تعیین میزان اثر‌گذاری ویژگی‌های خاک بر رواناب و رسوب در سطح زیررده با استفاده از تحلیل مولفه‌های اصلی (مطالعه موردی: دشت اردبیل)

شناخت عوامل و فرآیندهای موثر بر فرسایش و رسوب خاک در یک منطقه، در ارائه راهکارهای مناسب برای حفاظت خاک ضروری می‌باشد. در این پژوهش، تاثیر ویژگی‌های خاک بر میزان رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز باران در سطح زیر‌رده، در دشت اردبیل بررسی گردید و برای بیان تاثیر ویژگی‌های خاک، از تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی (pca) استفاده شد. 77 نمونه خاک سطحی با روش شبکه‌های منظم (3500×3500 متر) تهیه گردید و برخی از ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک (بافت، رطوبت اشباع، کربن آلی، هدایت الکتریکی، اسیدیته، نیتروژن کل و پتاسیم) در آزمایشگاه اندازه‌گیری شد. علاوه بر آن، درصد پوشش گیاهی در نقاط نمونه برداری نیز از طریق پلات اندازه‌گیری شد. نمونه‌برداری رواناب و رسوب با استفاده از دستگاه شبیه‌ساز باران (با شدت 23.9 میلی‌متر بر ساعت و مدت 10 دقیقه) در 40 نقطه اجرا و نمونه‌های رواناب و رسوب برداشت و به آزمایشگاه منتقل شد. نیم‌رخ‌‌های شاهد خاک تا سطح زیر‌رده با استفاده از سیستم جامع آمریکایی تشریح شدند. نتایج تحلیل مولفه‌های اصلی (pca) نشان داد نه عامل از 13 عامل بررسی شده در سه مولفه اصلی قرار گرفته که در مجموع 57.01 درصد از تغییرات میزان رسوب را توجیه می‌کنند. بر طبق نتایج، بیش‌ترین میزان رواناب (4.8 لیتر بر متر مربع) و رسوب (58 گرم بر متر مربع) در ‌زیررده psamments اندازه‌گیری شد. میزان کم کربن آلی در این زیر‌رده (0.78 درصد)، موجب کاهش نفوذ‌پذیری خاک و افزایش حجم رواناب تولیدی می‌گردد. همچنین کم‌ترین میزان رواناب (2.4 لیتر بر متر مربع) و رسوب (21.84 گرم بر متر مربع) در زیر‌رده xeralfs مشاهده شد که در آن میزان کربن آلی (3.21 درصد) و پایداری خاکدانه‌ها (6.59 درصد) زیاد بوده و به بتع آن، نفوذ‌پذیری خاک افزایش و تلفات خاک کاهش پیدا می‌کند.

Determining the Effect of Soil Properties on Runoff and Sediment at Suborder Level Using Principal Components Analysis (Case Study: Ardabil Plain)

AbstractUnderstanding the factors and processes affecting soil erosion and sedimentation in an area is an essential for providing a suitable strategy for soil conservation. In this research, the effect of soil characteristics on runoff and sediment yield was reviewed using a rain simulator in Ardabil plain. Principle component analysis (PCA) was used to show the effect of soil properties. Surface soil sampling was carried out at 77 points in the form of 3500 × 3500 m regular grids and runoff and sediment sampling using 40point rain simulator. Some physical and chemical properties of soils (texture, saturation moisture, organic carbon, electrical conductivity, acidity, total nitrogen and potassium) were measured in the laboratory. In addition, the vegetation cover percentage was measured by plot at sampling points. Simulation of rain (intensity of 23.9 mm h1 in 10 minutes) was carried out at 40 sampling points and runoff and sediment samples were taken and transferred to the laboratory. The representative soil profiles descriped to suborder level using Soil Taxonomy. The principal component analysis (PCA) results showed that nine factors of 13 investigated factors were located in first three principle component that contribute of 57.1% of total variation in erosion changes. According to the results, the highest amount of runoff (4.8 l m2) and sediment (58 g m2) was measured in Psamments because of low organic carbon content (0.78%) in this suborder which reduced soil permeability and amount of generated runoff increases. The lowest amount of runoff (2.4 l m2) and sediment (21.84 g m2) were observed at Xeralfs, where the amount of organic carbon (3.21%) and aggregate stability (6.59%) are high that increases permeability and reduces soil losses.