج در منطقه یاسوج و مقایسه با اراضی بکر مجاور صورت گرفت. نتایج نشان داد که کشت طولانی‌مدت برنج موجب افزایش در میزان رس، کربن آلی، رطوبت اشباع، ظرفیت تبادل کاتیونی، کلاس فعالیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی و کاهش میزان کربنات کلسیم معادل خاک شده‌است. هم‌چنین این کاربری منجر به افزایش میزان آهن عصاره‌گیری‌شده با اگزالات ) (Feo، آهن کل) (Fet و کاهش میزان آهن عصاره‌گیری‌شده با دی-تیونات ) (Fed شده‌است. نوع کانی‌های رسی در دو کاربری تفاوت چندان زیادی را نشان ندادند. اما از نظر مقدار، در خاک‌های شالیزاری افزایش نسبتاً زیاد اسمکتیت به‌ویژه در افق‌های سطحی دیده شد. اسمکتیت تشخیص داده شده در خاک‌های شالیزاری دارای بار لایه‌ای کمتر و درجه تبلور بالاتر در مقایسه با خاک‌های غیر‌شالیزاری بوده است. تغییر شکل ایلیت و کلریت به کانی‌های انبساط‌پذیر دلیل احتمالی برای کاهش این کانی‌ها در خاک‌های شالیزاری است.

---

تغییر غیر علمی کاربری اراضی و اعمال خاک‌ورزی تأثیر زیادی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک دارد. در این پژوهش به بررسی اثرات تبدیل اراضی بکر به زمین‌های کشاورزی پرداخته شده است. برای این امر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند نفوذپذیری، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، اسیدیته، جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، میزان سدیم، پتاسیم و مجموع کلسیم و منیزیم، درصد ماده آلی، نسبت جذب سدیم (SAR) و درصد آهک مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفت. بدین منظور از 50 نقطه از زمین‌های کشاورزی و 50 نقطه از زمین‌های بکر نمونه‌برداری انجام گرفت. پس از انجام آزمایشات مربوطه نتایج حاصل مورد تجزیه و تحلیل آماری قرار گرفت. نتایج به دست آمده نشان داد که تغییر کاربری اراضی بکر مورد مطالعه به اراضی کشاورزی تغییرات معنی‌داری را در میزان ماده آلی خاک و اسیدیته ایجاد نکرده است در حالی که هدایت الکتریکی خاک در اثر این تغییر کاربری به طرز قابل توجهی افزایش یافته است. به جز پارامترهای اسیدیته، SAR، درصد ماده آلی و درصد آهک خاک، سایر پارامترها در اثر این تغییر کاربری دچار افت کیفی قابل توجهی شده‌اند. ضرایب هم‌بستگی مؤثرترین فاکتورها بر تغییرات هر یک از پارامترها نیز مورد مطالعه قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده سدیم در میزان هدایت الکتریکی خاک، جرم مخصوص ظاهری در تخلخل و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک، سدیم و مجموع کلسیم و منیزیم در SAR خاک، هدایت الکتریکی در نفوذپذیری خاک و مجموع کلسیم و منیزیم روی ماده آلی خاک، بیشترین تأثیرگذاری را نشان دادند.

---

اندوخته‌های کربن آلی خاک و ناپایداری کربن مستقیماً بر مشخصه‌های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک‌ها تأثیر دارند، به‌علاوه ظرفیت خود‌‌ بازسازی خاک‌ها ارتباط مستقیمی با ذخیره­های کربن خاک دارد. بررسی تغییرات بخش­های کربن آلی می­تواند به‌عنوان شاخصی در تعیین کیفیت خاک استفاده شود. هدف این پژوهش بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر بخش­های اندازه­ایی کربن آلی و شاخص­ ذخیره کربن خاک می­باشد. نمونه‌برداری خاک در حاشیه دریاچه زریبار در اواخر تابستان 1389 انجام گردید. نمونه‌برداری به تفکیک در 3 کاربری باتلاق، زمین­های زیر کشت گندم و یونجه، که قبلاً به‌صورت زمین مرطوب و باتلاق بوده­اند، در سه عمق صفر تا 30، 60-30 و 90-60 سانتی‌متر انجام شد. بخش­بندی اندازه­ای کربن آلی پس از استفاده از التراسونیک انجام شده و خاک­ها به دو بخش کربن هم اندازه شن و هم اندازه سیلت + رس تقسیم گردید. مواد آلی هم­اندازه شن (بزرگ­تر از 50 میکرون) نسبت به بخش هم­اندازه رس + سیلت بیش­تر ناپایدار بوده و جهت محاسبه شاخص ذخیره کربن استفاده گردید. نتایج به‌دست آمده از بخش‌بندی اندازه‌ایی نشان داد که در عمق صفر تا 30 سانتی­متر بیشترین مقدار کربن آلی در ذرات هم‌اندازه شن در کاربری باتلاق بوده (01/67 گرم کربن بر کیلوگرم خاک) و کمترین مقدار در کاربری گندم (57/24 گرم کربن بر کیلوگرم خاک) به‌دست آمده است. تبدیل باتلاق به یونجه و گندم به‌ترتیب باعث کاهش 39/48 و 14/45 تن در هکتار کربن آلی پیوندی با ذرات سیلت+رس در عمق صفر تا 30 سانتی‌متر شده است.کربن ذخیره­شده در ذرات هم‌اندازه سیلت+رس در عمق 60-30 سانتی­متر دو کاربری زراعی بیش­تر از کربن بخش هم‌اندازه شن می‌باشد. شاخص اندوخته کربن در یونجه و گندم نسبت به باتلاق به‌ترتیب 50 و 60 درصد کاهش نشان داده است، هم‌چنین شاخص مدیریت کربن در یونجه 90/44 و در گندم 70/66 درصد کاهش یافته است.

---

استفاده ناآگاهانه و غیرعلمی از اراضی مرتعی باعث تخریب آنها می‌گردد. بنابراین، تبدیل این مراتع تخریب‌شده به زمین‌های کشاورزی و سایر کاربری‌ها ممکن است کیفیت خاک را بهبود بخشد. هدف این مطالعه، ارزیابی تأثیر کشت و کار در مراتع تخریب ‌شده بر برخی از ویژگی‌های خاک در منطقه صفاشهر استان فارس بود. بدین منظور، چهار کاربری شامل مرتع تخریب‎شده، مرتعی که به‎مدت 17 سال به زمین کشاورزی تبدیل شده بود، زمین کشاورزی که به‎مدت چهار سال به باغ سیب تبدیل شده بود و نیز باغ سیب قدیمی با قدمت 40 سال انتخاب شد. نمونه‌برداری به‎صورت کاملاً تصادفی، از هر کاربری و از دو عمق (20-0 و 50-20 سانتی‌متر) و در پنج تکرار انجام شد. نتایج نشان داد که تغییر کاربری اراضی مرتعی به سایر کاربری‌ها باعث افزایش ماده آلی و میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) در هر دو عمق خاک شده بود. جرم مخصوص ظاهری و رس قابل پراکنش در آب در کاربری‌های کشاورزی و باغ جدید نسبت به مرتع، افزایش و در باغ قدیمی، کاهش یافته بود. بنابراین، توصیه می‌گردد که از روش‌های نوین کشاورزی مانند کشت بدون شخم یا شخم حداقل به‌جای روش‌های سنتی کشاورزی استفاده شود و نیز از چرای بیش از حد دام در مراتع جلوگیری به‌عمل آید.

---

کاهش کیفیت و قدرت باروری خاک ناشی از هدررفت کربن‌آلی از مهم‌ترین پیامدهای تغییر کاربری اراضی است، که اثرات جبران‌ناپذیری را بر خاک به جای می‌گذارد. به‌منظور بررسی اثر تغییر کاربری اراضی بر میزان کربن‌آلی خاک در خاک‌های ورتی‌سول، سری سرتیپ‌آباد به وسعت 1850 هکتار در جنوب دشت بیله‌ور با استفاده از طرح پایه کاملاً تصادفی در قالب آزمایش فاکتوریل با 10 تکرار در دو کاربری زراعی و مرتع مورد مطالعه قرار گرفت و برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در دو کاربری با هم مقایسه شدند. نتایج مطالعات نشان داد که کربن‌آلی خاک در افق‌های سطحی در کاربری مرتع بیشتر از کاربری زراعی بوده و به تبع آن میزان کربن ترسیب‌شده نیز در کاربری مرتع بیشتر می‌باشد، در افق‌های پایینی اختلاف معنی‌داری در میزان کربن‌آلی خاک در دو کاربری مشاهده نشد، در اثر تغییر کاربری اراضی از مراتع به زمین‌های زراعی میزان جرم مخصوص ظاهری، نیتروژن، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به‌طور چشمگیری افزایش و درصد کربن‌آلی خاک کاهش می‌یابد. فرایند فعال پدوتوربیشن، میزان رس (بالای 50 درصد)، خاکدانه‌های کوچک فراوان و ساختمان پایدار از جمله عوامل مهم در ذخیره کربن‌آلی در خاک‌های ورتی‌سول بوده که می‌توانند اثرات تغییر ‌کاربری اراضی را بر میزان کربن‌آلی خاک کاهش دهند. به‌طورکلی می‌توان گفت که تغییر کاربری اراضی نه‌تنها می‌تواند لطمه شدیدی بر ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک بر جای بگذارد بلکه با هدررفت کربن و تصاعد بیشتر گازهای گلخانه‌ای حیات کره زمین را نیز به مخاطره می‌اندازد.