تحلیل تأثیر خصوصیات خاک و پوشش سنگریزه بر شدت فرسایش بادی در شرق اصفهان با استفاده از آزمایش های تونل باد (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
فرسایش بادی به عنوان یکی از فرآیندهای مخرب خاک در مناطق خشک و نیمه خشک جهان، تهدیدی جدی برای پایداری منابع خاک به شمار می رود. این پژوهش با هدف تحلیل تأثیر ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و پوشش سنگریزه سطحی بر شدت فرسایش بادی در واحدهای ژئومورفولوژیکی مختلف شرق اصفهان، انجام شد. در این مطالعه، ۲۷ نمونه خاک از ۹ واحد ژئومورفولوژیکی مختلف برداشت شد. ویژگی های فیزیکی (بافت خاک، درصد سنگریزه، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت اشباع) و شیمیایی EC، pH، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، کربنات کلسیم نمونه ها تعیین گردید. آزمایش های شبیه سازی فرسایش بادی با استفاده از دستگاه تونل باد در سه سطح پوشش سنگریزه ای (شاهد، ۱۵٪ و ۳۰٪) و در سه سطح سرعت باد (حد آستانه، دو برابر و چهار برابر حد آستانه) انجام شد. داده ها با استفاده از تحلیل واریانس سه عاملی و رگرسیون چندمتغیره تحلیل گردیدند.نتایج نشان داد که افزایش درصد پوشش سنگریزه به طور معناداری شدت فرسایش بادی را در همه سطوح ژئومورفولوژیکی کاهش داد. در خاک های دارای درصد بالای رس و شوری بالا، میزان فرسایش بادی بیشتر بود. تحلیل رگرسیون چندمتغیره مشخص کرد که کلسیم، منیزیم و کربنات کلسیم بیشترین تأثیر مثبت را بر افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش داشتند. همچنین افزایش سرعت باد، موجب افزایش نمایی میزان هدررفت خاک شد، به ویژه در لندفرم های حساس نظیر پلایا و معادن. ترکیب ویژگی های فیزیکوشیمیایی مناسب و ایجاد پوشش سطحی سنگریزه ای می تواند به طور قابل توجهی شدت فرسایش بادی را کاهش دهد. یافته های این پژوهش ضرورت برنامه ریزی حفاظتی مبتنی بر ویژگی های منطقه ای خاک و سرعت باد در مدیریت اراضی بیابانی را تأکید می کند.Analysis of the Impact of Soil Properties and Gravel Cover on Wind Erosion Intensity in Eastern Isfahan Using Wind Tunnel Experiments
Wind erosion is one of the destructive processes affecting soil in arid and semi-arid regions of the world and poses a serious threat to soil resource sustainability. This study aimed to analyze the impact of physicochemical properties of soil and surface gravel cover on wind erosion intensity across different geomorphological units in eastern Isfahan. A total of 27 soil samples were collected from nine different geomorphological units. The physical properties (soil texture, gravel percentage, bulk density, saturation moisture) and chemical characteristics (EC, pH, calcium, magnesium, potassium, calcium carbonate) of the samples were determined. Wind erosion simulation experiments were conducted using a wind tunnel device at three levels of gravel cover (control, 15%, and 30%) and at three wind speed levels (threshold, twice the threshold, and four times the threshold). Data were analyzed using three-way ANOVA and multivariate regression. The results showed that increasing gravel cover percentage significantly reduced wind erosion intensity across all geomorphological units. Higher wind erosion was observed in soils with high clay content and salinity. Multivariate regression analysis indicated that calcium, magnesium, and calcium carbonate had the most significant positive impact on increasing soil resistance to erosion. Additionally, increasing wind speed exponentially raised soil loss, especially in sensitive landforms such as playas and mining areas. The combination of favorable physicochemical properties and surface gravel cover can significantly reduce wind erosion intensity. The findings highlight the necessity of conservation planning based on regional soil characteristics and wind speed for effective desert land management.
تبلیغات
