خلاصة:
در مطالعه حاضر به این موضوع پرداخته شده است که چگونه تغییرپذیری در افت سطح ایستابی و متعاقبا فرونشست زمین میتواند آستانههای فرسایش پذیری خاک را متاثر سازد. برای دستیابی به این هدف، در یک منطقه مستعد به فرونشست، محدودههای مختلفی انتخاب شدند که بر اساس اطلاعات چاههای پیزومتریک سازمان آب منطقهای تفاوتهای قابل ملاحظهای را از لحاظ افت سطح ایستابی به معرض نمایش گذاشتند. از آنجا که فرونشست زمین مرتبط با بهره برداری بیرویه از منابع آب زیرزمینی بطور معنی داری حجم تخلخل کل خاک، حجم منافذ ریز و درشت خاکدانهها، وزن مخصوص ظاهری خاک و ظرفیت نفوذپذیری خاک را تحت تاثیر قرار میدهد، این شاخصها برای ارزیابی آستانههای فرسایش پذیری خاک در مناطق مستعد به فرونشست اندازهگیری شدند. در ادامه، برای ارزیابی این موضوع که چگونه تغییرپذیری در آستانههای فرسایش پذیری میتواند ویژگیهای زیستی خاک را به عنوان شاخصی برای سنجش بهره وری خاک تحت تاثیر قرار دهند، برخی از شاخصهای زیستی مرتبط با متغیرهای فیزیکی نامبرده اندازهگیری شدند. نتایج آماری نشان داده است، موقعیتهایی با بیشترین افت سطح ایستابی، بیشترین حجم تخلخل ریز، بیشترین وزن مخصوص ظاهری، کمترین میزان تخلخل کل و کاهش معنادار ضریب نفوذپذیری را در مقایسه با موقعیتهای با کمترین افت سطح ایستابی به نمایش گذاشتهاند. همچنین میزان کربن آلی خاک، کربن و نیتروژن زیست توده میکروبی کاهش معنی داری را در موقعیتهایی با کمترین سطح ایستابی نشان دادهاند. این نتایج بیانگر نقش نوسانات سطح ایستابی در ظهور آستانههای متفاوت فرسایش پذیری خاک در مناطق مستعد به فرونشست زمین میباشد.
Introduction Land subsidence caused by excessive extraction of groundwater resources is a worldwide problem in many arid or semiarid countries such as Iran, which depend on groundwater resources. One of the most important consequences of groundwater table drawdown is profound changes in the soil physical properties due to soil compaction associated with land subsidence that has critical role in the acceleration of desertification and intensification of water erosion because of lack of water infiltration into soil. As over time, the over-exploitation of groundwater resources may lead to a declining water table and the associated enhanced loss of water within soil layers. This in turn reduces soil porosity volume and causes soil inelastic compaction in the aquifer system. These conditions promote land subsidence and result in horizontal land deformation and the associated soil compaction. Land subsidence is due to compaction of clay beds within the aquifer systems. When groundwater level is considerably high, the gravel and sands are buoyant. As water table reduces resulting from over extraction, the rate of coarse fractions buoyancy is decreased and therefore additional weight from the gravel and sand stimulates descending pressure on clay beds that are between the sand and gravel strata from which water has been extracted. When the water held in the clays can no longer withstand the pressure from the increased weight of the gravel and sands above, the clays are compressed and water is squeezed from them. These clays will never absorb again the water that has been expelled from them. The aim of this study was to examine how fluctuation in groundwater level drawdown and subsequently land horizontal deformation associated with land subsidence can impact on soil erodibility level via changes in soil physical and biochemical attributes. Materials and methods The study sites were located in Neyshabur County, Khorasan-Razavi province, northeastern Iran. Statistic of the piezometric wells taken from Regional Water Organization of Khorasan-Razavi province demonstrate that the selected sites exhibit statistically significant differences (P Results and discussion The statistical results of the measured indicators of soil compaction illustrated the appearance of different degrees of soil erodibility along fluctuation of the groundwater level drawdown. It is noteworthy that different soil compaction levels associated with land subsidence were considered as an index for assessing erodibility level. The bulk density significantly (P Conclusions Fluctuation in groundwater level over time can critically affect soil erodibility level via increasing soil compaction. At the site A that had more severe drawdown of groundwater level in comparison with the site B with the decreased rates of the drawdown during different years, it was seen that total porosity, macro porosity volume, and infiltration capacity significantly decreased, causing reduction in microbial activity level as significant decreasing MBC and MBN. The findings explain the critical role of land subsidence related to groundwater level drawdown and the associated fluctuation in increasing erodibility level of dryland soils that are vulnerable to environmental harshness.
ملخص الجهاز:
پذيرش مقاله : ۱۳۹۸/۱۰/۱۵ تائيد نهايي : ۱۳۹۹/۰۶/۱۱ چکيده در مطالعه حاضر به اين موضوع پرداخته شده است که چگونه تغييرپذيري در افت سطح ايستابي و متعاقبا فرونشست زمين مي تواند آستانه هاي فرسايش پذيري خاک را متاثر سازد.
از آنجا که فرونشست زمين مرتبط با بهره برداري بي رويه از منابع آب زيرزميني بطور معني داري حجم تخلخل کل خاک، حجم منافذ ريز و درشت خاکدانه ها، وزن مخصوص ظاهري خاک و ظرفيت نفوذپذيري خاک را تحت تاثير قرار مي دهد، اين شاخص ها براي ارزيابي آستانه هاي فرسايش پذيري خاک در مناطق مستعد به فرونشست اندازه گيري شدند.
اين تغييرات منجر به ناپايداري در توزيع متعادل هوا و آب موجود در خاکدانه ها شده که مي توانند ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ 1 Pacheco et al 2 Sneed et al 3 Figueroa-Miranda et al 4 Pagliai et al 5 Schäffer et al ساير ويژگي هاي فيزيکي و زيستي خاک نظير رطوبت ، نفوذپذيري ، وزن مخصوص ظاهري ، کربن و نيتروژن زيست توده ميکروبي و کربن آلي را تحت تاثير قرار دهند (ريچارد و همکاران ۱، ۲۰۰۱).
ــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــــ 1 Bejarano et al 2 Cambi et al 3 Shah et al (به تصویر صفحه مراجعه شود) شکل ٥: تفاوت هاي معني دار آماري در ويژگي هاي زيستي خاک در محدوده هاي مورد مطالعه بر اساس جدول ۱، ارتباط معني داري بين افت سطح ايستابي با شاخص هاي فرسايش پذيري خاک ديده مي شود.