رابطه بین توپوگرافی و برخی ویژگی های خاک

آب و خاک

مقاله 13، دوره 29، شماره 6، بهمن 1394، صفحه 1699-1710   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.v29i6.44736

نویسندگان

محمدجواد پژند؛ حجت امامی^* ؛ علیرضا آستارایی

دانشگاه فردوسی مشهد

چکیده

توپوگرافی یکی از ویژگی های مهم و تأثیرگذار بر کیفیت خاک در هر منطقه است. در این پژوهش رابطه درجه و جهت شیب با برخی از ویژگی-های فیزیکی و شیمیایی خاک مانند بعد فرکتال ذرات، درصد شن، رس و سیلت، درصد کربنات کلسیم معادل، درصد کربن آلی، میانگین وزنی قطر خاکدانه و شاخص پایداری ساختمان خاکبررسی شد. برای انجام تجزیه های آزمایشگاهی یک ردیف پستی و بلندی4با طول شیب، مواد مادری یکسان انتخاب و30 نمونه از خاک در شیب های کمتر از 5، 15-5، 30-15، 50-30 و بیشتر از 50 درصد، با سه تکرار و در دو جهت شمالی و جنوبی در قالب طرح آشیانه ای نمونه برداری شد. بر اساس نتایج به دست آمده، مقادیر کربنات کلسیم و کربن آلی در شیب های مختلف دارای اختلاف معنی داری در سطح پنج درصد بود. مقدار کمینه کربنات کلسیم در شیب کمتر از 5 درصد جنوبی و مقدار بیشینه آن در شیب بیشتر از 50 درصد جنوبی مشاهده شد، درحالی که مقدار کمینه کربن آلی در شیب بیشتر از 50 درصد جنوبی و بیشینه آن در شیب کمتر از 5 درصد جنوبی وجود داشت. بین میانگین درصد کربنات کلسیم و کربن آلی در دو جهت شیب اختلاف معنی داری وجود داشت. همچنین مقدار شاخص پایداری ساختمان خاک و میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در جهت شمالی به طور معنی داری بیشتر از جنوبی بود. با وجود اینکه کلاس بافت خاک تقریبا در همه درجه-های شیب یکسان بود، درصد شن، رس و سیلت در طول شیب تغییرات زیادی داشت. به طوری که با افزایش شیب درصد ذرات درشت تر افزایش و درصد ذرات ریزتر کاهش یافت. بعد فرکتال ذرات نیز با کاهش درصد شیب، افزایش یافت. با توجه به این که در هنگام گزارش کلاس بافتی خاک درصد شن، رس و سیلت آن بیان نمی شود، می توان گفت که بعد فرکتال ذرات نسبت به بافت خاک، تعریف بهتر و روشن تری از چگونگی توزیع اندازه ذرات خاک ارایه می دهد.

کلیدواژه‌ها

بعد فرکتال ذرات؛ توپوگرافی؛ توزیع اندازه ذرات

مراجع

1- Arya L., and Paris J. 1981. A physico-empirical model to predict soil moisture characteristic from particle-size distribution and bulk density data. Soil Science Society of America Journal,45:1023-1030.

2- Bird N.R.A., Perrier E., and Rieu M. 2000. The water retention function for a model of soil structure with pore and solid fractal distributions. European Journal of Soil Science, 51: 55-63.

3- Bittelli M., Campbell G.S., and Flury M. 1999. Characterization of particlesizedistribution in soil with a fragmentation model. Soil Science Society ofAmerica Journal, 63:782-788.

4- Bouyoucos G.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle size analysis of soil. Agronomy Journal, 54:464-465.

5- Caravaca F., Masciandaro G., and Ceccanti B. 2002. Land use in relation to soil chemical and biochemical properties in a semiarid Mediterranean environment. Soil and Tillage Research, 68:23-30.

6- Ceddia M.B., Vieira S.R., Villela L.O., Mota L.S., Anjos H.C., and Carvalho F.D. 2009. Topography and spatial variability of soil physicalproperties. Scientia Agricola, 66:338-352.

7- Dahlgren A.R., Bottinger L.T., Huntington L.G., and Amundson A.R. 1997.Soil development along an elevation transect in the western Sierra Nevada,California. Geoderma, 78:207–236.

8- Ersahin S., Gunal H., Kutlu T., Yetgin B., and Coban S. 2006. Estimating specific surface area and cation exchange capacity in soils using fractal dimension of particlesize distribution. Geoderma, 136:588-597.

9- Filgueira R.R., Fournier L.L., Cerisola C.I., Gelati P., and Garcia M.G. 2006. Particle-size distribution in soils: A critical study of the fractal model validation. Geoderma 134:327-334.

10- Hanna A.Y., Harlan P.W., and Lewis D.T. 1982. Soil available water asinfluenced by landscape position and aspect. Agronomy Journal, 74:999-1004.

11- Hoyos N. and Comerford N.B. 2005. Land use and landscape effects on aggregate stability and total carbon of andisols from the Colombian Andes. Geoderma, 129:268-278.

12- Huang G., and Zhang R. 2005. Evaluation of soil water retention curve with the pore-solid fractal model. Geoderma, 127:52-61.

13- Jazini F. 2007. The role of topography on soil almond vegetative, quantitativeand qualitative Characteristics in Saman region, Shahrekord. MSc thesis,Shahrekord University, Iran.(in Persian with English abstract).

14- Jiang P., and Thelen K.D. 2004. Effect of soil and topographic properties oncrop yield in a north-central corn-soybean cropping system. Agronomy Journal, 96:252-258.

15- Kemper W.D. and Rosenau R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution. In: Klute, A. (ed) Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and Mineralogical Methods. Agronomy Monogroph No. 9. 2nd Edition. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, WI. 5:425–442.

16- Kohler J., Caravaca F., and Rolan A. 2010. An AM fungus and a PGPRintensify the adverse effects of salinity on the stability of rhizospheresoilaggregates of Lactuca sativa. Soil Biology and Biochemistry, 42:429-434.

17- Lynch J.M., and Bragg E. 1985. Microorganisms and soil aggregate stability. Advance Soil Science, 2: 133-171.

18- Mena M., Deeks L.K., and Williams A.G. 1999. An evaluation of a fragmentation dimension technique to determine soil erodobility. Geoderma, 90:87-98.

19- Millan H., Gonzales-Posada M., Aguliar M., Dominguez J., and Cespedes L. 2003. On the fractal scaling of soil data, particle-size distributions. Geoderma, 117:117-128.

20- Page, A.L., Miller R.H., and Keeney D.R. 1982. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and Soil Science Society of America, Madison, WI. pp: 643-698.

21- Perrier E., Bird N., and Rieu M. 1999. Generalizing the fractal model of soil structure: The pore–solid fractal approach. Geoderma, 88:137-164.

22- Pieri C.J.M.G. 1992. Fertility of Soils: A Future for Farming in theWest African Savannah. Springer-Verlag, Berlin, Germany.

23- Pirmoradian N., Sepaskhah A.R., and Hajabbasi M.A. 2005. Application of fractal theory to quantify soil aggregate stability as influenced by tillage treatments. Biosystems Engineering. 90:227-234.

24- Rasiah V., and Kay B.D. 1994. Characterizing changes in aggregate stability subsequent to introduction of forages. Soil Science Society of America Journal.58: 935-942.

25- Rezaei S., and Gilkes R. 2005. The effects of landscape attributes and plantcommunity on soil physical properties in rangelands. Geoderma, 125:167-176.

26- Rezaei S.A., Arzani H. and Tongway D.J. 2006. Assessing rangeland capability in Iran using landscape function indices based on soil surface attributes. Journal of Arid Environments, 65:460-473.

27- Rieu M., and Sposito G. 1991. Fractal fragmentation, soil porosity, and soil water properties: II.Applications. Soil Science Society of America Journal, 55:1239-1244.

28- Sadeghi H.R., Bashari-Seghaleh M., and Rangavar A. S. 2010. Comparing the sediment variation with hillside direction and plot length in storm wise soil erosion. Journal of Water and Soil, 22(2):230-239.(in Persian with English abstract)

29- Su Y.Z., Zhao H.L., Zhao W.Z., and Zhang T.H. 2004. Fractal features of soil particle size distribution and the implication for indicating desertification. Geoderma, 122:43–49.

30- Ternan J.L., Williams A.G., Elmes A., and Hartley R. 1996. Aggregate stability of soils in central Spain and the role of land management. Earth Surface Processes and Landforms. 21: 181-193.

31- Thompson J.A., and Kolka R.K. 2005. Soil Carbon storage estimation in aforested watershed using quantitative soil- landscape modeling, Soil Sci. Soc.Am. J. 69: 1086-1093.

32- Tyler S.W., and Wheatcraft S.W. 1992. Fractal scaling of soil particle-size distributions: analysis and limitations. Soil Sci. Soc. Am. J. 56:362–369.

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

34- Wang Y., Zhang X.C., Zhang J.L., and Li S.J. 2009. Spatial variability of soil organic carbon in a watershed on the loess plateau. Pedosphere. 19: 486-495.

35- Yimer F., Ledin S., and Abdelkadir A. 2006. Soil property variations in relation to topographic aspect and vegetation community in the south-eastern highlands of Ethiopia. Forest Ecology and Management, 232:90-99.

36- YuanJun Z., and Mingan S. 2008. Spatial distribution of surface rock fragmenton hill slopes in a small catchment in wind-water erosion crisscross region ofthe loess Plateau. Science in China Series D: Earth Sciences, 51: 862-870.