اثر تراكم‌ پوشش‌گياهي بر رواناب و هدررفت خاك فرسايش بين‌شياري در ترانشه‌خاكبرداري جاده‌جنگلي‌ (مطالعه موردي : جنگل كوهميان- آزادشهر)

Effect of vegetation cover percentage on runoff and soil loss of interill erosion in forest road cutslope (Case study: Kohmiyan Forest, Azadshahr)

سابقه و هدف : جاده‌هاي جنگلي موجب دسترسي آسان به منابع جنگلي شده و بدون وجود آنها نمي‌توان مديريت مناسب بر عمليات بهره‌برداري ، حمل ونقل، حفاظت و اكوتوريسم اعمال نمود. از سوي ديگر جاده‌هاي جنگلي يكي از مهمترين منابع اصلي توليد رسوب در مناطق جنگلي به‌شمار مي‌روند. امروزه فرسايش خاك و پيامدهاي ناشي از آن، يكي از مهم‌ترين چالش هاي مديريت جاده‌ها به شمار رفته و به طور جدي منابع آب و خاك را تهديد مي كند. بنابراين نياز است تا فرسايش خاك در جاده‌هاي جنگلي بررسي و شدت آن به صورت كمي تعيين شود. اندازه‌گيري ميزان فرسايش خاك تحت شرايط طبيعي هزينه‌‌بر و زمان‌بر است. در اين زمينه باران‌ساز ابزار مناسبي جهت جمع‌آوري اطلاعات رواناب و فرسايش در شرايط طبيعي منطقه به ويژه براي جاده‌هاي جنگلي است. مطالعات مختلفي عوامل موثر بر فرسايش آبي را در جاده‌هاي جنگلي مورد تحقيق قرار داده‌اند كه نتايج آن‌ها بيان‌گر آن بود كه رابطه معناداري بين ميزان فرسايش خاك با درصد شيب‌جاده، پوشش‌گياهي، اقليم، خصوصيات فيزيكي و شيميايي خاك‌ها، ترافيك جاده دارد. اين پژوهش براي شناخت بهتر نقش پوشش گياهي در كنترل فرسايش خاك، توليد رواناب و رسوب در ترانشه‌هاي خاكبرداري جاده‌جنگلي انجام شد. مواد و روش‌ها: تحقيق حاضر به منظور بررسي تاثير درصد تراكم پوشش‌گياهي ترانشه‌خاكبرداريجاده جنگلي بر مقدار رواناب، غلظت رسوب و هدررفت خاك، آستانه ظهور رواناب و ضريب رواناب در طرح جنگلداري كوهميان آزادشهر انجام شده است. تيمارهاي پوشش گياهي شامل فاقد پوشش گياهي، كمتر از 25 درصد، 25- 50 درصد، 50-75 درصد و 75- 100 درصد با 4 تكرار در سطح پلات يك متر‌مربعي در قالب طرح كامل تصادفي و با استفاده از يك دستگاه شبيه‌ساز باران با شدت 80 ميلي‌متر در ساعت به مدت زمان 15دقيقه با جمع‌آوري رواناب نظير هر 3 دقيقه يك‌بار انجام گرديد. يافته ها: براساس نتايج به‌دست آمده، متوسط رواناب توليدي ايجاد شده در پنج سطح فاقد پوشش‌گياهي، كمتر از 25درصد، 25-50 درصد، 50-75 درصد و 75-100 پوشش گياهي به ترتيب 7/24، 82/17، 78/12، 23/5 و 64/2 ليتر بر مترمربع، متوسط غلظت رسوب توليدي به ترتيب66/15، 41/9 و 37/7، 07/5 و 39/2 گرم در ليتر، متوسط هدررفت خاك به ترتيب 93/386، 27/167، 72/93، 57/26 و 86/8 گرم بر مترمربع، آستانه‌شروع رواناب 12، 75، 150، 75/238 و 75/365 ثانيه، ضريب رواناب به ترتيب 8/47، 62/35، 71/25، 58/10 و 27/5 درصد برآورد گرديد. نتايج آناليز واريانس نشان داد كه تفاوت معني‌‌داري در بين مقادير مختلف مولفه‌هاي رواناب و هدررفت درصدهاي مختلف پوشش‌گياهي ترانشه‌جاده وجود دارد و نتايج آزمون توكي نيز نشان‌داد كه با افزايش پوشش‌گياهي، ميزان رسوب و رواناب به طور معني‌داري كاهش مي‌يابد. نتيجه‌گيري: اثر پوشش‌گياهي ترانشه جاده‌جنگلي روي مقدار رواناب، غلظت رسوب، هدررفت خاك، آستانه ظهور رواناب و ضريب‌رواناب كاملا" معني‌‌دار بوده و به عبارت ديگر، مقدار رواناب و هدررفت خاك با تراكم پوشش‌گياهي رابطه معكوس و معني-دار دارد. پوشش‌گياهي تاثير و نقش مثبتي در كاهش مولفه‌هاي رواناب و رسوب ترانشه‌هاي جاده‌هاي جنگلي دارد.

Background and Objectives: Roads provide access to forest resources for properly management of timber production, transportation, forest protection and ecotourism. Also, forest roads are known as one of the main sources of sediment production in forest watersheds. Globally, soil erosion is one of the most important environmental problems which is threaten soil and water resources. Therefore, it is necessary to investigate on soil erosion of forest roads and determination of its quantity rate. The measurement of soil erosion rates under natural rainfall conditions is costly and time consuming. Data provided by rainfall simulation and static site measurements can be used to predict erosion rates under natural conditions, especially for erosion rates from forest roads. Various studies were investigated the factors affecting water erosion in forest roads and their results had shown a significant correlation among slope percentage, vegetation cover percentage, climate, Physical and chemical soil characteristics, road traffic with the amount of soil erosion. This study, specifically, aimed to assess the effect of vegetation cover on soil erosion, runoff production and sedimentation. Materials and Methods: This study was done to investigate the effects of vegetation cover of cut-slope forest road on erosion variables such as runoff amount, sediment concentration, soil loss, time to runoff and runoff coefficient in Kohmiyan Forest of Azadshahr. It was conducted five treatments of vegetation cover including 0, <25%, 25-50%, 50-75% and 75-100%, each with four replicates on one square meter plot by rainfall simulation at an intensity of 80 mm/h for 15 min and distance 3 minutes. Results: The results indicated that the average amount of runoff in five levels of vegetation cover including bare ground, less than 25%, 25-50%, 50-75% and 75-100% were 24.7,17.82, 12.78, 5.23 and 2.64 l/m2, average amount of sediment concentration were 15.66, 9.41, 7.37, 5.07 and 2.39 g/l and average time of runoff were 12.00,75.00, 150.00, 238.75 and 365.75 and runoff coefficient were 47.8, 35.62, 25.71, 10.58 and 5.27 percent, respectively. The results statistically showed significant differences between amount of runoff and soil loss due to vegetation cover of road cut-slope. The results of Tukey test indicated significant differences among mean runoff and sediment of five level and decrease with increased road cut-slope of vegetation cover percentage. Conclusion: The effect of vegetation cover on the cut-slope road is completely significant on the amount of runoff, sediment concentration, soil loss, time to runoff and runoff coefficient. In other words, the amount of runoff and soil loss has a reverse and significant relationship with vegetation cover percentage. Vegetation cover percentage has had a positive impact and role in the reduction of the amount of runoff and sediment in the forest roads.