معادلات و روش‌های پیش‌بینی فرسایش شخم و برآورد جابجایی خاک ناشی از عملیات خاکورزی در حوضه چهل گزی استان کردستان

نوع مقاله : علمی ترویجی

نویسندگان

1 دانشجوی علوم و مهندسی آبخیز (حفاظت آب و خاک)، گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان

2 دانشجوی دکتری علوم و مهندسی آبخیز(مدیریت حوزه های آبخیز)، گروه مهندسی آبخیز، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع

3 دانشیار گروه مهندسی آبخیزداری، دانشکده مرتع و آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان، گرگان، ایران.

چکیده

استفاده از منابع طبیعی به­عنوان اصل اساسی زندگی، نیازمند دیدگاهی در راستای پتانسیل­ها و واقعیت­های حاکم بر آن است که تحت برنامه­ریزی و مدیریت اصولی انجام می­پذیرد، هرگونه بهره­برداری بدون توجه به اصول پایداری، تأثیرات جبران‌ناپذیر و یا پر هزینه را رقم می­زند. مطالعه حاضر به­ پیش­بینی و برآورد مقدار جابجایی خاک حاصل از عملیات خاک­ورزی با بهره‌گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی در راستای ارزیابی، ارائه الگوهای برنامه­ریزی، اتخاذ تصمیمات مدیریتی، ترویج، آموزش و اجرای پروژه‌های سودمند در ارتباط با کاهش نرخ جابجایی خاک در اراضی زراعی زیرحوضه چهل­گزی با توجه به نقشه کاربری اراضی سال 1393 پرداخته است. طی این پژوهش ابتدا نقشه کابری اراضی و شیب اراضی زراعی منطقه، تهیه و نوع ادوات خاک­ورزی (گاوآهن و چیزل) مورد استفاده نیز از طریق بازدید میدانی تعیین شد و سپس معادلات پیش­بینی میزان جابجایی خاک متناسب با نوع ادوات در منطقه انتخاب و با استفاده از آن اقدام به برآورد مقدار جابجایی خاک شد. نتایج پژوهش بیانگر پتانسیل بالای این زیرحوضه در فرسایش خاک­ورزی و جابجایی خاک با توجه به سهم قابل توجه مساحت اراضی زراعی دیم است؛ به­گونه­ای که متوسط میزان پیش­بینی جابجایی طولی خاک در جهت شیب با استفاده از معادلات گاوآهن‌برگردان­دار به­عنوان ابزار غالب در زیرحوضه از 1/40 تا 44/53 متر تعیین شد که با توجه به اهمیت عملیات و فرسایش خاک­ورزی و همچنین موقعیت زیرحوضه در تأمین آب سد قشلاق نیازمند جدیت و توجه بیشتر به کاهش نرخ جابجایی خاک و واقعیت­های حاکم بر سیستم کشاورزی استان کردستان و کشور ایران است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Equations and methods employed to estimate soil displacement due to tillage operations(A case study of Chehelgazi Sub-basin, Kurdistan Province)

نویسندگان [English]

  • Seyed Pedram Nainiva 1
  • Mehrnaz Shahrivar 2
  • Ali Najafinejad 3
1 Ph.D. Student, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resource (GUASNR), Iran.
2 Ph.D. Student, Department of Watershed Management Engineering, Faculty of Natural Resources, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resource (GUASNR), Iran.
3 Associate Professor of Watershed Management, Gorgan University of Agricultural Sci.& Natural Resources, Gorgan, Golestan Province, Iran
چکیده [English]

Natural resources comprise principal ingredients of human life and require special consideration of their potentials and realities within a comprehensive and integrated framework; such an outlook might be only achieved through a disciplined planning and management system. Resource exploitation in the absence of due attention to sustainability principles will lead to irreparable or costly effects. Using the land use map of 2014, the present study employed GIS to estimate soil displacement due to tillage operations in an attempt to develop planning schemes, making managerial decisions, and implementing projects to reduce soil displacement rates across the dry farms in Chehelgazi sub-basin. For this purpose, the land use and sloping maps of the dry farms in the region were prepared and the type of tillage tools (plow and chisel) used were identified using the exiting data and field visits. Subsequently, soil displacement equations were developed according to the type of tools used and soil displacement estimates in the region were obtained. The results showed the high potential of tillage erosion and soil displacement due to the large area under dryland farming in this sub-basin so that the average longitudinal soil displacement due to reversible plough operation as the dominant practice in the basin was estimated to range from 1.40 to 44.53 m. The importance of tillage operations and soil erosion as well as the role of the sub-basin in supplying water to Gheshlagh dam require more decisive actions to reduce soil movement and to monitor and improve the agricultural system in Kurdistan Province and across the whole state.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tillage tools
  • Tillage erosion
  • Soil degradation
  • Soil loss
  • reduced crop production
  1. شرکت مهندسی مشاور سازه آب شفق، 1393. گزارش مطالعات ارزیابی اجرایی و اثربخشی پروژه­های آبخیزداری حوزه آبخیز پارسل A سد قشلاق سنندج (6 فصل)، اداره کل منابع طبیعی و آبخیزداری استان کردستان ، ص: 469-1.
  2. سیدالعلماء، س.ن، اسدی، ح، زواره، م، 1394. اثر فرسایش شخم بر میزان جابجایی و توان تولید خاک (مطالعه موردی: توتکابن در استان گیلان)، تحقیقات آب‌وخاک ایران، دوره 46، شماره 4، ص: 780-769.
  3. 3صادقی، ح.ر، غلامی، ل، خالدی درویشان، ع، 1386. مقایسه روش­های برآورد نسبت تحویل رسوب رگبار در حوزه آبخیز چهل­گزی سد قشلاق استان کردستان، مجله علوم و صنایع کشاورزی، ویژه آب‌وخاک، جلد 22، شماره 1، ص: 150-141.
  4. نی­نیوا، س.پ، شاهدی، ک، زاهدی، ص، انتظامی، ه. 1399. سهم برآورد رواناب ناشی از ذوب برف در تأمین نیاز آبی اراضی زراعی زیرحوضه چهل­گزی، استان کردستان، نشریه علمی-پژوهشی مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد 12، شماره 4، ص: 976-962.
  5. Blanco, H., & Lal, R. (2008). Principles of soil conservation and management (Vol. 167169). New York: Springer.‏
  6. Busari,A., Surinder,K,. Amanpreet, K., Rajan , B and Ashura , D. (2015). Conservation tillage impacts on soil, crop and the environment. International Soil and Water Conservation Research3 (2015)119–129.  
  7. Hösl, R., & Strauss, P. (2016). Conservation tillage practices in the alpine forelands of Austria—Are they effective?. Catena, 137, 44-51.‏
  8. Kladivko EJ (2001) Tillage systems and soil ecology. Soil till Res 61(1-2): 61–76. Doi: 10.1016/S0167-1987(01)00179-9.
  9. Kosmas C, Gerontidis S, Marathianou M (2001) the effects of tillage displaced soil on soil properties and wheat biomass. Soil Tillage Res 58:31–44.
  10. Kouselou, M., Hashemi, S., Eskandari, I., McKenzie, B. M., Karimi, E., Rezaei, A., & Rahmati, M. (2018). Quantifying soil displacement and tillage erosion rate by different tillage systems in dryland northwestern Iran. Soil Use and Management, 34(1), 48-59.‏
  11. Lee, S., Chu, M. L., Guzman, J. A., & Botero-Acosta, A. (2021). A comprehensive modeling framework to evaluate soil erosion by water and tillage. Journal of Environmental Management, 279, 111631.‏
  12. Nyssen J, Poesen J, HaileMet al. (2000) Tillage erosion on slopes with soil conservation structures in the Ethiopian highlands. Soil Tillage Res 57:115–127.
  13. Quine TA, Zhang Y (2004) Re-defining tillage erosion: quantifying intensity-direction relationships for complex terrain. 1. Derivation of an adirectional soil transport coefficient. Soil Use Manage 20:114–123.
  14. Rosner, J., Zwatz, E., Klik, A., Gyuricza, C., 2008. Conservation tillage systems soil nutrient and herbicide loss in lower Austria and the mycotoxin problem. Substance 2(1.0), 0–6.
  15. St Gerontidis DV, Kosmas C, Detsis B et al. (2001) the effect of moldboard plow on tillage erosion along a hillslope. J Soil Water Conserv 56:147–152.
  16. Strauss, P., Klaghofer, E., 2001. Effects of soil erosion on soil characteristics and productivity. Aust. J. Agric. Res. 52 (2), 147–153.
  17. Van den Putte, A., Govers, G., Diels, J., Gillijns, K., Demuzere,M., (2010). Assessing the effect of soil tillage on crop growth: a meta-regression analysis on European crop yields under conservation agriculture. Eur. J. Agron. 33, 231–241.
  18. Van Muysen W, Govers G, Van Oost K (2002) Identification of important factors in the process of tillage erosion: The case of mouldboard tillage. Soil Tillage Res 65:77–93.
  19. Van Muysen W, Govers G, Van Oost K et al. (2000) the effect of tillage depth, tillage speed, and soil condition on chisel tillage erosivity. J Soil Water Conserv 55:355–364.
  20. Van Muysen W, Van Oost K, Govers G (2006) Soil translocation resulting from multiple passes of tillage under normal field operating conditions. Soil Tillage Res 87:218–230.
  21. Wang, Z,. Liu. L,. Chen, Q,. Wen, X and Liao, Y. (2016). Conservation tillage increases soil bacterial diversity in the dryland of northern China. Agron. Sustain. Dev. (2016) 36: 28.