بررسي اثر نبكا بر نفوذپذيري اراضي در شرايط بياباني و ارزيابي برخي معادلات نفوذ درگونه‌هاي ارمك (Ephedra strobilacea) و گز (Tamarix ramosissima)

(The Effects of Nebkhas on Soil Infiltration and Evaluation of Some Infiltration Equations in Desert Conditions (Case Study: Ephedra strobilacea and Tamarix ramosissima Species

طي سال‌هاي اخير مطالعة نبكا در بوم‌نظام (اكوسيستم) بياباني از منظر علائمي از تخريب به روشي سازگار با شرايط بياباني و ايجاد پايداري در اين عرصه تغيير يافته است. رويش‌‌گياه در شرايط بيوم بيابان بسيار محدود است، اما با ايجاد نبكا، شرايط بوم شناختي (اكولوژيك) تغيير مي‌كند و شرايط رشد گياه بيشتر فراهم مي‌شود. نتيجه اين تغييرات ايجاد اولين حلقه زنجيره غذايي ناشي از رشد گياه و تغيير در ويژگي‌هاي فيزيكي و شيميايي، بيلان آب سطح اراضي است كه در اثر نهشته‌هاي بادي ايجاد مي ‏شود. پژوهش حاضر با هدف تعيين تأثير نبكا‌هاي دو گونه ارمك (Ephedra strobilacea) و گز (Tamarix ramosissima)بر نفوذ آب به خاك در مقايسه با منطقه شاهد (بستر اصلي بين نبكاها)، در محدوده 10 كيلومتري اطراف شهرستان ابركوه در استان يزد انجام شد. علاوه بر آن مدل‌هاي هيدرولوژي متعددي وجود دارد كه براساس مدل‌هاي نفوذ نظير گرين-امپت يا هورتون به برآورد مقدار نفوذ و رواناب سطحي مي‌پردازد. بدين منظور، ابتدا موقعيت گونه‌هاي مورد مطالعه كه تشكيل نبكا داده بودند، شناسايي شد. ويژگي‌هاي خاك‌شناسي رويشگاه گونه‌هاي تشكيل‌دهنده نبكا، پس از حفر سه پروفيل خاك، مطالعه و نمونه‌برداري شد. نفوذ عمودي آب در خاك به كمك استوانه‌هاي مضاعف فلزي در حدفاصل نبكاها يا بستر اصلي ايجاد نبكا (به عنوان شاهد) و بر روي توده نبكا در دو گونه منتخب انجام شد. نفوذ لحظه‌اي و تجمعي مقايسه شد و ضرايب مدل‌هاي نفوذ هورتون و گرين- امپت محاسبه شد. نفوذ نهايي در نبكاي گز و ارمك 24 cm/hr اندازه‌گيري شده‌است. نفوذ نهايي در شرايط بستر رويشگاه‌هاي گز و ارمك (حدفاصل نبكاها) به ترتيب cm/hr 3/6 و cm/hr7 به‌دست آمد. به اين ترتيب مقدار نفوذ نهايي در نبكاي گز نسبت به شاهد 6/7 برابر و اين مقدار براي ارمك 4/3 برابر به‌دست آمد. پس توده نبكا نقش قابل ملاحظه‌اي در نفوذ و ذخيره اندك بارندگي موجود در مناطق خشك را دارد. كارايي دو مدل با استفاده از شاخص‌هاي كارايي ناش- ساتكليف و نسبت ميانگين مربع خطا به انحراف از معيار مشاهدات محاسبه شد. مدل‏هاي هورتون و گرين- امپت در شرايط نبكاي گز و ارمك داراي كارايي و برآورد خيلي خوب و خوب است. اما مدل‌ها در بستر رويشگاه‌ها از دقت كمتري برخوردار است. دليل اين اختلاف را مي‌توان در همگوني بيشتر لايه‌هاي خاك در نبكا دانست. ذرات تشكيل دهنده نبكا بادرفتي با جورشدگي و يكنواختي بيشتري مي‌باشد و فاقد لايه‌بندي مشخص است. مدل‌هاي هورتون و گرين امپت نيز براي چنين شرايطي تعريف شده‏اند، بنابراين حضور نبكا موجب افزايش قابليت نفوذ پذيري آب در خاك مي‏شود و برآورد مدل‌ها در اين مناطق دقيق‏ تر است.

In recent years, the idea of nebkhas as a degradation index changed to signs of adaption andstability in desert conditions. Plants growth condition is very restricted in desert biomes, butnebkhas ecologically provide a better condition for some plants to grow. Nebkhas also changephysical and chemical properties of the soil and also water balance conditions. In this studyinfiltration rate was compared between nebkhas formed by Ephedra strobilacea and Tamarixramosissima and soil between nebkhas in Abarkouh area located in Yazd province. In addition,there are many hydrological models that use Green-Ampt or Horton equations for forecastingsurface runoff. So this study also evaluated the efficiency of Green-Ampt or Horton equations. Atthe first, the locations of each nebkhas were recognized and soil of nebkhas and the soil betweennebkhas were sampled. Soil samples were then delivered to the laboratory and main physicochemicalcharacteristics of all samples were measured. Infiltration rate was measured by doublering between nebkhas (bare) and in the nebkhas of the two species. Horton and Green-Amptconstants were also calculated. Infiltration models efficiency were analyzed by calculation of Nash-Sutcliffe coefficient and RMSE-Standard Deviation of Observation (RSR). Final permeability wasmeasured at about 24 cm/hr for Ephedra strobilacea and Tamarix ramosissima nebkhas. Finalpermeability for between nebkhas (bare) of Tamarix ramosissima and Ephedra strobilacea weremeasured 3.6 and 7 cm/hr, respectively. Final permeability for Ephedra strobilacea and Tamarixramosissima nebkhas was 6.7 and 3.4 times more than between nebkhas. It is concluded that nebkha play an important role in water infiltration and water resources in desert areas. Nash Sutcliffe rangesshowed Green-Ampt and Horton models are in acceptable levels of performance for predictinginfiltration rate of Tamarix ramosissima and Ephedra strobilacea nebkhas. However, the modelsshow less accuracy for soil between nebkhas (bare), because of soil stratifying. The cause of thesedifferences is that Aeolian materials of nebkhas sorted by wind show homogenous texturecompared with the layered soil of between nebkhas. Horton and Green -Ampt models assumptionshave conformity with homogenous soils.