98-9-38
دکتر محمود عرب‌خدري
دانشیار پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري
اهمیت فرسایش و رسوب
تاثير بر آب
• ضريب رواناب، حفظ رطوبت
• سيل و منابع آب
• محيط زيست خشكي و آبي
• تاثير بر توليد محصولات كشاورزي ومنابع‌طبيعي و آبزيان
• تاثير در چرخه ژئوشیمیایی عناصر و سيكل كربن
جابه‌جايي بیش از 90 درصد فسفر، نیکل، منگنز، کروم، سرب، آهن و آلومینیم به‌وسیله بارمعلق
حمل حدود 43 درصد از کل کربن آلی زمین به‌وسیله رودخانه‌ها همراه ذرات خاک به اقیانوس‌ها
سوال‌ها
• فرسایش دامنه‌های جنگلی؟
• فرسایش دامنه‌ها ی زراعی؟
• حرکت‌های توده‌ای؟
• فرسایش کناری و بستر؟
• رسوبگذاری مجدد؟
• فرسایش دامنه‌های مرتعی؟
• فرسایش دامنه‌های مارنی؟
• فرسایش آبکندی؟
• سهم بار کف و معلق؟
• رسوب در مقطع مورد نظر؟
• عوامل مؤثر بر فرسایش خاک؟
• روشهای مناسب حفاظت خاک؟
محدوديت‌ها: نمونه راحت!
• تفاوت داده‌هاي جمع‌آوري شده از دیدگاه مقیاس زمانی
• تفاوت داده‌هاي جمع‌آوري شده از دیدگاه مقياس مکانی
• تغييرات طبيعي فرسايش در پلات‌هاي مشابه و نقاط سزيم
• نادر بودن اندازه‌گیری‌هاي پلات فرسايش در شرایط مدیریت واقعی مزرعه و به ويژه مرتع
• نادر بودن اندازه‌گيري‌های پلات و سزيم در مناطق خشك
• كاليبره نبودن تبدیل سزیم هدررفته به فرسایش در ايران
• محدود بودن احداث بندها به مناطق تپه‌ماهوری و نادر بودن احداث آنها در مناطق جنگلی و پرباران يا دشت‌ها
• كمبود داده‌هاي رسوب در دشت‌ها (پايين‌دست سدها)
• هم‌جنس نبودن داده‌هاي رسوبدهي ايستگاه‌ها و سدها و بندها
• تغییر‌پذیری مقدار رسوبدهی در طول یک رودخانه
نقاط قوت
• وجود حدود 1000 اندازه‌گيري
• فراواني نسبي اطلاعات در مناطق در معرض فرسايش آبي بيشتر
• انتظار کاهش رسوبدهی ویژه در رودخانه‌های جاری در دشت‌ها
• خارج شدن بخش قابل توجهی از رسوب در زمان‌های سیلابی و نهشته شدن در دشت سیلابی (بیشترین مقدار رسوب مربوط به زمان سیلابی است)
• کاهش ظرفیت حمل رسوب با کاهش شیب و رسوبگذاری
• کاهش ظرفیت حمل رسوب به دلیل تلفات بین‌راهی و در نتیجه رسوبگذاری
• تصویری صحیح از وضعیت فرسايش و رسوبدهي از دامنه تا محل سطح اساس
• نیازمند داده‌هاي طولاني مدت و مداوم از فرسايش و رسوب در شبكه‌اي از نقاط معرف در سطح كشور
براي رسيدن به برآورد متوسطي قابل اعتماد از فرسايش / رسوب در هر نقطه یا محل، چند سال آمار (اندازه‌گیری) كفايت مي‌كند؟
• شبکه اندازه‌گیری مطلوب برای تعیین نرخ متوسط فرسایش / رسوب در یک منطقه یا کشور، چه ویژگی‌هایی (الگو، فاصله نقاط و …) باید داشته باشد؟
• پاسخ قطعي و ساده‌اي به اين دو سوال وجود ندارد.
نیاز به دوره آماری طولانی‌تری در مقایسه با پارامترهای هواشناسی و دبی برای رسیدن به متوسط قابل اعتماد فرسایش / رسوب
نیاز به دوره آماری طویل‌تردر حرکت از اقلیم مرطوب به خشک
لزوم مطالعه‌ای جامع راجع به شبکه مطلوب پایش فرسایش / رسوب و طراحی آن
• روش كار
• تحليل داده‌هاي تلفات خاک پلات‌ها و فرسایش سزيم 137 و تعيين ميانه فرسایش سالانه
• برآورد باركف در محل ايستگاه‌هاي هيدرومتري
• محاسبه بار كل (معلق +كف) در محل ايستگاه‌هاي هيدرومتري
• تحليل آمار رسوب ایستگاه‌های رسوب‌سنجی و رسوب ذخیره شده در پشت بندها و سدها و تعيين ميانه رسوبدهی کل سالانه دلایل اختلاف زیاد تلفات خاک پلات‌ها با رسوب رودخانه‌ها
• فرسایش شیاری و بین شیاری در عمده اراضی کشور، فقط بخشی ناچیز از رسوب رودخانه را تامین می‌کند.
• فرسایش سهم کوچکی از اراضی (مارن‌ها، سیلت‌های دریایی و لس‌ها) تامین کننده بخش زیادی از رسوب رودخانه‌ها است که در میانه منعکس نمی‌شود.
• به احتمال زیاد فرسایش خندقی، لغزش و فرسایش بستر و کنار رودخانه در تولید رسوب حوضه سهم زیادی دارند.
• وجود بالغ بر دومیلیون هكتار اراضی شناسایی شده تحت پوشش فرسایش آبکندی با مساحت‌هاي بزرگتر از 500 هكتار (بیات و صوفی، 1395)
• شناسائی تعداد 28443 مورد انواع رخدادهای لغزشی در کشور تا سال 1386 (کاردان و همکاران، 1386)
• یکصد هزار کیلومتر رودخانه‌های دایمی و فصلی (حبيبي و همکاران، 1388) و چند برابر آن طول خشکه‌رودها
• چهار گزارش مطالعات منشا‌یابی رسوب (حکیم‌خانی و همکاران، 1388؛ Nazari Samani و همکاران، 2011؛ نصرتي و همکاران، 1391 و نصرتي، 1390): سهم فرسایش‌های عمقی (و احتمالا فرسایش سطحی مارن‌ها) در تامین رسوب معلق 59 تا 99 درصد
• با لحاظ بار کف که خود عمدتا مربوط به فرسایش‌های عمقی است، سهم فرسایش‌های سطحی کمتر نیز می‌شود.
• برآوردهای موجود از فرسایش سالانه خاک در ایران
• يك ميليارد تن، معادل متوسط 6 تن در هکتار(فيروز نخجواني، 1351)
• يك ميليارد تن در سال 1350، 5/1ميليارد تن در سال 1360 و 5/2 ميليارد تن سال 1370 (بروشور معاونت آبخيزداري، بي‌تاریخ).
• 5/3 ميليارد تن در سال (شریفی و حیدریان، 1999، به نقل از معاونت آبخيزداري).
• 3 تا 4 ميليارد تن (مؤسسه مطالعات و پژوهشهاي برنامه ريزي و اقتصاد كشاورزي، 1381، به نقل از یونسکو- فائو).
هر يك ميليارد تن، تفریبا معادل متوسط کشوری 6 تن در هکتار در سال
• از پلانيمتري نقشه فرسايش یونسکو- فائو (شاهويي،1368)
• ميانگين حداقل‌ها: يك ميليارد تن= شش تن در هكتار در سال
• ميانگين حداكثر‌ها: پنج ميليارد تن= بالغ بر 30 تن در هكتار در سال
• یک میلیارد تن (عرب‌خدری و همکاران، 1388)
• دو میلیارد تن (نیک‌کامی و همکاران، 1390)
• بر اساس آمار رسوب معلق و تقریب بارکف و SDR
حفاظت خاک
• اصول و مبانی
ضرورت پیشگیری از فرسایش تشدیدی و مهار آن
• اصل اول در هر برنامه حفاظت خاک، پیشگیری از وقوع فرسایش
• اقدامات حفاظتی و احیایی در مناطق در معرض فرسايش تشديدي
• اراضي كشاورزي پرشيب
• جاده‌ها
• مناطق دست‌كاري شده براي ساختمان‌سازي
• …
چهار راهبرد بنيادي در حفاظت خاك در برابر فرسایش آبی (برای مناطق خشک و نیمه خشک)
• جلوگیری از برخورد مستقیم قطرات باران بر خاک
• افزایش ظرفیت نفوذ آب در خاک به منظور کاهش رواناب
• بهبود پایداری خاکدانه‌ها
• افزایش زبری سطح خاک به منظور کاهش سرعت آب
• انواع اقدامات حفاظت خاک
• اقدامات زیستی- مدیریتی و اصلاح پوشش (تاثير بر هر چهار راهبرد)
• انتخاب نوع محصول و تناوب در عرصه‌های کشاورزی،
• قرق مراتع، بذرکاری و نهال‌کاری در عرصه‌های منابع‌طبیعی
• اقدامات مدیریت خاک (تاثير بر هر چهار راهبرد)
• مدیریت شخم، کودپاشی، حفظ و افزایش مواد آلی خاک
• اقدامات فیزیکی و ساختمانی (فقط تاثير بر راهبرد 4)
• سکوبندی دامنه‌ها،
• ساخت انواع سدها و بندها در مسیر رودخانه،
• ساخت دیواره‌ها
• خارج‌سازی رواناب مازاد از محل‌های امن
• مانع برخورد قطرات باران
• افزایش ظرفیت نفوذ آب
• بهبود پایداری خاکدانه‌ها
• افزایش زبری سطح خاک
• اثر اقدامات حفاظت خاک بر انواع فرسايش
دو نوع اقدامات زیستی- مدیریتی و اصلاح پوشش و مدیریت خاک، به خوبی اکثر انواع فرسایش‌های آبی را مهار می‌کند.
• به دلیل نقش مثبت بر هر چهار راهبرد، سبب کاهش فرسایش شیاری و بین شیاری می‌شوند.
• با کاهش نرخ رواناب مستقیم بر فرسایش‌های آبکندی و رودخانه‌ای که سهم عمده‌ای در فرسایش‌های عمقی دارند نیز تاثیر می‌گذارد.
مزایای اقدامات زیستی- مدیریتی
• با کاهش ضریب رواناب، نیاز به اقدامات فیزیکی و ساختمانی کمتر می‌شود.
• با گذشت زمان، اثر فعالیت‌های زیستی بیشتر و بیشتر می‌شود.
• ساختمان‌های حفاظت خاک پرهزینه‌تر هستند و از سوی دیگر، با گذشت زمان از کارایی آنها کاسته می‌شود.
• انتخاب شیوه متناسب با شرایط اقليمي ایران
• مدیترانه‌ای بودن نظام بارشي در بخش عمده‌اي از سرزمين ايران
• مقدار ريزش‌هاي جوي در دوره رشد گياه ناچيز
• وقوع بارش در دوره غير رشد و يا اوايل رشد كه گياهان سطح زمين را به خوبي نپوشانيده، از دلايل مهم فرسايش آبي در ايران
• اكولوژي شكننده‌تر مناطق اقليمي خشك و نيمه‌‌خشك كه قريب 90 درصد مساحت كشور را مي‌پوشانند.
• ضرورت ذخيره آب در خاک مناطق خشك و خارج‌سازي آب در مناطق مرطوب
• با افزایش مواد آلی، چرخه حفاظت مجدد آب و توسعه بیشتر گیاهان و در نتیجه بهبود وضعیت مواد آلی ارتقا می‌یابد.
جمع‌بندی
•وجود ارتباط دروني بين حفظ خاك و حفظ آب
• تاکید بر حفاظت آب و خاک در دامنه‌ها به عنوان کلید کنترل فرسایش دامنه‌ای و حتی فرسایش آبراهه‌ای
• ضرورت توجه بیشتر به نقش استحصال آب باران و شیوه‌های سطوح آبگیر باران در برنامه‌هاي مديريت و حفاظت اراضی و خاك در اغلب مناطق كشور با اولویت اقدامات زیستی و مدیریت زمین و خاک
پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری پیشرو در :
• شناسایی و معرفی روشهای سنتی حفاظت آب و خاک
• سطوح آبگیر باران (میکروکچمنتها)
• پخش سیلاب در آبخوان
• کشاورزی حفاظتی
خاطر نشان می‌سازد که تعدادی از جداول تهیه شده در دفتر مجله کشاورز موجود است که علاقه‌مندان می‌توانند بنا به درخواست آنها را از طریق فضای مجازی دریافت کنند که به نظر ما این جداول برای محققان این رشته بسیار ارزشمند می‌باشند.