ارزیابی عملکرد اقدام‌های آبخیزداری در کاهش فرسایش خاک در زیرآبخیز‌های نمونه و شاهد آبخیز معرف خامسان با استفاده از روش سزیم-137

مقدمه و هدف خاک جزئی از هر بوم‌سازه و یکی از با ارزش‌ترین منابع مهم تولید غذا در هر کشور است که نقش بسزایی در ادامه‌ی حیات بشر دارد. امروزه فرسایش خاک از مهم‌ترین تهدیدهای منابع آب و خاک به‌شمار می‌آید و به یکی از مشکلات مهم محیط‌زیستی بشر تبدیل شده‌است. خاک از امنیت غذایی و کیفیت محیط‌زیست که هر دو برای زندگی انسان ضروری هستند، پشتیبانی می‌کند. هدف انجام این پژوهش ارزیابی عملکرد اقدام‌های آبخیزداری در زیرآبخیز نمونه‌ی آبخیز معرف خامسان بود. دریاچه‌ی سد مخزنی گاوشان در تراز بیشینه تا خروجی آبخیز خامستان عقب‌نشینی کرده‌است. این موضوع سبب‌شده فرسایش خاک حاصل از این آبخیز مستقیماً و با طی کم‌ترین فاصله وارد دریاچه سد گاوشان شود؛ از‌این‌رو ارزیابی عملکرد اقدام‌های انجام‌شده در این آبخیز به‌ویژه براساس نقشه‌ی توزیعی فرسایش و رسوب امری بسیار مهم می‌باشد.مواد و روش‌هامرحله‌ی اول اندازه‌گیری فرسایش خاک با استفاده از سزیم-137، انتخاب منطقه‌ی شاهد یا مرجع است. از نقشه‌های شیب و کاربری زمین‌ها برای تعیین نهایی نقاط نمونه‌برداری در این پژوهش استفاده شد. پس از اندازه‌گیری فعالیت سزیم-137 (بکرل در کیلوگرم خاک)، برای محاسبه‌ی فرسایش خاک نیاز به موجودیت سزیم-137 در هر مترمربع نمونه‌ی خاک است. فعالیت سزیم-137 نقاط مرجع با درصد سزیم-137 باقی‌مانده در نقاط پژوهش مقایسه شد. اگر فعالیت سزیم-137 نمونه‌های خاک کم‌تر از فعالیت در نیم‌رخ مرجع بود ازدست‌رفتن خاک و فرسایش رخ داده ‌است. افزایش فعالیت سزیم-137 در نمونه‌های خاک در مقایسه با نیم‌رخ مرجع بیان‌گر انتقال خاک به محل نمونه‌برداری خاک بود و به عنوان محل رسوب‌گذاری در نظر گرفته شد.  نتایج و بحثنتایج مقایسه‌ی نقاط همانند در کاربری مرتع در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد نشان داد که شرایط رسوب‌گذاری بر فرسایش غالب است. اندازه‌ی رسوب‌گذاری در کاربری مرتع همراه با اقدام‌های آبخیزداری (بانکت‌بندی، بذرپاشی و قرق) در زیرآبخیز نمونه با شیب 30-20% بیش‌تر از مرتع با همان ویژگی‌ها در زیرآبخیز شاهد بود. در کاربری مرتع همراه با اقدام‌های آبخیزداری در شیب بیشتر از 60-30 % شرایط فرسایشی غالب‌بود، اما فرسایش در شرایط حفاظت‌شده در مقایسه با نقطه‌ی همانند در زیرآبخیز شاهد کم‌تر بود.نتیجه گیری و پیشنهادهانتایج اندازه‌ی فرسایش و رسوب‌گذاری در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد در کاربری مرتع با شیب 30-20 % نشان داد که شرایط رسوب‌گذاری غالب است. اما اندازه‌ی رسوب‌گذاری در مرتع همراه با اقدام‌های آبخیزداری در زیرآبخیز نمونه افزایش 65.1445 درصدی را در مقایسه با مرتع بدون اقدام‌های حفاظتی در زیرآبخیز شاهد نشان داد که این یافته گویای تاثیر مثبت اقدام‌های آبخیزداری در مراتع زیرآبخیز نمونه با شیب 30-20 % است. این یافته نشان‌دهنده‌ی اثر ویژه‌ی بانکت‌بندی بر افزایش تله‌اندازی رسوب کاهش حجم و سرعت رواناب و در نتیجه کاهش قدرت انتقال رسوب است. همچنین در شیب 60-30 % نیز اگرچه در هر دو زیرآبخیز نمونه و شاهد شرایط فرسایش غالب بود، اما اقدام‌های آبخیزداری در کاربری مرتع در زیرآبخیز نمونه در مقایسه با نقطه‌ی همانند در زیرآبخیز شاهد کاهش 57.28 درصدی اندازه‌ی فرسایش خاک را نشان داد. با توجه به عملکرد مثبت اقدام‌های آبخیزداری به‌ویژه بانکت‌بندی، پیشنهاد می‌شود از این اقدام در سایر آبخیزهای مشابه با آبخیز معرف خامسان نیز استفاده شود.

performance evaluation of watershed management measures in reducing soil erosion in treated and control sub-watersheds of khamsan representative watershed using cs-137 method

introduction and objective soil is a part of every ecosystem and one of the most valuable and important sources of food production in every country, which plays a significant role in the continuation of human life. today, soil erosion is one of the most important threats to water and soil resources and has become one of the most important human environmental problems. soil supports food security and environmental quality, both of which are essential for human life. the purpose of this research was to evaluate the performance of watershed management measures in the treated sub-watershed of khamsan representative watershed. the lake of gavshan reservoir has receded at the maximum level to the outlet of the khamsan watershed. this has caused soil erosion from this watershed to enter the gavshan dam lake directly and with the shortest distance. therefore, it is very important to evaluate the performance of the measures taken in this watershed, especially based on the distribution map of erosion and sedimentation. materials and methods the first step of measuring soil erosion using cesium-137 is to select a control or reference area. slope and land use maps were used to determine the final sampling points in this research. after measuring the activity of cesium-137 (becquerels per kilogram of soil), the presence of cesium-137 per square meter of soil sample is needed to calculate soil erosion. the activity of cesium-137 in reference points was compared with the activity of cesium-137 remaining in the research points. if the cesium-137 activity of the soil samples was lower than the activity in the reference profile, soil loss and erosion occurred. the increase in the activity of cesium-137 in the soil samples compared to the reference profile was indicative of soil transfer to the sampling point and considered as a sedimentation site. results  and discussion the results of the comparison of the same points in the rangelands in both treated and control sub-watersheds showed that sedimentation conditions prevail over erosion. the amount of sedimentation in the rangelands with watershed management measures (contour trenching, seeding and exclosure) in the treated sub-watershed with a slope of 20-30% was more than the rangeland with the same characteristics in the control sub-watershed. in rangeland with watershed management measures, erosion conditions prevailed in the slope of more than 30-60%, but erosion in protected conditions was less compared to the same point in the control sub-watershed.conclusion and suggestions the results of the amount of erosion and sedimentation in both treated and control sub-watersheds in rangeland with a slope of 20-30% showed that sedimentation conditions prevail. however, the amount of sediment deposition in the rangeland with watershed management measures in the treated sub-watershed showed an increase of 1445.65% compared to the rangeland without protective measures in the control sub-watershed, which indicates the positive effect of watershed management measures in the treated sub-watershed rangelands with a slope of 20-30%. this finding shows the special effect of contour trenching on increasing sediment trapping, reducing the volume and speed of runoff, and thus reducing the power of sediment transfer. also, in the slope of 30-60%, although erosion conditions prevailed in both treated and control sub-watersheds, watershed management measures in rangeland in the treated sub-watershed showed a 28.57% reduction in soil erosion compared to the same point in the control sub-watershed. considering the positive performance of watershed management measures, especially contour trenching, it is suggested to use these measures in other watersheds similar to khamsan representative watershed.