اثرات کاربری زمین بر فرایندهای فرسایش بارانی در یک خاک مارنی تحت باران شبیه‌سازی شده در غرب زنجان

فرسایش بارانی نخستین شکل فرسایش آبی در طبیعت است که تحت تاثیر عوامل مختلف از جمله بارندگی پیشین و کاربری زمین قرار می‌گیرد. این مطالعه به‌منظور بررسی اثر بارندگی پیشین بر فرایندهای فرسایش بارانی در دو نوع کاربری زمین در خاک مارنی تحت باران شبیه‌سازی شده انجام گرفت. برای این منظور از خاکدانه‌های با قطر شش تا هشت میلی‌متری از دو نوع خاک مارنی (مرتع و تبدیل شده به کشاورزی) از عرصه‌های مارنی غرب زنجان نمونه‌برداری تصادفی شد. خاکدانه‌ها در 48 جعبه پلاستیکی به ابعاد 40 ×30 سانتی‌متر برای بررسی اثر هشت سطح تداوم باران در سه تکرار آماده‌سازی شدند. برای اعمال باران‌ها، از بارانی با شدت 40 میلی‌متر بر ساعت به‌کمک شبیه‌ساز باران با تداوم‌های صفر، 7، 14، 21، 28، 35، 42 و 49 دقیقه استفاده شد. باران‌های اعمال شده باعث ایجاد هشت سطح رطوبتی شامل 6/00، 9/30، 12/60، 15/89، 19/19، 22/49، 25/79 و 29/08 درصد در خاک شدند. به‌منظور بررسی میزان پاشمان از بارانی با شدت ثابت 40 میلی‌متر بر ساعت به‌مدت 15 دقیقه در همه تیمارها استفاده شد. براساس نتایج، میزان تخریب خاکدانه‌ها در خاک مرتع، تحت تاثیر بارندگی‌های پیشین قرار نگرفت، درحالی‌که در خاک کشاورزی باران‌های پیشین اثری معنی‌دار بر میزان تخریب خاکدانه‌ها داشت (05/0>p). پاشمان ذرات پس از باران دوم در هر دو خاک مرتع و کشاورزی تحت تاثیر بارندگی پیشین قرار گرفت (0/05>p). مقدار تخریب خاکدانه و فرسایش پاشمانی در خاک کشاورزی به‌ترتیب 1/41 و 1/31 برابر بیشتر از مقادیر آنها در خاک مرتع بود و این تفاوت از نظر آماری معنی‌دار بود. این موضوع را می‌توان به ناپایداری خاکدانه‌ها در خاک کشاورزی مرتبط دانست که حساسیت خاک را به فرایندهای فرسایش بارانی افزایش داد. به‌طور کلی این پژوهش نشان داد که تغییر کاربری زمین در خاک‌های مارنی منجر به افزایش حساسیت آنها به فرایندهای فرسایش بارانی می‌شود. شدت فرسایش خاک در هر رخداد باران، به‌مقدار بارندگی پیشین نیز بستگی دارد. افزایش تخریب خاکدانه و محتوای رطوبت خاک در اثر باران پیشین، بر شدت فرسایش پاشمانی در خاک مارنی اثر می‌گذارد.

The Effects of Land Use Change on the Rainfall Erosion Processes in a Marl Soil under Simulated Rainfalls in the West of Zanjan

Rainfall erosion is the first type of water erosion on the land which is affected by various factors such as land use change and previous rainfall. This study was carried out to investigate the influence of previous rainfalls on the process of rainfall erosion in two marl soils (pasture and that changed to agriculture) under the simulated rainfall. Toward this goal, aggregate samples with the diameters of 6 to 8 mm were randomly collected from the marl areas in the west of Zanjan. Soil aggregates were packed into 48 boxes with the dimension of 30 ×40 cm to examine the effects of eight rainfall durations with three replications. Eight simulated rainfalls with the duration of 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42 and 49 min and a constant intensity of 40 mm h1 were used in the experiment. The soils were exposed to another simulated rainfall with 40 mm h1 in terms of intensity for 15 min to study the rainfall erosion processes. The results showed that the aggregate breakdown was significantly affected by the previous rainfalls in the pasture soil (P<0.01), while there was no significant difference among the previous rainfalls in the case of agriculture soil. Soil compaction and particles splash were significantly affected by previous rainfalls (P<0.05). Aggregate breakdown and particles splash were 1.41 and 1.31 times bigger than their values in the pasture soil. This study, therefore, revealed that the land use change in the mal areas increases the soil vulnerability to rainfall erosion processes. The rate of rainfall erosion processes in each rainfall event depends on the amount of previous rainfall. Increasing aggregate break down and soil water content by the previous rainfall could significantly influence the splash erosion rate in a marl soil.