پديد آورندگان :
عرب خدري، محمود سازمان تحقيقات، آموزش و ترويج كشاورزي - پژوهشكده حفاظت خاك و آبخيزداري , اسدي، حسين دانشگاه تهران - گروه علوم و مهندسي خاك، تهران , اسلامي، فاطمه دانشگاه گيلان - گروه علوم خاك، گيلان , گرامي، زهرا دانشگاه گيلان - گروه علوم خاك، گيلان , وظيفه دوست، مجيد دانشگاه گيلان - گروه مهندسي آب، گيلان
كليدواژه :
برنامه مديريتي , توليد رسوب , سنجش از دور , شاخص گياهي , فرسايش خاك
چكيده فارسي :
سابقه و هدف: فرسايش خاك و رسوب دهي حوضه‌ها و برخي از عوامل مؤثر بر آن نظير فرسايندگي و پوشش گياهي چرخه فصلي دارند. در سطح حوضه‌ها، اصولا بيشترين رسوب دهي زماني رخ مي‌دهد كه فرسايندگي بالا و پوشش خاك ضعيف باشد. بنابراين، در انتخاب برنامه‌هاي زماني مديريت زراعي و پوشش گياهي در سطح حوضه‌ها، آگاهي از تغييرات زماني فرسايندگي و توليد رسوب ضروري است.
مواد و روش‌ها: دو حوضه كسيليان و لتيان به‌ترتيب در البرز شمالي و جنوبي انتخاب و نقشه كاربري اراضي آن‌ها تهيه شد. سپس منحني تغييرات شاخص گياهي NDVI آن‌ها در سه سال آبي خشك، مرطوب و متوسط با بررسي 138 تصوير MODIS استخراج گرديد. بر اساس منحني سنجه رسوب حد وسط دسته‌ها و با اتكا به دبي روزانه، رسوبدهي روزانه محاسبه شد. عامل فرسايندگي باران (EI30) نيز از داده‌هاي رگبار يك‌دقيقه‌اي نزديك‌ترين ايستگاه باران‌نگار هر حوضه برآورد شد. درنهايت، رسوبدهي و فرسايندگي هم براي سه سال منتخب و هم براي طول دوره آماري برآورد گرديد. بر اساس نمودارهاي ترسيم شده و ضريب همبستگي رسوب دهي با فرسايندگي و پوشش گياهي، روابط تحليل شد و در انتها، زمان مناسب بهره‌برداري براي جنگل، مرتع و گياهان زراعي مناسب كه بتواند بهترين پوشش سطح زمين در دوره‌هاي اوج خطر فرسايش را ايجاد كند پيشنهاد گرديد.
يافته‌ها: در كسيليان، چهار كاربري جنگل (97 %)، باغ، زراعت و مرتع و در لتيان، دو كاربري مرتع (94 %) و باغ غالب هستند. متوسط NDVI كسيليان 0/67 و لتيان 0/13 به‌دست آمد. در كاربري‌هاي مشابه، ميانگين NDVI لتيان در مقايسه با كسيليان تقريباً نصف و كمتر اندازه‌گيري شد. در هر دو حوضه، براي تمام كاربري‌ها، NDVI در ماه‌هاي سرد سال به كمترين حد خود مي‌رسد. فرسايندگي، چرخه فصلي روشن و مشخصي نشان نداد كه احتمالاً به‌دليل وقوع رگبارهاي فرساينده حتي در دوره‌هاي خشك سال است. ازنظر رسوبدهي در حوضه كسيليان، زمان اوج سه سال باهم يكسان نبود. درحالي‌كه اوج رسوبدهي هر سه سال در حوضه لتيان بدون تفاوت بارز زماني در محدوده اوايل اسفند تا اوايل ارديبهشت هم‌زمان با ذوب برف و بارش‌هاي بهاري رخ داد. در حوضه كسيليان، بين مقادير شاخص گياهي و رسوب توليدي، همبستگي منفي بالايي در هر سه سال آبي خشك (0/54-)، متوسط (0/45-) و مرطوب (0/85-) مشاهده شد. در مقابل در حوضه لتيان، بين شاخص گياهي و مقدار رسوب توليدي در هيچ‌يك از سه سال، همبستگي معني داري مشاهده نشد. هم‌چنين، هيچ‌گونه رابطه‌اي بين فرسايندگي ايستگاه‌ها و رسوبدهي خروجي حوضه‌ها مشاهده نشد. درنهايت، بر اساس چرخه زماني رسوبدهي، بهترين زمان چراي مراتع و بهره‌برداري از جنگل در حوضه كسيليان، ماه‌هاي خرداد و تير و در حوضه لتيان، اواسط خرداد تا اواخر شهريورماه پيشنهاد شد تا كمترين خطر فرسايش خاك را در پي داشته باشد. در حوضه لتيان به‌دليل رسوب‌زايي بالا، بايد بر تعداد دام ورودي به منطقه و رعايت ظرفيت چرا نظارت بيشتري بشود. از ديدگاه خطر فرسايش و با توجه به مراحل رشد گياهان زراعي، سويا تابستانه، كلزا و گندم و جو گياهاني مناسب منطقه و سويا بهاره محصولي نامناسب معرفي شد.
نتيجه‌گيري: براي مديريت و حفاظت خاك و جلوگيري از توليد رسوب در هر منطقه و حوضه آبخيز، ضروري است برنامه كاشت، داشت و برداشت محصولات كشاورزي و زمان بهره‌برداري از مرتع و جنگل بر مبناي چرخه فرسايندگي و رسوبدهي و به گونه اي انتخاب شود كه كمترين فرسايش خاك رخ دهد.
چكيده لاتين :
Introduction: Erosion, sediment yield (SY) as well as rainfall erosivity and vegetation cover show seasonality during a year. Basically, most SY occurs during high erosivity and poor soil cover periods. Therefore, in selecting crop and vegetation management programs at the basin level, it is necessary to underestand the temporal changes of erosivity and SY.
Materials and Methods: Two watersheds, Kasilian in Northern Alborz and Latyan in Southern Alborz were selected and their landuse maps were extracted. Then, spatiotemporal variations of NDVI for three hydrological years including dry, normal and wet years, were derived bimonthly form MODIS data. For estimating suspended sediment, we used a combination sediment rating curve and average daily discharge records. Erosivity factor, EI30, was calculated in the nearest gauging sites for both basins based on 1-minute interval rain records. Simultaneous to the NDVI, suspended SY and rainfall erosivity were computed. Then, based on the correlation of SY with erosivity and vegetation, the relationship was analyzed and finally, the appropriate time of exploitation for forests, rangelands and suitable crops with best ground cover during the erosion risk peaks was proposed.
Results and Discussion: In Kasilian, four main landuses were forest (97%), orchards, croplands and rangeland, and in Latyan, two landuses of rangeland (94%) and orchards were dominat. The average NDVI of Kasilian and Latyan was 0.67 was 0.13 respectively. However, the NDVI of similar landuses was measured to be about half and less in Latyan than Kasilian. For all landuses, NDVI reaches its lowest value in the colder months. Erosivity did not indicate a clear seasonal cycle, possibly due to occurring erosive storms even during the dry periods. The peaks of the SY did not occur at the same period of time in the studied years in Kasilian basin; while, for Latyan basin, the peaks were concurrent with snow melting and percipitation in the beginning of spring in all three years. In studied dry, normal and wet years, high negative correlations (-0.54, -0.45 and -0.85 respectively) were found between the NDVIs and SYs in Kasilian basin. In contrast, no significant correlation was observed between the two aforementioned factors in the studied years of Latyan basin. There was also no correlation between erosivities and basin SYs. Finally, according to the SY cycle, June and July were proposed as the best time for grazing of rangelands and exploiting the forests in Kasilian basin, and early June to September were proposed in the Latyan basin to minimize the risk of erosion. Due to the high sediment production in the Latyan basin, the number of livestock entering the area and the capacity of the grazing should be more closely monitored. From the point of view of erosion risk, summer Soybeans, Canola and Wheat and Barley, were introduced as suitable and spring Soybeans as unsuitable crops for Kasilian based on to their growth stages.
Conclusions: For soil conservation and management and sediment yield prevention, it is essential agricultural products and the time of exploitation of rangelands and forests be planned and managed based on the erosivity and sediment yield cycles in a way to limit soil erosion.
