ارزیابی اثر قرق مرتع بر فرسایش خاک در مقیاس کرت (مطالعه موردی: پایگاه تحقیقات حفاظت خاک سنگانه)

نوع مقاله : پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار/ بخش حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی خراسان رضوی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، مشهد، ایران

2 استاد/گروه مهندسی حفاظت آب و خاک، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

چکیده

قرق یکی از روش‌های مدیریتی آبخیزداری و احیای زیست‌بوم‌های مرتعی است که به‌منظور بهبود پوشش گیاهی و نیز مهار فرسایش خاک اعمال می‌شود. مدیریت قرق بخشی از پایگاه تحقیقات حفاظت خاک سنگانه کلات از حدود 25 سال پیش شروع شد که به بهبود پوشش گیاهی در اغلب دامنه‌ها نسبت به منطقه تحت چرای دام‌ها منجر شده‌ است. با این حال، هم‌چنان پوشش گیاهی در برخی از دامنه‌های منطقه قرق مستقر نشده است. در این راستا، پژوهش حاضر با هدف تعیین اثر قرق مرتع بر فرسایش خاک 1) در دامنه‌های دارای پوشش و فاقد پوشش و 2) در کرت‌‌های فرسایشی با طول مختلف، با مقایسه فرسایش خاک دو حوضه کوچک مشابه تحت چرای آزاد دام (E6) و قرق (E4) طی 24 واقعة بارش طبیعی طرح‌ریزی شد. در هر یک از دو حوضه‌، شش کرت فرسایشی با سه طول 5، 10 و 15 متر (به ­ترتیب با مساحت 10، 20 و 30 مترمربع) در دو وضعیت پوشش (دارای پوشش و فاقد پوشش) انتخاب شد. سپس، اثر طول کرت و وضعیت پوشش گیاهی بر فرسایش خاک به روش t جفتی مقایسه شدند. نتایج نشان داد که در بارش‌های مشابه، فرسایش خاک در کرت‌های چرا شده از حداقل 282 درصد تا حداکثر 550 درصد بیش‌تر از کرت‌های تحت قرق است. هم‌چنین در هر دو دامنه با و بدون پوشش گیاهی اثرگذاری قرق بر فرسایش خاک با افزایش طول کرت، بیش‌تر شده است. به‌گونه‌ای که در کرت‌های با طول 5، 10 و 15 متر متوسط کاهش فرسایش خاک در منطقه قرق به‌ترتیب 305.5، 363.5 و 542.5 درصد به‌دست آمد. بنابراین با افزایش طول جریان، اثرگذاری قرق مرتع بر کاهش فرسایش خاک بیش‌تر شده است. از سوی دیگر در دامنه دارای پوشش گیاهی، قرق مرتع اثر نسبی بیش‌تری بر کاهش فرسایش خاک داشته است. به‌گونه‌ای که کاهش فرسایش خاک در دامنه‌های دارای پوشش و فاقد پوشش منطقه قرق به‌ترتیب 433.6 و 356.5 درصد کم‌تر از منطقه تحت چرای دام‌ها بود. درصورت رفع موانع اجتماعی، اجرای قرق موقت و کنترل چرای دام اثر معنا‌داری بر حفظ خاک به‌عنوان بستر تولید دارد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


اسدزاده، ف.، گرجی، م.، واعظی، ع.ر.، سکوتی، ر.، و شرفا، م. (1391). اثرات ابعاد کرت بر تولید رواناب تحت رخدادهای منفرد باران طبیعی. تحقیقات آب و خاک ایران، 43(4)، 335-342.
جلیلیان، ش.، نینیوا، س.پ.، و جلیلیان، ش. (1400). معرفی گونه‌های گیاهی مناسب مهار فرسایش شیاری. مدلسازی و مدیریت آب و خاک، 1(2)، 74-60.
رنگ‌آور، ع.ص. (1387). مکانیابی مناطق مناسب احداث کرت‌های استاندارد رواناب و رسوب در استان خراسان رضوی. پروژه تحقیقاتی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، 165 صفحه.
ریاحی، م.، و رئیسی، ف. (1391). پتانسیل معدنی شدن نیتروژن خاک در اکوسیستم مرتعی تحت چرای آزاد و قرق دراز مدت در اقلیم‌های مختلف. علوم آب و خاک، 16(59)، 183-198.
سعیدیان، ح.، و مرادی، ح.ر. (1401). مقایسۀ رواناب و رسوب سازندهای گچساران و آغاجاری تحت شبیه‌سازی باران در کاربری‌های مختلف اراضی. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 2(2)، 55-68.
صادقی، س.ح.ر.، محمدپور، ک.، و دیانتی تیلکی، ق.ع. (1389). تغییرپذیری میزان تولید رسوب از تیمارهای مرتعی قرق کوتاه مدت و چرای آزاد در مراتع ییلاقی کدیر. مرتع، 4(3)، 484-493.
عرب‌خدری، م. (1393). مروری بر عوامل موثر بر فرسایش آبی خاک در ایران. مدیریت اراضی، 2(1)، 17-26.
قدوسی، ج.، توکلی، م.، خلخالی، ع.، و سلطانی، م.ج. (1386). ارزیابی تاثیر قرق مرتع در کاهش و مهار فرسایش خاک و تولید رسوب. پژوهش و سازندگی، 19(3)، 136-142.
مصداقی، م. (1394). مرتعداری در ایران. انتشارات دانشگاه امام رضا (ع)، 328 صفحه.
نور، ح.، باقریان کلات، ع.، و عباسی، ع.ا. (1399). ارزیابی تولید رسوب در حوزه‌های آبخیز کوچک تحت چرای آزاد و قرق، مطالعه موردی: منطقه سنگانة کلات. مهندسی و مدیریت آبخیز، 12(2)، 513-505.
نور، ح.، رجائی، س.ح.، باقریان کلات، ع.، و صدیق. ر. (1397). ارزیابی تاثیر مقیاس زمانی و مکانی بر رسوبدهی حوضه‌های کوچک در منطقه سنگانه. ترویج و توسعه آبخیزداری، 6(21)، 37-42.
نور، ح.، و عرب‌خدری، م. (1399). تاثیرپذیری رواناب و فرسایش خاک اندازه‌گیری شده از تغییر طول و جهت دامنه تحت بارش‌های طبیعی در یک منطقه خشک. پژوهشنامه مدیریت حوزه آبخیز، 11(22)، 262-254.
نور، ح.، و عرب‌خدری، م. (1401). برآورد فرسایش خاک و نسبت تحویل رسوب با استفاده از مدل RUSLE در پایگاه تحقیقات حفاظت خاک سنگانه. مدل‌سازی و مدیریت آب و خاک، 3(1)، 53-42.
نیک نهاد، ح.، آق‌تابای، ع.ب.، و اکبرلو، م. (1396). بررسی اثرات قرق بر برخی خصوصیات، فرسایش‌‌پذیری و ترسیب کربن خاک (مطالعه موردی: مراتع بزداغی-خراسان شمالی). تحقیقات مرتع و بیایان ایران، 24(4)، 708-718.
Arabkhedri, M. (2014). A review on major water erosion factors in Iran. Land Management, 2(1), 17-26 (in Persian).
Asadzadeh, F., Gorgi, M., Vaezi, A., Sokouti, R., & Mirzaee, S. (2013). Effect of plot size on measured runoff and sediment yield from natural rain-storms. Water and Soil Resources Conservation, 43(4), 335-342 (in Persian).
Bagarello, V., Ferro, V., Keesstra, S., Comino, J.R., Pulido, M., & Cerdà, A. (2018). Testing simple scaling in soil erosion processes at plot scale. Catena, 167, 171-180.
Bartley, R., Wilkinson, S.N., Hawdon, A.A., Abbott, B.N., & Post, D.A. (2010). Impacts of improved grazing land management on sediment yields. Part 2: Catchment response. Hydrology, 389(3), 249-259.‏
Bogunovic, I., Kljak, K., Dugan, I., Grbeša, D., Telak, L.J., Duvnjak, M., Kisic, I., Kapovi ́c Solomun, M., & Pereira, P. (2022). Grassland management impact on soil degradation and herbage nutritional value in a temperate humid environment. Agriculture, 12, 2-19.
Fazli, S., & Noor, H. (2013). Storm-wise sediment yield prediction using hillslope erosion model in semi-arid abundant lands. Soil and Water Research, 8, 42-48.
Ghoddousi, J., Tavakoli, M., Khalkhali, S.H., & Soltani, M.J. (2007). Assessing effect of rangeland exclusion on control and reduction of soil erosion rate and sediment yield. Pajouhesh and Sazandegi, 19(3), 136-142 (in Persian).
Green, D.M., & Kauffman, J.B. (1995). Succession and livestock grazing in a northeastern Oregon riparian ecosystem. Rangeland Ecology and Management, 48(4), 307-313.
Jalilian, Sh., Nainiva, S.P., & Jalilian, Sh. (2021). Introducing suitable plant species for rill erosion control. Water and Soil Management and Modeling, 1(2), 60-74 (in Persian).
Joel, A., Messing, I., Seguel, O., & Casanova, M. (2002). Measurement of surface water runoff from plots of two different sizes. Hydrological Processes, 16, 1467-1478.
Khaledi Darvishan, A., Gholami, L., Ghorghi, J.H., Spalević, V., Kord, A.K., & Amini, H.M. (2016). Effect of exclosure on runoff, sediment concentration and soil loss in erosion plots. AGROFOR International Journal, 1(1), 49-57.
Khaledi Darvishan, A., Ghorghi, J.H., Kord, A.K., Amini, H.M., Gholami, L., Karamzadeh, A., Bahmani, A., & Saeidi, F. (2018). Effect of exclosure on runoff, sediment concentration and soil loss in erosion plots in Khamsan representative watershed of Kurdistan province. Water and Soil Conservation, 24(6), 243-255.
Liu, J., Wu, J., Su, H., Gao, Z., & Wu, Z. (2017). Effects of grazing exclusion in Xilin Gol grassland differ between regions. Ecological Engineering, 99, 271-281.‏
Martinez, G., Weltz, M., Pierson, F.B., Spaeth, K.E., & Pachepsky, Y. (2017). Scale effects on runoff and soil erosion in rangelands: observations and estimations with predictors of different availability. Catena, 151, 161-173.
Mesdaghi, M. (2015). Rangeland management in Iran. Astane Ghods Publication, Imam Reza University, 156 pages (in Persian).
Niknahad, H., Aghtabye, A., & Akbarlou, M. (2017). Effects of grazing exclusure on some soil physical and, its erodibility and carbon sequestration (Case study: Bozdaghin rangelands, North Khorasan, Iran). Range and Desert Research, 24(4), 708-718 (in Persian).
Noor, H., & Arabkhedri, M. (2020). The Influence of hillslope length and direction on runoff and soil lossunder natural rainfall in an arid region. Watershed Management Research, 11 (22), 254-262 (in Persian).
Noor, H., & Arabkhedri, M. (2022). Prediction of soil erosion and sediment delivery ratio using rusle at sanganeh soil conservation station. Water and Soil Management and Modelling, 3(1), 42-53 (in Persian).
Noor, H., Bagherian Kalat, A., & Abbasi, A. (2020). Evaluation of sediment yield under open grazing and exclosure micro-watersheds, case study: Sangnaeh area of Kalat. Watershed Engineering and Management, 12(2), 505-513 (in Persian).
 Noor, H., Rajaei, S.H., Bagherian Kalat, A., & Sedigh, R. (2018). Analyzing temporal and spatial scale effect on sediment yield of micro-watershed in Sanganeh area. Extension and Development of Watershed Management, 6(21), 37-42 (in Persian).
Pilon, C., Moore, P.A., Pote, D.H., Pennington, J.H., Martin, J.W., & Brauer, D.K. (2017). Long-term effects of grazing management and buffer strips on soil erosion from pastures. Environmental Quality, 46(2), 364-372.‏
Rangavar, A. (2008). Investigation and comparison of runoff and soil loss between experimental plots and small catchments in order to use in watershed areas scale. Research Final Report, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, 165 pages (in Persian).
Riahi, M., & Raiesi, F. (2012). Potential soil n mineralization in rangeland ecosystems with long-term free grazing and ungrazing regimes in different climates. Water and Soil Science, 16(59), 183-198 (in Persian).
Sadeghi, S.H.R., Mohammadpour, K., & Dianatitilaki, G.A. (2010). Sediment yield variability in free grazing and short term exclosure treatments in Kodir summer rangeland. Rangeland, 4(3), 484– 493 (in Persian).
Saeediyan, H. & Moradi, H. (2022). Comparing of the runoff and sediment of different land uses in Gachsaran and Aghajari formations under rain simulation. Water and Soil Management and Modelling, 2(2), 55-68 (in Persian).
Sanjari, G., Yu, B., Ghadiri, H., Ciesiolka, C.A., & Rose, C.W. (2010). Effects of time-controlled grazing on runoff and sediment loss. Soil Research, 47(8), 796-808.‏
Shi, P., Li, P., Li, Z., Sun, J., Wang, D., & Min, Z. (2022). Effects of grass vegetation coverage and position on runoff and sediment yields on the slope of Loess Plateau, China. Agricultural Water Management, 259, 107231.
Van de Giesen, N.C., Stomph, T.J., & De Ridder, N. (2000). Scale effects of hortonian overland flow and rainfall-runoff dynamics in a west african catena landscape. Hydrological Processes,14, 165-175.
Zuazo, V.H.D., & Pleguezuelo, C.R.R. (2008). Soil-erosion and runoff prevention by plant covers. Agronomy for Sustainable Development, 28(1), 65-86.