فرسايش خاك

فهرست منابع
۱٫ آرنيكا . اچ جي اصول و مباني شيمي هسته‌اي ( ترجمه محمد قنادي مراغه ، ۱۳۷۰) انتشارات سازمان انرژي اتمي ايران .
۲٫ آزادگان ، بهزاد ، ۱۳۷۸ بررسي تاثير عمليات خاكورزي بر حركت و جابه‌جايي خاك اراضي شيبدار ، رساله دكتري گروه خاكشناسي دانشگاه تهران .
۳٫ رفاهي . حسينقلي ، ۱۳۱۵ . فرسايش آبي و كنترل آن ، انتشارات دانشگاه تهران .

۴٫ ظهري‌نيا . عليرضا ، مطالعات خاكشناسي دقيق ايستگاه تحقيقاتي كوهين قزوين ، پايان نامه كارشناسي ارشد دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران .
۵٫ مورگان . آر.پي سي ، فرسايش و حفاظت خاك ( ترجمه امين عليزاده ۱۳۶۸) ، انتشارات آستان قدس رضوي ، ۲۵۸ صفحه .
۶٫ ابراهيمي . سهيلا ، حسينعلي بهرامي ، مهدي همايي و محمد جعفر ملكوتي ۱۳۸۴نقش مواد آلي در كاهش فرسايش خاكهاي زراعي ف وزارت جها كشاورزي ، سازمان تحقيقات و آموزش كشاورزي ، نشريه فني شماره ۴۰۴ .

۷٫ كلهر ، منوچهر . ۱۳۷۷ ، مقايسه دو روش سزيم ۱۳۷ و مدل جهاني فرسايش خاك به منظور برآورد فرسايش و رسوب در حوزه آبخيز ريمله (لرستان) پايان نامه كارشناسي ارشد دانشكده كشاورزي دانشگاه صنعتي اصفهان ۴۱۲ صفحه .

۸٫ الهه ، پيكام ، ۱۳۸۴ . مطالعه اثر عمليات حفاظتي بر مقدار فرسايش و برخي از شاخص‌هاي كيفيت خاك ، پايان نامه كارشناسي ارشد دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران . كرج . ۱۵۶ صفحه .

۹٫ محجوري ، سعيد . ۱۳۵۴ گزارش خاكشناسي تفضيلي مزرعه تحقيقاتي جفاظت آب و خاك كوئين استنا مركزي نشريه فني شماره ۴۳۱ وزارت كشاورزي و منابع طبيعي ، موسسه خاكشناسي و حاصلخيزي خاك .

۱۰٫ گرجي . منوچهر . ۱۳۸۳ . مطالعه اثر حذف خاك سطحي ( شبيه‌سازي فرسايش ) بر توليد محصول و ارزيابي اثر جبراني تيمارهاي كودي . پايان نامه دكتري ، دانشكده كشاورزي دانشگاه تهران .

 

تعريف فرسايش خاك : واژه (اروژن) Erosion
در زبان انگليسي يا اروزيون در زبان فرانسه به معني فرسايش مي‌باشد و داراي منشأ لاتين و معني تحت الفظي آن به معني ساييدگي و خوردگي است .
فرسايش ، كاهش ضخامت لايه سطحي خاك به وسيله رواناب يا باد است . فرسايش فرآيندي است كه در آن ذرات خاك توسط عوامل فرساينده از بستر اصلي خود جدا شده و توسط يكي از عوامل انتقال دهنده به مكان ديگري حمل مي‌شود . چنانچه عامل جدا كننده ذرات باد و يخچال باشد به ترتيب فرسايش بادي و يخچالي گويند . فرسايش آبي به دليل مديريت نامناسب زمين ، تخريب پوشش گياهي ، عدم كنترل جريان آب ، صورت مي‌گيرد و منجر به رواناب سطحي و انتقال خاك مي‌شود ، كه از اثرات خارجي اين پديده مي‌توان رسوب در سرها و آبراهه‌ها ، سيل و آلودگي آب را نام برد .

 

فرسايش آبي در ايران
ايران كشوري است كه در جنوب غربي آسيا واقع شده است . وسعت كل آن ۱۶۴۸۰۰۰ كيلومتر مربع مي‌باشد كه ۱۱% اين وسعت تحت كشاورزي ، ۵۰% چراگاههاي دائمي ، ۹% جنگل‌ها و بيشه‌زارها و ۳۰% را اراضي ديگر در بر گرفته است .
متوسط بارندگي در ايران ۲۴۰ ميلي‌متر كه كمتر از يك سوم متوسط بارندگي جهان است . در حال حاضر نزديك به ۱۲۵ ميليون هكتار از ۱۶۵ ميليون هكتار اراضي كشور در معرض فرسايش قرار دارند .

طبق گزارش سازمان خواربار جهاني در حدود ۳۶% از كل زمين‌ها و ۶۰% از خاكهاي كشاورزي در ايران در معرض فرسايش مي‌باشند . از عمده‌ترين دلايل فرسايش شديد در ايران ، از بين بردن پوشش گياهي مي‌باشند . اين مسئله در مورد مراتع و بسياري از اراضي جنگلي سواحل درياي خزر صادق است. تقريباً كليه مراتع ، مورد چراي بي‌رويه بوده و تراكم دام در آنها ۲ تا ۶ برابر ظرفيت چرا موجود است .

يكي ديگر از عوامل فرسايش آبي در ايران ، كشت بر روي اراضي شيبدار است . همانطور كه مي‌دانيم ايران كشوري كوهستاني است و شيب زمين‌ها عمدتاً بالا است . با افزايش شيب مقدار آب نفوذي كاهش مي‌يابد . بنابراين وجود رواناب قطعي است . در حوزه‌هاي فلات مركزي و مشرق ايران سواحل درياي عمان و قسمت عمده‌اي از سواحل خليج فارس كه ميزان بارندگي سالانه بسيار ناچيز است نيز انتظار فرسايش بادي را داريم .

ميزان فرسايش در مناطق مختلف
فرسايش خاك ( ton ha-1 y-1 ) منطقه
۴۰-۳۰ آسيا ، آفريقا ، آمريكاي جنوبي
۱۷-۱۳ آمريكا ، اروپا
۳۲-۳۰ ايران
ميانگين فرسايش در ايران در حدود ۳/۴ برابر متوسط فرسايش در جهان مي‌باشد . اولين گزارش نسبتاً كامل در مورد فرسايش خاك و لزوم حفاظت آب و خاك در ايران در سال ۱۳۲۷ توسط دوان و ريبن dowan and rieben دو كارشناس از فائو منتشر شد . كارشناسان پس از مطالعه خاكهاي ايران وجود سازماني براي حفاظت در ايران ضروري داشتند . در همان سال كميته حفاظت خاك در سازمان جنگل‌ها تأسيس شد . در سال ۱۳۳۹ در قسمتي از حوزه آبخيز سد كرج در منطقه يداچال مطالعات حفاظت خاك صورت گرفت . در سال ۱۳۴۶ بخش حفاظت خاك و آب در موسسه خاكشناسي داير شد .

پروسه‌هاي ايجاد فرسايش آبي : همانطور كه ذكر شد چنانچه عامل جدا كننده و انتقال دهنده ذرات خاك ، آب باشد اين نوع فرسايش را فرسايش آبي گويند . ( فوستر) (۱۹۸۲) ، پديده فرسايش آبي را شامل فرآيند جدا شدن و حمل ذرات خاك و رسوبات توسط عوامل فرساينده ، باران و عامل انتقال ، يعني رواناب مي‌داند . جدا شدن ذرات از توده خاك هنگامي روي مي‌دهد كه نيروي برشي قطرات باران و يا رواناب بيشتر از مقاومت برشي خاك (s) باشد به عبارتي اگر ضريب اطمينان بيشتر از يك باشد ، گسيختگي صورت مي‌گيرد.
بنابراين فرسايش داراي چند مرحله است :
الف) جدا شدن ، ذرات خاك را از توده ايجاد كننده رسوب جدا مي‌كند .
ب) انتقال : ذرات جدا شده را از نقطه اصلي خود حركت مي‌دهد .
چنانچه از جداشدن ذرات ، نيرويي براي انتقال وجود نداشته باشد يا نيرو كاهش يابد ، فاز سومي به نام رسوبگذاري صورت مي‌گيرد .
الف) جدا شدن : مكانيزم اصلي جدا شدن ، شامل خرد شدن خاكدانها در اثر ترك خوردن ، فروپاشي و خرد شدن در اثر برخورد مستقيم قطره باران و رواناب ( بارتس و همكاران ۲۰۰۱) و تخريب به علت فشار هواي محبوس در درون خاكدانه‌هايي كه به سرعت خيس شده‌اند مي‌باشد .
ترك برداشتن در نتيجه اختلاف ضريب انبساط و انقباض قسمت‌هاي مختلف خاك ، پراكندگي در نتيجه كاهش نيروي همدوسي بين ذرات كلوئيدي خيس شده مي‌باشد . عمل جدا شدن ذرات به دو صورت روي مي‌دهد :
۱- در اثر برخورد مستقيم قطره باران .
۲- در اثر رواناب : به اين صورت كه رواناب ايجاد شده يك نيروي برشي ايجاد كرده و باعث جدايي ذرات مي‌شود .
ب) انتقال ذرات : دو عامل در انقال ذرات موثر مي‌باشد .
۱- برخورد قطرات باران ( پاشمان ) .
۲- جريان رواناب كه خود شامل دو حالت مي‌باشد .
الف) جريان رواناب نازك سطحي
ب) جريان تمركز يافته

شدت فرسايش آبي به مقدار موادي كه از محل جدا مي‌شود و مقداري كه انتقال مي‌يابد ، بستگي دارد. هنگاميكه آثار فرسايش را در منطقه‌اي مي‌بينيم بايستي به دنبال محدود كننده باشيم . ممكن است در منطقه‌اي عمل جدا شدن صورت گيرد ولي انتقال ذرات صورت نگيرد . به عبارتي اگر مقدار مواد جدا شده از بستر ، بيش‌تر از مقدار مواد انتقالي باشد ، فرسايش از لحاظ انتقال داراي محدوديت است . اما چنانچه در محلي مقدار مواد جدا شده زياد نباشد اما عامل انتقال دهنده توان بالايي داشته باشد در اين صورت فرسايش از جنبه جدا شدن ذرات داراي محدوديت است .

مدل‌هاي فرسايش خاك :
ساده سازي واقعيت‌ها را مدل گويند . مدلهاي فرسايش به عنوان ابزارهاي پيش‌بيني براي فرسايش و فرآيندها و اثرات آنها مي‌باشد . مدلهاي فرسايش به سه دسته تقسيم مي‌شوند . تمايز بين ا

ين مدلها ذهني است و هيچ اختلاف واضح و روشني بين آنها وجود ندارد .
۱- مدلهاي تجربي يا آماري
۲- مدلهاي مفهومي ( نظري)
۳- مدلهاي فيزيكي

۱- مدلهاي تجربي : مدلهاي تجربي اساساً بر روي مشاهدات پايه گذاري شده‌اند و معمولاً آماري هستند . اين مدلها بيشتر براي پيش‌بيني متوسط فرسايش به كار مي‌روند ، اگر چه برخي وقتها براي پيش‌بيني رسوب هم استفاده مي‌شوند .
اين مدلها تاييد پذير نيستند و فرآيند بارش ۰ رواناب در حوزه‌‌هاي مدل شده ، ناديده گرفته مي‌شود . در هر حال مدلهاي تجربي به عنوان ابزاري براي پيش‌بيني فرسايش در موقعيت‌هاي با اطلاعات محدود شناخته شده‌اند . كار با اين مدلها ساده‌‌تر است و معمولاً براي شناسايي منبع رسوب و عناصر غذايي مفيد هستند .

در بين اين مدلها مي‌توان به مدل جهاني فرسايش خاك VSLE و مدل RUSLE و مدل تخمين هدر رفت خاك براي آفريقا SLEMS اشاره كرد .

۲- مدلهاي مفهومي : اين مدلها بر اساس معادلات پيوستگي آب و رسوب پايه گذاري شده‌اند . اين مدلها بدون توجه به جزئيات شرح كلي از فرآيندهاي حوزه را فراهم مي‌كنند . اين مدلها به عنوان واسطه‌اي بين مدلهاي تجربي و مدلهاي فيزيكي عمل مي‌كنند . از جمله اين مدل‌ها مي‌توان به (AGNPS) ، ( ACRU ) ، ( HSPF ) و ( SWRRB ) اشاره كرد .

۳- مدلهاي فيزيكي : اين مدلها بر اساس معادلات فيزيكي پايه‌گذاري شده‌اند . اين مدلها به منظور بررسي توزيع مكاني رواناب و رسوب در طي دوره بارندگي و همچنين براي پيش‌بيني كل رواناب و اتلاف خاك توسعه داده‌شده‌‌اند .

از انواع مدلهاي فيزيكي كه در مطالعات فرسايش و كيفيت آب استفاده مي‌شوند مي‌توان به (ANSWERES) و ( WEPP ) اشاره كرد .
انتخاب مدلها براي استفاده در مطالعات : مناسبترين مدل براي مطالعات به نحوه استفاده از مدل و خصوصيات حوزه ، همچنين نيازهاي اطلاعاتي ( شامل تغييرات مكاني و زماني ورودي‌ها و خروجي‌هاي مدل ) صحت و اعتبار مدل بستگي دارد . در اين ميان ، مدلهاي تجربي ( SLEMSA ، USLE به علت سادگي آنها و نياز اطلاعاتي پايين مورد توجه مي‌باشند .

 

فاكتورهاي موثر در فرسايش خاك :
الف) عامل انرژي : شدت بارندگي ، حجم رواناب ، نيروي باد ، زاويه شيب ، طول شيب .
ب) عامل مقاومت : فرسايش پذيري خاك ، ظرفيت نفوذ ، مديريت خاك .
ج) عامل حفاظت : تراكم جمعيت ، پوشش گياه ، مديريت زمين .
عامل انرژي

اثر شيب بر رواناب و فرسايش :
درجه شيب ، شكل شيب ، طول شيب ، جهت و موقعيت شيب از مهمترين ويژگي هاي شيب هستند كه روي فرسايش خاك توسط آب اثر مي‌گذارند .
درجه شيب : زمانيكه شيب تندتر مي‌شود ، شدت رواناب افزايش مي‌يابد در نتيجه توانايي آب براي جدا كردن و انتقال ذرات افزايش مي‌يابد . در صورتيكه شدت جريان كم باشد ، جدا شدن و انتقال ذرات خاك از لايه سطحي تنها به جدا شدن توسط بارندگي مربوط مي‌شود .

اثرات فرسايش :
فرسايش تشديدي خاك فشارهايي را كه به يك خاك براي توليد محصول وارد مي‌شود ، افزايش مي‌دهد . فشارهاي وارده مي‌تواند فيزيكي ، شيميايي و بيولوژيكي مي‌باشد .
اثرات فرسايش بر خصوصيات فيزيكي :
۱- كاهش عمق ريشه دهي .
۲- كاهش ظرفيت ذخيره آب و خاك .
۳- سله بستن و تراكم و سخت شدن خاك .
۴- خارج شدن ذرات كلوئيدي و رسي از سطح خاك .
فرسايش باعث توسعه شيارها و گاليها مي‌شود و همين امر عمليات زراعي را مشكل مي‌كند .
اثر فرسايش بر خصوصيات شيميايي :
فرسايش حاصل‌خيزي را كاهش مي‌دهد از جمله اختلالات شيميايي و تعذيه‌اي مربوط به فرسايش مي‌توان كاهش CEC كمبود عناصر غذايي NPK و عناصر ميكرو را نام برد .

اثر فرسايش بر عملكرد محصول :
كمي كردن اثر فرسايش خاك بر عملكرد محصول ، كار پيچيده‌اي است . به اين دليل كه بايد ارزيابي دقيقي از اثرات متقابل بين خصوصيات خاك ، مشخصات محصول و اقليم صورت مي‌گيرد . اثرات فرسايش به عملكرد به صورت تجمعي است و حتي مدتها بعد از شروع فرسايش شديد هم قابل مشاهده نمي‌باشد . فرسايش خاك ، عملكرد محصول و از ظريق اتلاف عناصر غذايي ، تخريب ساختمان ، كاهش عمق خاك و ظرفيت نگهداري آب خاك كاهش مي‌دهد .

اثرات بيروني فرسايش خاك :
در بين مهمترين اين اثرات مي‌توان به رسوب گذاري در مخازن و سدها ، كاهش محصول در مناطق واقع شده در پايين دست به خاطر اثرات سيلاب و آلودگي آبها به وسيله تركيبات شيميايي مختلف اشاره كرد . فرسايش خاك به عنوان عامل مهمي در كاهش حاصل خيزي شناخته شده است . حذف خاك از اراضي كشاورزي توسط فرسايش آبي و بادي ، پتانسيل طولاني مدت توليد محصول را كاهش مي‌دهد .

نتيجه :
فرسايش از عواملي است كه بازده زمين كشاورزي را پايين مي‌آورد و در واقع زمين را از بين مي‌برد . در نتيجه متخصصان بايد تمام تلاش خود را براي جلوگيري از پيدايش فرسايش انجام دهند .