کارآیی ریشه‌های از خاک بیرون زده گونه لور جهت برآورد میزان فرسایش خاک (مطالعه موردی در دره حسن آباد چالوس)

اکوسیستم های طبیعی ایران

مقاله 3، دوره 5، شماره 3، آبان 1393، صفحه 29-38   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

ویلیام بایرام زاده^{* 1}؛ بابک شاه کرم²

¹- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، گروه صنایع چوب و کاغذ، کرج، ایران

²دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، گروه خاکشناسی، کرج، ایران

چکیده

دانش برآورد فرسایش، لازمه‌ی کنترل فرسایش خاک می باشد. هدف تحقیق حاضر، برآورد مقدار سالانه­ی فرسایش در سری 102 حوزه­ی دره­ی حسن آباد چالوس با مطالعه­ی خصوصیات آناتومیک ریشه های بیرون زده از خاک گونه‌ی لور بود. به همین منظور 8 درخت لور انتخاب و ریشه های  نیمه بیرون زده‌ی آنها بریده شد. ضمنا اطلاعاتی مثل مختصات نقطه­ای که درخت در آن قرار داشت، شیب، جهت، ارتفاع از سطح دریا و درصد پوشش گیاهی برای هر درخت به طور جداگانه یادداشت شد. از ریشه­های بریده شده به کمک میکروتوم مقاطع عرضی (20 میکرومتر) تهیه و اولین سال رخنمون  آنها تعیین شد و نها­یتاً میانگین فرسایش سالانه محاسبه و ارتباط آن با شیب، جهت و در صد پوشش گیاهی بررسی شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که میزان فرسایش در منطقه مورد مطالعه به طور متوسط سالانه 4/0 میلیمتر در سال می­باشد. مقدار فرسایش سالانه با شیب، جهت شیب و درصد پوشش گیاهی ارتباط آماری معنی داری نشان داد. به طوری که فرسایش بدست آمده رابطه‌ی مستقیم با شدت شیب و رابطه‌ی معکوس با درصد تاج‌پوشش گیاهی نشان داد و بالاترین مقدار فرسایش از ریشه هایی بدست آمد که از جهت جنوبی تهیه شده بودند. تحلیل دندروژئومورفولوژیکی ریشه های درخت لور از دقت خوبی برای برآورد فرسایش در منطقه مورد مطالعه برخوردار است ولی از آنجاییکه پاسخ گونه های مختلف به انواع فرسایش می­تواند متفاوت باشد، مطالعات بیشتری در زمینه باید صورت گیرد.

کلیدواژه‌ها

ریشه‌های بیرون زده؛ فرسایش خاک؛ زربین؛ آناتومی ریشه؛ دندروژئومورفولوژی

اصل مقاله

کارآیی ریشه‌های از خاک بیرون زده گونه لور جهت برآورد میزان فرسایش خاک

(مطالعه موردی در دره حسن آباد چالوس)

 

بابک شاه کرم[1]، ویلما بایرام­زاده[2]^*

تاریخ دریافت: 26/3/92          تاریخ پذیرش: 17/3/93

 

چکیده:

دانش برآورد فرسایش، لازمه‌ی کنترل فرسایش خاک می باشد. هدف تحقیق حاضر، برآورد مقدار سالانه­ی فرسایش در سری 102 حوزه­ی دره­ی حسن آباد چالوس با مطالعه­ی خصوصیات آناتومیک ریشه های بیرون زده از خاک گونه‌ی لور بود. به همین منظور 8 درخت لور انتخاب و ریشه های  نیمه بیرون زده‌ی آنها بریده شد. ضمنا اطلاعاتی مثل مختصات نقطه­ای که درخت در آن قرار داشت، شیب، جهت، ارتفاع از سطح دریا و درصد پوشش گیاهی برای هر درخت به طور جداگانه یادداشت شد. از ریشه­های بریده شده به کمک میکروتوم مقاطع عرضی (20 میکرومتر) تهیه و اولین سال رخنمون  آنها تعیین شد و نها­یتاً میانگین فرسایش سالانه محاسبه و ارتباط آن با شیب، جهت و در صد پوشش گیاهی بررسی شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که میزان فرسایش در منطقه مورد مطالعه به طور متوسط سالانه 4/0 میلیمتر در سال می­باشد. مقدار فرسایش سالانه با شیب، جهت شیب و درصد پوشش گیاهی ارتباط آماری معنی داری نشان داد. به طوری که فرسایش بدست آمده رابطه‌ی مستقیم با شدت شیب و رابطه‌ی معکوس با درصد تاج‌پوشش گیاهی نشان داد و بالاترین مقدار فرسایش از ریشه هایی بدست آمد که از جهت جنوبی تهیه شده بودند. تحلیل دندروژئومورفولوژیکی ریشه های درخت لور از دقت خوبی برای برآورد فرسایش در منطقه مورد مطالعه برخوردار است ولی از آنجاییکه پاسخ گونه های مختلف به انواع فرسایش می­تواند متفاوت باشد، مطالعات بیشتری در زمینه باید صورت گیرد.

 

واژﻩﻫﺎﻱکلیدی: ریشه‌های بیرون زده، فرسایش خاک، زربین، آناتومی ریشه، دندروژئومورفولوژی

 

 

مقدمه

هر ساله هزاران تن مواد جامد از سطح حوضه‌های آبریز دچار فرسایش می­شود. فرسایش و انتقال مواد رسوبی از جهات مختلفی مورد توجه قرار می‏گیرد که مهمترین آن از بین رفتن اراضی حاصلخیز کشاورزی و تبدیل مزارع حاصلخیز به بیابان‌های لم‌یزرع، پر شدن مخازن سدها، بندها، پر شدن کانال‌های آب­رسانی، پر شدن زودرس مرداب‌ها و مدفون شدن آبادی‌ها و اراضی زراعی می‏باشد. چون محاسبه مقدار فرسایش در هر منطقه بدون شک در برنامه ریزی برای کنترل و مبارزه با فرسایش می­تواند کمک شایانی بنماید، لذا برآورد مقدار فرسایش سالانه در نواحی که در معرض خطر قرار گرفته­اند ضروری به نظر می­رسد. یکی از راههای برآورد فرسایش در دنیای امروز استفاده از دانش دندروژومورفولوژی است (2 و 3). این دانش بر اساس تجزیه و تحلیل حلقه­های رشد سالانه درختان و فرم رشد آنها به بررسی فرآیندهای سطحی زمین می­پردازد (5 و 12). در دنیای امروز از دندروژومورفولوژی در تعیین سال شروع و تغییر مقدار در فرآیندهایی مانند طوفان، سیلاب، آتشفشان، فشردگی خاک، سونامی و بهمن و حتی تغییرات سطح دریاچه ها استفاده می­شود. برای تحلیل دندروژومورفولوژیک پدیده­های مذکور تغییرات موجود در حلقه­های سالیانه ساقه­های آسیب دیده مورد استفاده قرار گرفته است (4، 13، 17، 6، 7، 8 و 9). در سالهای اخیر تحقیقات محدودی، از این دانش برای برآورد مقدار فرسایش خندقی، ورقه­ای و فرسایش کنار رودخانه­ای با مطالعه تغییرات موجود در حلقه سالیانه ریشه انجام شده است (20، 15، 14 و 10). در این مطالعات، بر اساس الگوی رشد و کاهش اندازه‌ی سلولها در حلقه‌های جدید (تا 50 درصد) در مقایسه با اندازه‌ی همین سلولها در حلقه‌هایی که قبل از وقوع بیرون‌زدگی ریشه تشکیل شده است می­توان اولین سال قرارگیری ریشه در معرض هوا یا اولین سال رخنمون ریشه را تعیین کرد و از طرف دیگر با اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع بین ریشه و سطح فعلی خاک مقدار خاک فرسایش یافته را طی دوره زمانی خاص مشخص می­کردند (9، 6 و 3).

قبلا برای مطالعات دندروژومورفولوژی بیشتر از تغییرات موجود در ریشه بیرون‌زده درختان سوزنی‌برگ بهره می­گرفتند. ولی در  تحقیقات اخیر، برای برآورد فرسایش از پهن‌برگان نیز بهره گرفته شده است (21). به علت مبهم بودن حلقه­ها در برخی از پهن‌برگان، شناسایی پهن‌برگان مناسب جهت استفاده در دانش دندوژومورفولوژی ضروری به نظر می­رسد.

در یکی از معدود تحقیقاتی که در این زمینه در ایران انجام شده، از روش تحلیل دندرو ژئومورفولوژیکی ریشه‌های بیرون‌زده درختان سوزنی‌برگ و پهن‌برگ استفاده شده است (3). با توجه به محدود بودن این قبیل مطالعات در ایران، هدف این تحقیق عبارتست از برآورد مقدار سالانه­ی فرسایش در سری 102 حوزه‌ی دره­ی حسن‌آباد چالوس با مطالعه­ی خصوصیات آناتومیک ریشه‌های بیرو‌ن‌زده از خاک گونه‌ی لور (Carpinus orientalis) می­باشد. برای نیل به این هدف درختان از نواحی که دارای جهت های جغرافیایی مختلف شیب و تراکم پوشش گیاهی یا به عبارت دیگر از مناطقی که دارای شدت‌های مختلف فرسایش بودند انتخاب شدند.

دلیل انتخاب دره ی حسن اباد چالوس در این تحقیق‏ شاخص بودن این منطقه از نظر فرسایش بود و اینکه تا به حال هیچ تحقیقی جهت برآورد مقدار فرسایش آن صورت نگرفته است. علت انتخاب گونه‌ی لور، لزوم کار بر روی پهن برگان بود.

 

 مواد و روش­ها

مکان نمونه‌برداری:

این تحقیق در حسن‌آباد چالوس صورت گرفت. دره‌ی حسن‌آباد بین عرض جغرافیایی "36° 25' 00 شمالی تا 36° 32' 30" شمالی و طول جغرافیایی 51° 21' 00" شرقی تا 51° 27' 30" شرقی قرار دارد و دارای مساحتی برابر 7400 هکتار است.

محل دقیق نمونه برداری بعد از بازبینی دقیق محل و همینطور استفاده از عکسهای ماهواره‌ای Google earth و نقشه­ی پوشش گیاهی مشخص شد (شکل 1). نمونه‌برداری در قسمت جنوبی سری 102 حوزه‌ی حسن آباد چالوس انجام گرفت.

گونه‌ی پهن‌برگ لور با نام علمی Carpinus orientalis  برای این تحقیق انتخاب شد. دلیل این انتخاب، همانطور که قبلاً اشاره شد، لزوم کار بر روی پهن‌برگان و تعداد بیشتر این گونه از پهن­برگان در منطقه بود.

 

 

 

شکل1- مکان برداشت نمونه ها

 

جمع‌آوری نمونه­ها:

پس از انتخاب گونه و مکان مورد مطالعه، 8 درخت که بیرون­زدگی ریشه دارند (شکل شماره 1). ولی ریشه­ی آنها کاملا بیرون از خاک قرار نگرفته‌اند و در مناطقی که دارای جهت­های جغرافیایی مختلف شیب و تراکم پوشش گیاهی مختلف هستند در نظر گرفته شد و از هر درخت 6 ریشه نیمه بیرون‌زده قطع شد. سپس اطلاعاتی مثل مختصات نقطه­ای که درخت در آن قرار دارد، همچنین شیب، جهت، ارتفاع از سطح دریا و درصد پوشش گیاهی آن به طور جداگانه یادداشت شد (جدول شماره 1). درصد تاج‌پوشش گیاهی بر روی عکس‌های هوایی منطقه و با استفاده از یک شبکه نقطه چین 45 نقطه‌ای تعیین شد.

قسمتی از ریشه‌ی آنها که در فاصله ی 5/0 تا 1 متری از ساقه قرار دارد انتخاب  و بریده شد. سطح خاکی که ریشه با آن در تماس است و ارتفاع قسمت بیرون زده و قسمت درون خاک (شکل 2) روی ریشه مشخص و اندازه‌گیری­های لازم در آزمایشگاه انجام شد. نمونه پوست‌کنی شده و ضخامت پوست سطح بالایی و سطح پایینی نیز با کولیس دیجیتال اندازه گیری شد.

 

 

 

شکل 2- برش و علامت گذاری دیسک

 

جدول1- اطلاعات مربوط به محل برداشت نمونه­ها

 

 

 

 

تهیه مقاطع میکروسکوپی، عکسبرداری و آنالیز:

با استفاده از دستگاه میکروتوم از ریشه­ها، برش عرضی با ضخامت 20 میکرومتر تهیه شد. برای رنگ‌آمیزی، نمونه­ها را به مدت 2 تا 3 دقیقه داخل سافرانین قرار داده و پس از آن نمونه­ها به ترتیب در اتانول 50، 75، 90، 96 و 100 درصد غوطه‌ور شد (هر کدام به مدت 15 دقیقه). سپس نمونه‌ها بر روی لام قرار داده شد. از برشهای عرضی تهیه شده، عکس تهیه و عکس­ها جهت آنالیز به کامپیوتر منتقل شد. بر روی عکسهای بدست آمده از برش‌های عرضی، با استفاده از نرم­افزار ImageJ مساحت سلولها برای هر حلقه­ی سالانه به صورت جداگانه تعیین شد و برای ریشه‌های هر درخت، نموداری همانند نمودار شماره 3 رسم شد. با توجه به افت 50 درصدی اندازه‌ی سلولها (یا بیشتر) در سال بیرون افتادگی ریشه از خاک، اولین سال رخنمون ریشه برای هر درخت مشخص شد.

 

 

 

شکل 3- نمودار تغییرات مساحت سلولها نسبت به سال تشکیل آنها

 

محاسبات:

بعد از تعیین اولین سال رخنمون ریشه، مقدار کلی فرسایش، Er (معادله 1 یا 2) و مقدار فرسایش سالانه به میلیمتر، Era (معادله 3) به شرح زیر محاسبه شد (9).

Ex: ارتفاع قسمت بیرون زده ی ریشه

R1: ارتفاع کنونی ریشه در مقطع عرضی

R2: ارتفاع ریشه در زمان بیرون­زدگی (پس از آنالیز آناتومی مقطع عرضی ریشه بدست می آید.)

B1/B2: ضخامت پوسته ی فوقانی / تحتانی

Er: ارتفاع خاک فرسایش یافته از زمان شروع بیرون افتادگی ریشه

NRex: تعداد دوایر تشکیل شده پس از بیرون زدگی ریشه

Era: مقدار سالانه ی فرسایش

ɛ: خطا

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

شکل 4- بازسازی فرسایش به کمک ریشه های رخنمون یافته در تماس با خاک (9)

 

 

نتایج

همانطور که در جدول 2 مشاهده می­شود، در نهایت ارتفاع متوسط خاک فرسایش یافته، سالانه 4/0 میلیمتر و مقدار خاک فرسایش یافته به طور میانگین، سالانه حدود 6 تن در هر هکتار بدست آمده است. حداکثر این مقدار مربوط به نمونه‌ی شماره‌ی 7 و برابر با 5/13 تن در هکتار در سال  است؛ حداقل آن مربوط به نمونه ی شماره‌ی 3 و برابر با 16/2 تن در هکتار در سال است. اختلاف بین بیشترین و کمترین فرسایش بدست آمده 34/11 تن در هکتار در سال است.

 

 

جدول 2- ارتفاع و مقدار خاک فرسایش یافته

شماره نمونه

تعداد حلقه سالانه

Ex

R1

R2

B1

B2

MB1B2

NRex

Er

Era

فرسایش سالانه

(میلیمتر)

(سال)

(میلیمتر)

(میلیمتر بر سال)

(تن در هکتار)

1

10

19/3

41/8

95/1

15/1

55/1

4

16/0±96/0

04/0±24/0

56/0±6/3

2

13

02/4

96/8

7/1

08/1

39/1

5

16/0±23/1

03/0±24/0

44/0±69/3

3

20

91/4

36/11

8/2

86/1

33/2

5

16/0±72/0

03/0±14/0

44/0±16/2

4

11

94/4

52/10

14/2

32/1

73/1

3

16/0±51/2

05/0±84/0

7/0±6/12

5

9

98/9

23/22

36/3

06/2

71/2

2

16/0±44/0

08/0±22/0

12/1±3/3

6

24

17/4

4/16

2/2

8/0

5/1

8

16/0±97/1

02/0±24/0

02/2±69/3

7

23

61/4

91/14

7/1

72/1

71/1

3

16/0±7/2

05/0±9/0

05/0±5/3

8

18

45/5

51/13

35/1

66/0

005/1

4

16/0±55/1

04/0±38/0

56/0±82/5

میانگین

16

16/5

29/13

15/2

33/1

74/1

25/4

16/0±51/1

4/0

45/4±04/6

 

بحث و نتیجه­گیری

مقدار نسبتاً بالای انحراف از معیار به دلیل برداشت نمونه­ها از مناطقی نامشابه برای ارزیابی اولیه روش دندروژئومورفولوژیک است. ولی توصیه می­شود که جهت مطالعات آینده، یگانهای زیست محیطی مشابه (مناطقی که دارای شیب، جهت، ارتفاع و.... مشابهی هستند) تعریف و فرسایش برای هر واحد زیست محیطی تعیین گردد. برای ارزیابی اولیه این روش، ارتباط فرسایش با عوامل مذکور به شرح زیر مورد بررسی قرار گرفت.

 

ارتباط مقدار فرسایش سالانه با شیب:

ارتباط درصد شیب با مقدار فرسایش بدست آمده در شکل 5 نشان داده شده است. ارتباط مستقیم بین درصد شیب و میزان فرسایش سالانه‌ی خاک، وجود دارد.

مرور منابع نشان دهنده‌ی آن است که ارتباط فرسایش با درصد شیب، ارتباطی بسیار تنگاتنگ است. هر چه درصد شیب بیشتر باشد به معنی سرعت گرفتن رواناب و عدم زمان کافی برای نفوذ بارشها در خاک و در‌نتیجه فرسایش بیشتر خاک است (1). با وجود این که محل برداشت نمونه­های ما از لحاظ شیب چندان متفاوت نبودند (47-53%) ولی نتایج نشان داد که همبستگی بالایی بین خاک از دست رفته سالانه و درصد شیب وجود دارد (شکل 5).

 

 

شکل 5- نمودار فرسایش خاک و درصد شیب

 

ارتباط فرسایش سالانه با جهت‌های جغرافیایی:

ارتباط بین مقدار فرسایش سالانه‌ی خاک با جهت جغرافیایی در شکل 6 نشان داده شده است، نکته‌ای که جالب به‌نظر می‌رسد شدت بیشتر فرسایش سالانه در دامنه‌ی رو به جنوب است. در تمام طول سال دامنه‌های رو به جنوب، بیشتر از دامنه‌های رو به شمال در معرض خورشید قرار می‌گیرند و دامنه های رو به شمال معمولا در سایه قرار می‌گیرند.

 

 

شکل 6- نمودار تغییرات فرسایش خاک در برابر جهت

 

این پدیده روی عوامل مختلفی از جمله مشخصات خاک و تکامل پروفیلی آن و تراکم و نوع پوشش گیاهی تاثیر‌گذار است.

ضمن اینکه برف روی جهت‌های رو به شمال دیر‌تر آب می­شود و زمان بیشتری برای نفوذ تدریجی به لایه­های زیرین خاک دارد. در حالی که در جهت‌های رو به جنوب با سرعت بیشتری از حالت جامد خارج شده و جاری می‌شود. این موضوع بر پوشش گیاهی و همچنین درصد ماده‌ی آلی خاک هم تاثیرگذار است (16 و 18).

 

ارتباط فرسایش سالانه با تراکم پوشش گیاهی:

می‌توان به وضوح مشاهده کرد که در قسمتهایی که تراکم پوشش گیاهی کمتری نسبت به قسمتهای دیگر حوزه داشته­اند، فرسایش بیشتری بدست آمده است. با توجه به شکل 7 می­توان مشاهده کرد که بیشترین مقدار فرسایش خاک در کمترین تراکم پوشش گیاهی (10 درصد) بدست آمده است، و برعکس.

فاکتور پوشش گیاهی و تراکم و نوع آن نیز از فاکتورهای مهم و تاثیرگذار بر شدت فرسایش می باشد.

 

شکل 7- نمودار تغییرات فرسایش سالانه خاک در برابر تراکم پوشش گیاهی

 

زیرا مناطقی با پوشش گیاهی متراکمتر از برخورد مستقیم قطرات باران با سطح خاک جلوگیری کرده و از انرژی قطرات کاسته می‌شود. ضمن اینکه ساقه‌ی گیاهان همچون سدی در مقابل رواناب قرار گرفته و از سرعت گرفتن آن که فرسایش را هم به دنبال دارد جلوگیری می­کند. همچنین ریشه‌ی گیاهان که با ایجاد منافذ در پروفیل خاک باعث نفوذ پذیری بیشتر خاک شده و آب سطحی را به عمق خاک هدایت می­کند و باعث پایداری بیشتر پروفیل خاک نیز می شود. و مواد آلی حاصل از تجزیه‌ی آنها نیز باعث همبستگی بیشتر ذرات خاک و تشکیل ساختمان و مقاوم‌تر در برابر فرسایش می­شود (21 و 11).

با توجه به انطباق نتایج بدست آمده در این تحقیق با منابع مورد مطالعه، می‌توان بیان داشت که اطلاعاتی که از آنالیز ریشه زربین بدست می­آید، در منطقه مورد مطالعه می­تواند برای برآورد فرسایش مورد استفاده قرار گیرد. ولی از آنجاییکه پاسخ گونه‌های مختلف به انواع فرسایش می‌تواند متفاوت باشد، مطالعات بیشتری در این زمینه باید صورت گیرد و نتایج این روش با مقدار فرسایش مقایسه گردد.

روش مورد استفاده‌ی این مقاله در جهت بیان مقدار فرسایش سالانه مانند هر روش دیگری مزایا و معایبی دارد. از مزایای این روش می‌توان به کم هزینه بودن، دقت کافی، سادگی و عدم نیاز به اطلاعات مختلف منطقه نام برد و از معایب آن می‌توان به این اشاره کرد که از این روش تنها برای حوضه‌های آبریزی می‌توان استفاده کرد که پوشش گیاهی آنها، ریشه‌های بیرون‌زده‌ی مناسب به اندازه‌ی کافی و به شکلی که پراکندگی لازم را در سطح حوزه داشته باشد در اختیار قرار دهد.

 

References

1-Ahmadi, M., M. Nezami, A. Hashemi, R. sefidgari, 2012. The effect of land use on erosion rate. The First National Conference of Desert, Iran

2-Alestalo, J., 1971. Dendrochronological interpretation of geomorphic  processes;   Fennia. 105 :1-140

3-Bahrami, S.h., F. Mahboobi, J. Sadidi, M. Jafari Aghdam, 2011. Estimating the rate of sheet erosion by dendrogeomorphological analysis of tree roots in Gharechai (Ramian) Catchment .Physical geography research; 75: 1-17

4-Bégin, Y., 2001. Tree-ring dating of extreme lake levels at the    Subarctic–Boreal    interface. Quaternary Research; 55: 133–139.

5-Bodoque, J.M., J.F. Díez-Herrero, Martín-Duque, J.M. Rubiales,  A.Godfrey,  J. Pedraza, R.M. Carrasco, M.A. Sanz, 2005. Sheet erosion rates determined by using dendro geomorphological analysis of exposed tree roots. two examples from Central Spain; Carena. 64: 81–102.

6-Gärtner, H., F.H. Schweingruber, R. Dikau, 2001. Determination of erosion rates by analyzing structural changes in the growth pattern of exposed roots; Dendrochronologia.

19: 81–91

7-Gärtner, H., 2003. The applicability of roots in Dendrogeomorphology. In: Schleser, G., M. Winiger, Bräuning, A., Gärtner, H., Helle, G., E. Jansma, B.Neuwirth, K. Treydte, (Eds.), TRACE-Tree Rings in Archaeology. Climatology and Ecology. vol.1, pp. 120–124.

8-Gärtner, H., Stoffel, M., Lièvre, I., Monbaron, M. 2003. Tree ring analyses and detailed geomorphological mapping on a forested debris flow cone in Switzerland. In: Rickenmann, D., Chen, Ch.(Eds). Debris Flow. Hazards Mitigation: Mechanics, Prediction, and Assessment. Millpress, Rotterdam. 207–217 pp

9-Gärtner, H., 2007, Tree Roots - Methodological Review and New Development in Datingand Quantifying Erosive Processes; Geomorphology 86, 243–251.

10-Gers, E., N. Florin, H. Gärtner, T. Glade, Dikau, R., F.H. Schweingruber, 2001. Application of shrubs for dendrogeomorphological analysis to reconstruct spatial and temporal landslide movement patterns_ a preliminary study; Zeitschrift fur Geomorphologie upplementband. 125:163–175.

11-Gyssels, G., J. Poesen, E. Bochet, Y. Li, 2005. Impact of plant roots on the resistance of soils to erosion by water: A review; Progress in Physical Geography. 29: 189–217.

12-Goudie, A.S., 2005. Encyclopedia of Geomorphology.Volume 1. Routledge Ltd. 578 P.

13-Hebertson, E.G., M.J. Jenkins, 2003. Historic climate factors associated with major avalanche years on the Wasatch Plateau, Utah.; Cold Regions Science and Technology. 37: 315–332.

14-Malik, I., 2005. Rates of lateral channel migration along the Mala Panew River (Southern Poland) based on dating riparian trees and coarse woody debris; Dendrochronologia. 23: 29–38.

15-Meyer, G.A., 2001. Recent large-magnitude floods and their impact on valley-floor environments of northeastern Yellowstone, Geomorphology. 40: 271-290.

16-Mohamadzadeh, A., 2006.the effect of aspect and slope on soil erosion in Givi, Ardabil province. 3^th Conference on Erosion and Sediment, Iran

17-Perret, S., M. Stoffel, H. Kienholz, 2006. Spatial and temporal rockfall activity in a foreststand in the Swiss Prealps a dendrogeomorphological case study; Geomorphology. 74: 219–231.

18-Shadfar, S., M. Abasi, M. Namaki, 2011. Invistigation of the effect of land use and aspect on gully erosion using GIS: case study in Ghom province. 6^th National Conference on Watershed Management and Soil and Water Resources Management, Iran.

19-Sahling, I., K.H. Schmidt, H.Gärtner, 2003. Dendrogeomorphological analysis of the enlargement of cracks at the Wellenkalk-scarp in the southern ThuringiaBasin. In: Schleser, G., M. Winiger, A. Bräuning, H. Gärtner, Helle, G. Jansma, E. Neuwirth, B. K. Treydte, (Eds.), TRACE Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich, 125–130 pp.

20-Stefanini, M.C., 2004. Spatio-temporal analysis of a complex landslide in the Northern Apennines (Italy) by means of dendrochronology; Geomorphology. 63 :191–202.

21-Vaezi, A., 2006. The effect of organic matter on erosion in agricultural soils. 9th Conference of Soil Sciences , Iran

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The applicability of the exposed roots of Carpinus Orientalis.for the estimation

of soil erosion in Hassan Abad Valley, Mazandaran Province3

 

B. Shahkaram[3], V. Bayramzadeh[4]

 

 

 

ABSTRACT:

The knowledge of erosion estimating is requisite for controlling soil erosion. The purpose of this research was estimating annual soil erosion using anatomical changes in exposed roots of Carpinus Orientalis in Hassan abad valley, Chaloos, Iran. For this purpose, we select eight Carpinus Orientalis trees as quite random and cut their exposed roots. Moreover the geographic coordinates of trees, the slope intensity and direction, altitude and percentage of vegetation has been written. Cross-sections of 20 µm were prepared using microtome and the first year of exposure by erosion was identified. We finally estimated the mean annual erosion.  The statistical relationship of the mean annual erosion with the percentage of the plant coverage, geographical aspects and slopes were investigated. The mean erosion of the study area has been estimated around 0.4 mm per year. There was positive relationship between annual erosion and slope density and negative relationship between the annual erosion and percentage of the plant coverage. The samples obtained in southern aspect showed higher annual erosions. We concluded that anatomical changes of exposed roots (Dendrogeomorphology) of Carpinus Orientalisare valuable tools to date erosion events, however, the responses of diverse species under different types of erosion remains to be studied in future.

 

Key words: Exposed roots, Soil erosion,Carpinus Orientalis, Root anatomy, Dendrogeomorphology

 

---

1- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، گروه خاکشناسی، کرج، ایران

2- دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه آزاد اسلامی واحد کرج، گروه صنایع چوب و کاغذ، کرج، ایران

* نویسنده مسئول:  [e-mail]: 

[3]- Department of Soil Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran  

*[4]- Department of wood Sciences, Faculty of Agriculture and Natural Resources, Karaj Branch, Islamic Azad University, Karaj, Iran, [e-mail]

مراجع

1-Ahmadi, M., M. Nezami, A. Hashemi, R. sefidgari, 2012. The effect of land use on erosion rate. The First National Conference of Desert, Iran

2-Alestalo, J., 1971. Dendrochronological interpretation of geomorphic  processes;   Fennia. 105 :1-140

3-Bahrami, S.h., F. Mahboobi, J. Sadidi, M. Jafari Aghdam, 2011. Estimating the rate of sheet erosion by dendrogeomorphological analysis of tree roots in Gharechai (Ramian) Catchment .Physical geography research; 75: 1-17

4-Bégin, Y., 2001. Tree-ring dating of extreme lake levels at the    Subarctic–Boreal    interface. Quaternary Research; 55: 133–139.

5-Bodoque, J.M., J.F. Díez-Herrero, Martín-Duque, J.M. Rubiales,  A.Godfrey,  J. Pedraza, R.M. Carrasco, M.A. Sanz, 2005. Sheet erosion rates determined by using dendro geomorphological analysis of exposed tree roots. two examples from Central Spain; Carena. 64: 81–102.

6-Gärtner, H., F.H. Schweingruber, R. Dikau, 2001. Determination of erosion rates by analyzing structural changes in the growth pattern of exposed roots; Dendrochronologia.

19: 81–91

7-Gärtner, H., 2003. The applicability of roots in Dendrogeomorphology. In: Schleser, G., M. Winiger, Bräuning, A., Gärtner, H., Helle, G., E. Jansma, B.Neuwirth, K. Treydte, (Eds.), TRACE-Tree Rings in Archaeology. Climatology and Ecology. vol.1, pp. 120–124.

8-Gärtner, H., Stoffel, M., Lièvre, I., Monbaron, M. 2003. Tree ring analyses and detailed geomorphological mapping on a forested debris flow cone in Switzerland. In: Rickenmann, D., Chen, Ch.(Eds). Debris Flow. Hazards Mitigation: Mechanics, Prediction, and Assessment. Millpress, Rotterdam. 207–217 pp

9-Gärtner, H., 2007, Tree Roots - Methodological Review and New Development in Datingand Quantifying Erosive Processes; Geomorphology 86, 243–251.

10-Gers, E., N. Florin, H. Gärtner, T. Glade, Dikau, R., F.H. Schweingruber, 2001. Application of shrubs for dendrogeomorphological analysis to reconstruct spatial and temporal landslide movement patterns_ a preliminary study; Zeitschrift fur Geomorphologie upplementband. 125:163–175.

11-Gyssels, G., J. Poesen, E. Bochet, Y. Li, 2005. Impact of plant roots on the resistance of soils to erosion by water: A review; Progress in Physical Geography. 29: 189–217.

12-Goudie, A.S., 2005. Encyclopedia of Geomorphology.Volume 1. Routledge Ltd. 578 P.

13-Hebertson, E.G., M.J. Jenkins, 2003. Historic climate factors associated with major avalanche years on the Wasatch Plateau, Utah.; Cold Regions Science and Technology. 37: 315–332.

14-Malik, I., 2005. Rates of lateral channel migration along the Mala Panew River (Southern Poland) based on dating riparian trees and coarse woody debris; Dendrochronologia. 23: 29–38.

15-Meyer, G.A., 2001. Recent large-magnitude floods and their impact on valley-floor environments of northeastern Yellowstone, Geomorphology. 40: 271-290.

16-Mohamadzadeh, A., 2006.the effect of aspect and slope on soil erosion in Givi, Ardabil province. 3^th Conference on Erosion and Sediment, Iran

17-Perret, S., M. Stoffel, H. Kienholz, 2006. Spatial and temporal rockfall activity in a foreststand in the Swiss Prealps a dendrogeomorphological case study; Geomorphology. 74: 219–231.

18-Shadfar, S., M. Abasi, M. Namaki, 2011. Invistigation of the effect of land use and aspect on gully erosion using GIS: case study in Ghom province. 6^th National Conference on Watershed Management and Soil and Water Resources Management, Iran.

19-Sahling, I., K.H. Schmidt, H.Gärtner, 2003. Dendrogeomorphological analysis of the enlargement of cracks at the Wellenkalk-scarp in the southern ThuringiaBasin. In: Schleser, G., M. Winiger, A. Bräuning, H. Gärtner, Helle, G. Jansma, E. Neuwirth, B. K. Treydte, (Eds.), TRACE Tree Rings in Archaeology, Climatology and Ecology, Forschungszentrum Jülich GmbH, Jülich, 125–130 pp.

20-Stefanini, M.C., 2004. Spatio-temporal analysis of a complex landslide in the Northern Apennines (Italy) by means of dendrochronology; Geomorphology. 63 :191–202.

21-Vaezi, A., 2006. The effect of organic matter on erosion in agricultural soils. 9th Conference of Soil Sciences , Iran