ارزیابی ارتباط برخی خصوصیات خاک با فاکتورهای خاکسازی (مطالعه موردی: چهار حوزه آبخیز در استان قزوین)

اکوسیستم های طبیعی ایران

دوره 14، شماره 2 - شماره پیاپی 52، شهریور 1402، صفحه 1-15   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

علیرضا پژوهنده¹؛ علی محمدی ترکاشوند^{* 2}؛ ابوالفضل معینی³؛ ابراهیم پذیرا²

¹دانشجوی دکتری، گروه خاکشناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

²استاد تمام، گروه خاکشناسی، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

³استادیار، نام گروه مهندسی طبیعت، واحد علوم و تحقیقات، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

چکیده

عوامل موثر در تشکیل خاک شامل مواد مادری، اقلیم، توپوگرافی، زمان و موجودات زنده می باشند. ‌تغییرات این فاکتورهای خاکسازی باعث به وجود آمدن خصوصیات فیزیکی و شیمیایی متفاوت در خاک می‌شود. هدف از این تحقیق بررسی رابطه فاکتورهای خاکساز با خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک بود. بدین منظور در چهار حوزه آبخیز از استان قزوین، به نام­های جوینک، مدان، نیارک و پلنگه ابتدا نقشه واحدهای کاری با بازدیدهای صحرایی به کمک سامانه اطلاعات جغرافیایی در مقیاس 1:25000 تهیه شد. تعداد 101 نمونه خاک برداشت و مقدارEC ،pH ، درصد مواد آلی، درصد شن، درصد سیلت و درصد رس اندازه‌گیری شد. از رگرسیون چند متغیره خطی به سه روش Enter، Forward و Stepwise برای بررسی ارتباط فاکتورهای خاکسازی و خصوصیات خاک استفاده شد. به طوری که فاکتورهای خاکساز متغیرهای مستقل و خصوصیات خاک‌ها متغیر وابسته بودند. برای بررسی مواد مادری از عامل حساسیت به فرسایش سنگ­ها، برای موجودات زنده، درصد مواد آلی از طریق آنالیز آزمایشگاه، برای توپوگرافی از دو عامل شیب و ارتفاع و از دوران زمین­شناسی برای بررسی زمان و برای عامل آب و هوا از دو عامل باران و دما استفاده گردید. برای صحت سنجی این مدل‌ها از دو آماره ضریب تبیین و میانگین مربعات خطا استفاده شد. نتایج نشان داد بهترین مدل در ارتباطpH ‌ با فاکتورهای خاکسازی (در رگرسیون به روش Enter) با R² = 78/0 و 56/0‌RMSE= ‌بدست آمد. مقادیر R² برای ارتباط سیلت، رس و هدایت الکتریکی در ارتباط با فاکتورهای خاکسازی کمتر از 50 درصد بود. باتوجه به مدل‌های بدست آمده در این پژوهش، مشخص شد می‌توان با استفاده از مدلسازی‌های گسترده‌تر اقدام به تهیه نقشه‌های خصوصیات فیزیکو شیمیایی خاک با کمک نقشه‌های فاکتورهای خاکسازی در مناطق مختلف کرد.

کلیدواژه‌ها

خصوصیات خاک؛ رگرسیون؛ فاکتورهای خاکسازی؛ میانگین مربعات خطا

مراجع

1-      Araujo. M. A.\ Zinn. Y. L. and Lal. R. (2017). Soil parent material, texture and oxide contents have little effecton soil organic carbon retention in tropical highlands.–Geoderma. 300: 1–10. doi:.1016/j.geoderma.04.006. 

2-      Bayat. A. Farpour. M.H. and Jafari. a. (2015). Physicochemical, micromorphological and mineralogical properties of clay soils of Bardsir region affected by geological formations, geomorphology and climate. Water and Soil Journal. 30 (5). 1515-1530. [in Persian]

3-      Bayat. H. Sahebi Hamrah. Sh and Islami. (2016). Thermal diffusion coefficient estimation using regression transfer functions. 15th Congress of Soil Sciences of Iran. [In Persian]

4-      Birkeland. P. W. (1999). Soils and geomorphology. 3rd ed. Oxford Univ. Press, New York

5-      Bouma J. (1989). Using soil survey data for quantitative land evaluation Adv. Soil Sci. Soc. Am. J. 9: 177-213.

6-      Bouyoucos. G.J. (1951). A recalibration of hydrometer method for making mechanical analysis of soil. Agronomy. 43: 434-438.

7-      Buol. S. W. Southard. R. J. Graham. R. C. and Mc-Daniel. (2011). Soil Genesis and Classification. 6th ed. York. 560 p Wiley-Blackwell. New

8-      Bluth. G. J. S. and Kump. L. R. (1994). Lithologic and climatologic controls of river chemistry. Geochimica ET Cosmochimica Acta. 58(10). 2341-2359.

9-      Egli. M. Merkli. Ch. Sartori. G. Mirabella. A. and Plotze. M. (2008). Weathering, mineralogical evolution and soil organic matter along a Holocene soil toposequence developed on carbonate-rich materials. Geomorphology. 97:675-696. 

10-  Ganji Azadpour. A. Rasulzadeh. A. and Azizi. M. (2014). Evaluation of the ability of parametric transfer functions to estimate the absorption branch of soil water characteristic curve (case study: Boeen Zahra city). Irrigation science and engineering (scientific-research journal). 39(3): 173-179. [In Persian]

11-  Gray. J.M. Bishop. T.F.A. and Wilford. J.R. (2016). Lithology and soil relationships for soil modelling and mapping. Catena. 147: 429–440. Doi: 10.1016/j.catena.2016.07.045.

12-  Gomes. P. C. Fontes. M. P. Da Silva. A. G. Mendoca. E. S. and Netto. A. R. (2001). Selectivity sequence and competitive adsorption of heavy metal by Brazilian soils. Soil Science Society of America Journal. 48: 794-752.

13-  Gruba. P. Socha. J. (2016). Effect of parent material on soil acidity and carbon content insoils under silver fir (Abies alba Mill.) stands in Poland. Catena 140: 90–95

14-  Haghian. A. Rokh Firouz. G. and Ghorbani. J. (2017). Comparison of geological formations in terms of soil characteristics and vegetation. 4th Conference on Geology and Environment. Period 4. [In Persian]

15-  Harden. J.W. (1982). A quantitative index of soil development from field descriptions examples from a chronosequence in central California. Geoderma. 28: 1-28.

16-  He. Z. L. Zhang. M. K. Calvert. D. V. Stoffella. P. J. Yong. X. E. and Yu. S. (2004). Transport of heavy metals in surface runoff from vegetable and citrus fields. Soil Science Society of American Journal. Academic research library

17-  Javadi. H. Sokoti. R. and Pazira. A. (2018). The relationship between geological formations and land shape with soil formation and evolution (case study: southern part of Urmia Plain). Journal of Water and Soil Resources Protection. 9 (1): 51-66. [In Persian] 

18-  Javadi. M.R. Mahmoudi Mianabad. E. (2011). Investigation on the Effects of Water Spreading on the Variation of Some Physical and Chemical Properties of Soil (Case Study: Jajarm Water Spreading System). Journal of Sciences and Techniques in Natural Resources. 6 (1).

19-  Javadi. M.R., Baghery. M., Vafakhah. M., and Shabani. G. (2014). Effect Of Flood Spreading On Physical Soil Properties (A Case Study: Delijan Flood Spreading). Journal of Watershed Management Research. 5(9): 119-129. Https://Sid.Ir/Paper/230312/En 

20-  Jenny. H. (1994). Factors of Soil Formation. Dover. New York. p. 281.

21-  Jiang. P. and Thelen. K.D. (2004). Effect of soil and topographic properties on crop yield in a northcentral corn-Soybean cropping system. J. Agron. 96: 252-258.

22-  Kaiser. E. A. Mueller. T. Joergensen. R. G. Insam. H. and Heinemeyer. O. (1992). Evaluation of methods to estimate the soil microbial biomass and the relationship with soil texture and organic matter. Soil Biology and Biochemistry. 24(7): 675–683. Doi:10.1016/0038-0717(92)90046-z  

23-  Kassai. P and Sisák. I. (2018). Role of geology in the spatial prediction of soil properties in the watershed of Lake Balaton. Hungary. Journal of the Croatian Geological Survey and the Croatian Geological Society. 71/1 | 29–39. [in Persian] 

24-  Nael. M. Khademi. H. Jalalian. A. Schulin. R. Kalbasi. M. and Sotohian. F. (2009). Effect of geo-pedological conditions on the distribution and chemical speciation of selected trace elements in forest soils of western Alborz. Iran. Geoderma. 152:157-170. [in Persian] 

25-  Navidi. N. and Abtahi. A. (2001). Effects of climate and topography in forest soils genesis Khirrod Kenar of Nowshahr in Mazandaran province. Journal of Soil and Water Science. 15: 299-316. [In Persian] 

26-  Ortiz. M. Simon. C. and Dorronsoro. F. Marti. N. and Garcia. I. (2002). Soil evolution over the quaternary period in a mediterranean climate (SE Spain). Catena. 48: 131-148

27-  Ostwari. Y. Mousavi. A. and Mozafari. H. (2019). Calculation of the tolerable limit of soil loss using linear and tree regression methods. Water and Soil Journal (Agricultural Sciences and Industries). 34 (1): 173-179. https://doi.org/10.22067/JSW.V34I1.82129 . [In Persian] 

28-  Phillips. J.D. (2001). Divergent evolution and the spatial structure of soil landscape variability. Catena. 43: 101-113.

29-  Rhoades. J.D. (1996). Salinity: electrical conductivity and total dissolved soils, P 417-435. In: D.L. Sparks (Ed.), Methods of Soils Analysis. Part 3: Chemical Methods. SSSA Book series Number 5. Soil Science Society of America. Madison. WI

30-  Shekastehband, F., Shahab Arkhazlou, H., Ghorbani, A. and Mohammadi Moghadam, S. (2017). The effect of altitude on physical and chemical properties of soil. The first international conference on organic agriculture. Moghadas Ardabili University. [In Persian] 

31-  Salehi, A. (2013). An investigation of the changing physical and chemical properties of soil in Khash Namkhaneh of Khairudkanar forest based on the composition of tree cover and topographical factors. PhD Thesis. Faculty of Natural Resources. University of Tehran. p 187. [In Persian] 

32-  Su Kim. K. Kim. M. Se L. and Hwang. E. (2020). Regression Equations for Estimating Landslide-Triggering Factors Using Soil Characteristics. Appl. Sci. 10. 3560.

33-  Thanachit. S. Suddhiprakarn. A. Kheoruenromne. I. and Gilkes. R. J. (2006). The geochemistry of soils on a catena on basalt at Khon Buri. northeast Thailand. Geoderma. 135: 81-96.

34-  Thomas. A.L. Dambrinc. E. King. D. party. J.P. and Probst. A. (1999). A spatial study of the relationships between streamwater acidity and geology. soils and relief. Journal of HYDROLOGY 217:35_45

35-  Vingiani. S. Terribile. F. Meunier. A. and Petit. S. (2010). Weathering of basaltic pebbles in a red soil from Sardinia: A microsite approach for the identification of secondary mineral phases. Catena. 83: 96-106.

36-  Walkley. A. and Black. I.A. (1934). An examination of the Degetiareff method for determining soil organic matter and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science. 37: 29-38.

37-  Zhang. Y.-Y. Wu. W. and Liu. H. (2019). Factors affecting variations of soil pH in different horizons in hilly regions. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0218563