پديد آورندگان :
محسني پور صومعه سرايي، حمزه دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان، گرگان , نجفي نژاد، علي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه آبخيزداري، گرگان , حسينعلي زاده، محسن دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مديريت مناطق بياباني، گرگان , فروزه، محمدرحيم دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه مديريت مرتع، گرگان , پارساخو، آيدين دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان - گروه جنگل داري، گرگان
كليدواژه :
پوشش گياهي , پايداري دامنه , دامنه واريزهاي , مقاومت كششي ريشه , مهندسي زيستي
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: امروزه يكي از مشكلاتي كه بشر به دليل سوء مديريت و بهره‌برداري بي‌رويه از منابع موجود با آن مواجه بوده، ناپايداري دامنه‌هاي واريزهاي مي‌باشد. مشكلاتي كه در بيشتر مواقع به واسطه ناپايداري دامنه حاصل مي‌شود شامل سوانح ناگوار در جاده‌ها، مسدود شدن راه‌ها و خسارت مالي و جاني مي‌باشد. روش‌هاي متنوعي جهت تثبيت دامنه‌هاي ناپايدار وجود دارد. يكي از اين روش‌ها، استفاده از پوشش گياهي به دليل ويژگي‌هايي مانند قابليت‌هاي مهندسي زيستي، مسائل اقتصادي، خواص زيست فني و دوام بالا، حالت خود ترميمي، خود تجديدي و فاقد اثرات منفي بر محيط زيست در پايداري دامنه‌ها مي‌باشد. هدف از مطالعه حاضر بررسي نقش گونههاي گياهي در پايداري دامنه‌هاي واريزهاي به عنوان يك رويكرد مهندسي زيستي است.هدف از مطالعه حاضر بررسي نقش پوشش گياهي در پايداري دامنه‌هاي واريزهاي جاده توسكستان-چهارباغ به عنوان يك رويكرد مهندسي زيستي است
مواد و روش: ابتدا پس از شناسايي منطقه، در 35 موقعيت (14 دامنه پايدار و 21 دامنه واريزهاي) نمونه‌برداري از گياه و خاك انجام شد. نمونه‌برداري ريشه در عمق 30-0 سانتي‌متري گونههاي غالب هر دامنه صورت گرفت. نمونه‌برداري خاك در عمق 20-0 سانتي‌متري انجام شد. تراكم و درصد تاج پوشش گياهي در مناطق مرتعي و جنگلي به ترتيب با پلات‌هاي 1 مترمربعي شكل و 100 مترمربعي دايره‌اي شكل اندازه‌گيري شد. برخي از خصوصيات خاك شامل (مقاومت برشي، چسبندگي، زاويه اصطكاك داخلي، رطوبت، پايداري خاكدانه، شيب، منحني دانه‌بندي) و مقاومت كششي ريشه گونههاي غالب در برخي دامنه‌ها اندازه‌گيري شد. اين پژوهش در قالب آزمون t مستقل در نرم‌افزار SAS مورد بررسي قرار گرفت.
يافته‌ها: نتايج اين پژوهش نشان داد كه ميانگين مقادير پارامتر‌هاي مقاومت برشي، چسبندگي، زاويه اصطكاك داخلي، رطوبت، پايداري خاكدانه، شيب و مقاومت كششي ريشه به ترتيب در دامنه‌هاي پايدار و واريزهاي برابر با: 0/1739–15/82 كيلوگرم بر سانتي‌متر مربع، 0/0996- 0/0999 كيلوپاسكال، 11/071–0/928 درصد، 0/4343-0/4588، 35/5-43 درصد و 183/34- 108/93 مگاپاسكال مي‌باشد. همچنين پوشش گياهي اثر معني‌دار بر پارامتر‌هاي مقاومت برشي خاك، چسبندگي خاك، زاويه اصطكاك داخلي، رطوبت، پايداري خاكدانه، شيب، ذرات درشت‌دانه و ريزدانه و مقامت كششي ريشه در سطح 5 درصد داشته است. از طرفي تراكم و درصد تاج پوشش پوشش گياهي در دامنه‌هاي پايدار بيشتر از دامنه‌هاي واريزهاي بوده است. گونههاي غالب مرتعي (Melica persica) و (Astragalus sp) در دامنه‌هاي پايدار و گونه (Tussilago farfara) در دامنه‌هاي واريزهاي بوده است. از طرفي، گونه غالب جنگلي درختي (Carpinus betulus) در دامنه‌هاي پايدار و گونه درختچه‌اي (Rubus sp) در دامنه‌هاي واريزهاي بوده است. گونههاي (Melica persica) و (Astragalus sp) با بيشترين ميانگين تراكم گياهان گراس و بوته‌اي مرتعي و بيشترين ميانگين درصد تاج پوشش و همچنين گونه درختي (Carpinus betulus) با بيشترين تراكم و درصد تاج پوشش جنگلي، بيشترين تأثير را بر پايداري دامنه‌ها و حفاظت خاك داشته‌اند. از طرفي گونه (Crataegus monogyna) با بيشترين ميانگين تراكم گياهان درختچه‌اي و بيشترين ميانگين درصد تاج پوشش، بيشترين تأثير را بر ناپايداري دامنه‌ها داشته است.
نتيجه‌گيري: پوشش گياهي با تراكم و درصد تاج پوشش بالا، موجب افزايش مقاومت برشي، زاويه اصطكاك داخلي، درصد ذرات درشت‌دانه، رطوبت خاك، مقاومت كششي و منجر به كاهش چسبندگي، درصد ذرات ريزدانه، پايداري خاكدانه و شيب در دامنه‌هاي پايدار نسبت به دامنه‌هاي واريزهاي شده و در نتيجه تثبيت دامنه شده است. درنتيجه پوشش گياهي به عنوان راهكار مهندسي زيستي، منجر به تثبيت دامنه‌هاي واريزهاي شده است.
چكيده لاتين :
Background and Objectives: Today, the instability of the debris slopes is a huge problem that human has been facing due to maladministration and overexploitation of existing resources. One of these methods is to apply the Vegetation because of features such as bioengineering capabilities, economical issues, bio-technical issues and high durability, self-regeneration, self-renewal and no negative impacts on the environment at slope stability.The purpose of this study is to investigate the role of plant species in the stability of debris slopes of Tuskestan-Chaharbagh road as a bioengineering approach.
Materials and Methods: To do so, firstly, the study area was investigated and 35 locations (14 locations were stable and 21 locations were debris) were selected for sampling from plants and soil. The sampling of roots was done at the depth of 0-30 cm of the dominant species at each slope and the sampling of soil was conducted at the depth of 0-20 cm. The density and canopy percentage of the vegetation at the grasslands and forests were measured respectively with square plots (1 m2) and circular plots (100 m2). Some of the soil characteristics such as: shear strength, cohesion, internal friction angle, humidity, aggregate stability, slope, gradation curves (the percentage of fine-grained and course-grained particles) and the root tensile strength of the dominant species were measured at some of the slopes. The study was tested by the Independent T- test at the SAS software.
Results: The results of the experimentations showed that the average mean of the above parameters on the stable and debris slopes were: 0.1739_15.82 kg/cm2 for shear strength, 0.0996_0.0999 kpascal for cohesion, 11.071_0.928 % for humidity, 0.4343_0.4588% for aggregate stability, 35.5_43 % for slope and 183.34_108.93 megapascal for root tensile strength. Vegetation also had meaningful impacts on the above parameters at the 5% level and it should be added that the density and canopy percentage of vegetation, were more at stable slopes in comparison wit the debris slopes. The dominant rangeland species (Melica persica) and (Astragalus sp) at the stable slopes and specie (Tussilago farfara) at the debris slopes. On the other hand, dominant tree specie (Carpinus betulus) at the stable slopes and shrub species (Rubus sp) at the debris slopes. The species (Melica persica) and (Astragalus sp), with the highest density average of grassland herbaceous and bush plants with the highest average of canopy percentage and also the tree species (Carpinus betulus) with the highest average of canopy percentage, has had the most impact on the slopes stability and soil conservation and on the conterary. On the other hand, the specie of (Crataegus monogyna) with the highest density average of shrubs plants and the highest average of canopy percentage, has had the most impact on the slopes instability.
Conclusion: It could be also concluded that a vegetation with a high density and canopy percentage leads to the increase of shear strength, internal friction angle, course-grain percentage, soil humidity and root tensile strength and causes a decline at cohesion, fine-grain percentage, aggregate stability and slope at the stable slopes in comparison with the debris slope and therefore results in the fixation of the slope. Therefore, vegetation is considered as bioengineering method for the fixation of the debris slopes.
