تحقیقات آب و خاک ایران

تحقیقات آب و خاک ایران

ارزیابی شاخص‏ های کیفیت فیزیکی خاک در کلاس‏ های مختلف فرسایش ‏پذیری برمبنای شاخص ویلیامز در برخی خاک های منطقه نیمه ‏خشک (مطالعه موردی استان زنجان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان، ایران
چکیده
فرسایش‌پذیری خاک یکی از شاخص‌های کلیدی کیفیت خاک است که تحت تأثیر ویژگی‌های فیزیکی خاک قرار دارد. هدف این پژوهش ارزیابی شاخص‌های کیفیت فیزیکی خاک و شناسایی حساس‌ترین شناسه‌های آن بر مبنای کلاس‌های مختلف فرسایش‌پذیری در منطقه نیمه‏خشک زنجان است. بدین‌منظور، 20 ویژگی فیزیکی خاک در 68 نقطه نمونه‌برداری (کاربری‏های مرتع، زراعت، باغ و جنگل به‏ترتیب 45، 13، 8 و 2 نقطه) اندازه‌گیری و بر اساس عامل فرسایش‌پذیری ویلیامز در سه کلاس طبقه‌بندی شدند. تفاوت ویژگی‏های فیزیکی در کلاس‌های فرسایش‌پذیری با استفاده از تحلیل ANOVA انجام شد. شاخص‏های کیفیت فیزیکی خاک (SQI) با استفاده از توابع نمره‌دهی خطی و غیرخطی و با روش‌های ساده و وزنی برای مجموعه داده کامل (TDS) و مجموعه داده حداقل (MDS) محاسبه و با تحلیل تشخیصی مقایسه شدند. نتایج تحلیل PCA سه مؤلفه اصلی را شناسایی کرد که 83 درصد از واریانس کل داده‌ها را تبیین نمود. در TDS درصد شن، میانگین وزنی قطر ذرات اولیه (MWDp) و میانگین وزنی قطر خاک‏دانه‏ها با الک خشک (MWDdry) بیشترین وزن را به‏ خود اختصاص دادند (W = 0.12, p < 0.01). همچنین درMDS ، درصد شن (W = 0.57, p < 0.01) مهم‌ترین عامل بود و پس از آن میانگین هندسی قطر خاک‏دانه‏ها با الک تر (GMDwet) و MWDdry قرار گرفتند (به‏ترتیب p < 0.01; W = 0.32, W = 0.10). بدین‏ترتیب در مقیاس TDS توزیع اندازه ذرات اولیه خاک به‌ویژه درصد شن و متوسط اندازه خاک‏دانه‏ها به‏ویژه MWDdry و در مقیاس MDS نیز درصد شن، مهم‌ترین عوامل تعیین‌کننده افزایش کیفیت فیزیکی خاک بر مبنای شاخص فرسایش‌پذیری بودند. نتایج حاصل از تحلیل تشخیص نیز نشان داد که بهترین شاخص کیفیت فیزیکی برای فرسایش‌پذیری خاک مربوط به نمره‌دهی خطی با روش وزنی در TDS بود (SQI - 2). پایداری ساختمان خاک و PSD ابزارهای مؤثری برای پایش کیفیت فیزیکی خاک بر مبنای فرسایش‏پذیری هستند.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Assessment of Soil Physical Quality Indices across Different Erodibility Classes Based on the Williams Erodibility Index in Some Soils of a Semi-Arid Region (Case Study : Zanjan Province)

نویسندگان English

Ali Reza Vaezi
Mortaza Yavari
mohammad-Sadegh Askari
Department of Soil Science and Engineering, Faculty of Agriculture, University of Zanjan, Zanjan, Iran
چکیده English

Soil erodibility is one of the key indicators of soil quality and is directly influenced by soil physical properties. This study aimed to Assessment soil physical quality indices and identify the most sensitive indicators across different soil erodibility classes in the semi-arid region of Zanjan Province, Iran. For this purpose, 20 soil physical properties were measured at 68 sampling points, including rangeland (45 points), cropland (13 points), orchard (8 points), and forest (2 points) land uses. Soils were classified into three erodibility classes based on the Williams erodibility factor. Differences among physical properties across erodibility classes were assessed using one-way ANOVA. Soil physical quality indices (SQI) were calculated using linear and nonlinear scoring functions with both simple and weighted approaches for the total dataset (TDS) and minimum dataset (MDS), and were compared using discriminant analysis. PCA identified three main components explaining 83% of the total variance. In the TDS, sand content, mean weight diameter of primary particles (MWDp), and mean weight diameter of dry aggregates (MWDdry) had the highest weights (W = 0.12, p < 0.01). In the MDS, sand content was the most important factor (W = 0.57, p < 0.01), followed by wet mean geometric diameter of aggregates (GMDwet) and MWDdry (W = 0.32 and 0.10, respectively). Discriminant analysis indicated that the best soil physical quality index for erodibility assessment was the weighted linear scoring method based on the TDS (SQI-2). Overall, soil structure stability and PSD were identified as effective tools for monitoring soil physical quality.

کلیدواژه‌ها English

Aggregate stability
Non-linear score
Semi – arid region of zanjan
Soil erodibility
Soil erosion