چکیده ویژگی های هیدرولیکی خاک (منحنی مشخصه رطوبتی، swcc و هدایت هیدرولیکی، hc) اهمیت کلیدی در فیزیک خاک دارند. این ویژگیها با روشهای مستقیم و غیرمستقیم قابل اندازه گیری اند که هر کدام از این روشها مزایا و معایب خاص خود را دارند. با وجود پیشرفتهای زیادی که در مورد روش های اندازه گیری آنها انجام گرفته است، هر دو گروه روشها وقتگیر، هزینه بر و خسته کننده اند. از این رو استفاده از روشهای غیرمستقیم مدلسازی ویژگیهای هیدرولیکی خاک اجتناب ناپذیر است که از جمله این روشها، مدلهای فیزیکی میباشند. با توجه به وجود مجموعه داده ویژگیهای هیدرولیکی برای خاکهای استان همدان، این پژوهش جهت مدل سازی swcc با مدلهای فیزیکی و ارائه توابع انتقالی خاک (ptfs) جهت تخمین آسان و سریع پارامترهای مدل های فیزیکی انجام شد. از لایههای رویین و زیرین سری های مهم خاک های استان همدان (60 سری و جمعاً 120 خاک) با پراکندگی مناسب در نقاط مختلف و شهرهای استان نمونه برداری شد. ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک به روشهای استاندارد، منحنی دانه بندی به روشهای الک کردن و رسوب سنجی با حداقل 10 نقطه، و swcc به کمک دستگاه های جعبه شن و صفحه فشار، اندازه گیری شده بود. swcc این خاکها با مدلهای فیزیکی شامل مدل اولیه آریا و پاریس (ap) با پارامتر مقیاس (?) ثابت برابر 38/1، مدلهای آریا و همکاران (1999) (روشهای ثابت، خطی و غیرخطی)، مدل آریا و همکاران (2008)، مدل فراکتال، مدل هاورکمپ و پارلانگ (hp) و مدلهای نیمو و همکاران شامل مدل سیلندر متناسب (pc)، مدل آریا و دیرولف (ad)، مدل تقریباً پیوسته معادل مدل ap با توزیع جرم یکنواخت (ucneap) و مدل تقریباً پیوسته معادل مدل ap با توزیع ذرات توانی (pcneap) برآورد شده و با swcc اندازه گیریشده مقایسه شد. همچنین مقادیر بهینه و بهینه کلی پارامتر ? در مدل ap و پارامترهای برازش بهینه و بهینه کلی در مدلهای hp، pc، ad، ucneap و pcneap محاسبه شد. در ادامه ptfs برای برآورد ? به روشهای رگرسیون چندگانه با استفاده از ویژگیهای زودیافت خاک (مانند بافت، چگالی ظاهری، درصد ماده آلی، درصد کربنات کلسیم و برهمکنش آنها) بدست آمدند. در بیشتر موارد برآوردهای swcc توسط مدل ap با مقدار ? ثابت برابر با 38/1 رضایتبخش نبودند. مقایسه مکشهای ماتریک اندازه گیری شده و پیش بینی شده به کمک روشهای مختلف نشان داد که روش غیرخطی بهترین روش برای محاسبه ? بود و روش فراکتال کمترین دقت برای برآورد ? را داشت. همچنین مشاهده شد که نتایج روش آریا و همکاران (2008) مشابه روش خطی و نتایج روش بهینه کلی مشابه روش ثابت بود. مقادیر ? محاسبه شده با روشهای مختلف با افزایش درصد رس به طور خطی کاهش داشت و با افزایش شن و میانگین هندسی اندازه ذرات بهترتیب بهطور خطی و توانی افزایش یافت. نتایج برای روش فراکتال روندی معکوس داشت. در نظر گرفتن مقدار رطوبت خاک در مکش ماتریک cm100 (?v100) به عنوان متغیر مستقل در استخراج ptfs برای ?، سبب افزایش دقت آنها شد. روابط ساده خطی و غیرخطی بین مقادیر ? بهینه و اندازه ذرات، مکش ماتریک و درجه اشباع برای خاکهای مورد بررسی به دست آمد که برای برآورد آسان و سریع ? و در نهایت swcc پیشنهاد میشود. برآوردهای مدل hp تنها برای تعداد محدودی از خاکها هماهنگی خوبی با swcc اندازه گیری شده داشت که این خاکها نیز اغلب درشت بافت بودند. نتایج استفاده از مدلهای نیمو و همکاران نشان داد که مدل pc برآوردهای خوبی از swcc به دست نمیدهد. به جز در موارد محدود، مدل ad بهترین برآوردهها از swcc را بهدست داد. همچنین برآوردهای مدلهای ucneap و pcneap نیز تقریباً مشابه یکدیگر و برای بسیاری از خاکها مناسب بودند. توصیه میشود در آینده، از نظریه فراکتال به طور گسترده تر، شبکه های عصبی مصنوعی (anns) و گروه بندی خاکها در برآورد swcc و پارامترهای مدلهای فیزیکی رایج در خاکهای استان همدان استفاده شود و میزان اعتبار و اعتمادپذیری ptfs به دست آمده در این پژوهش با استفاده از داده های جدید و به کمک روشهای مختلف، آزمون شوند.

دامنه ای از مقدار رطوبت خاک که در آن محدودیت برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل آب, تهویه و مقاومت مکانیکی, در کم ترین حد خود باشد, دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr) نامیده می شود. با توجه به اینکه دانسته های کافی در مورد این مفهوم جدید آب فراهم خاک در کشور ما وجود ندارد، این پژوهش برای ارزیابی اثرهای مدیریت زراعی و بافت خاک بر llwr انجام گرفت. برای این منظور آزمایش بر روی 18 نمونه خاک دست نخورده (قطر cm 1/5 و ارتفاع cm 5) برداشت شده از لایه 10- 5 از دو مزرعه با بافت لوم رسی و لوم شنی که هر یک به مدت 11 سال زیر کشت گندم (triticum aestivum, l.) و یونجه (medicago sativa)بودند، انجام شد. تفاوت بین نمونه خاک ها از نظر درصد رس, درصد کربن آلی, درصد کربنات کلسیم معادل و چگالی ظاهری چشم گیر بود. نمونه های خاک اشباع شده در دستگاه جعبه شن (kpa 7 ? ) و دستگاه صفحه فشاری(kpa 7 ? ) در 14 مکش ماتریک (?) 0، 2/0، 5/0، 1، 2، 5، 7، 10، 30، 100، 200، 500، 1000 و kpa 1500 به تعادل رسیدند. پس از به تعادل رسیدن نمونه ها، مقاومت مکانیکی خاک تنها در 6 مکش ماتریک 10، 30، 100، 500، 1000 و kpa 1500 اندازه گیری شد. سپس نمونه ها آون- خشک شده و مقدار رطوبت و چگالی ظاهری آنها تعیین گردید. تخلخل تهویه ای (afp) برای هر سیلندر از تفاوت بین مقدار رطوبت اشباع (?sat) خاک (محاسبه شده از چگالی ظاهری، db) و مقدار رطوبت اندازه گیری شده بدست آمد. برای هر db در خاک لوم رسی و لوم شنی، llwr محاسبه شد. مقادیر بحرانی برای رشد گیاه در ارتباط با پتانسیل ماتریک آب شامل گنجایش زراعی در مکش ماتریک 10 یا kpa 33، نقطه پژمردگی دائمی در مکش ماتریک kpa 1500، مقاومت مکانیکی خاک در mpa 2 و تخلخل تهویه ای 10 درصد در نظر گرفته شد و llwr بر اساس این مقادیر محاسبه شد. مقدار رطوبت خاک در گنجایش زراعی (?fc) و نقطه پژمردگی دائمی (?afp) با استفاده از مدل منجنی مشخصه رطوبتی خاک (swcc) و مقدار رطوبت نظیر مقاومت مکانیکی mpa 2 (?sr) با استفاده از مدل منحنی مشحصه مقاومت مکانیکی (sscc) پیش بینی شد. برای اندازه گیری مقدار رطوبت نظیر تخلخل تهویه ای 10 درصد (?afp)، از فرمول (1-(db/ds))-0.1 استفاده شد. در هر چگالی ظاهری، llwr تفاوت بین حد بالایی و پایینی دامنه رطوبتی بود. به این ترتیب که حد بالایی llwr، ?fc یا ?afp (هر کدام کم تر بود) و حد پایینی llwr، ?pwp یا ?sr (هر کدام که بیش تر بود) در نظر گرفته شد. نتایج نشان داد که با افزایش چگالی ظاهری در خاک های لوم رسی (زیر کشت یونجه و گندم) مقادیر ?fc و ?pwp به صورت جزئی کاهش یافت؛ در حالی که در خاک های لوم شنی (زیر کشت یونجه و گندم) هر دو مقدار ?fc و?pwp افزایش یافت. llwr در خاک های لوم رسی (زیر کشت یونجه و گندم) با افزایش چگالی ظاهری کاهش یافت. llwr با افزایش چگالی ظاهری در خاک لوم شنی زیر کشت یونجه، تاmg m-3 56/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc=?10kpa) وmg m-3 67/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) و در خاک لوم شنی زیر کشت گندم تاmg m-3 6/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa) وmg m-3 7/1 db = (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) افزایش یافت. سپس با تراکم بیش تر به شدت محدود شد. بیش ترین مقدار llwr در این پژوهش در دامنه cm3cm-3167/0-034/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa ) و cm3cm-3119/0-034/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) مربوط به خاک لوم رسی زیر کشت گندم بود. کم ترین مقدار llwr نیز در دامنه cm3cm-3 151/0-137/ 0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?10kpa) و cm3cm-3 111/0-087/0 (با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa) به خاک لوم شنی زیر کشت گندم مربوط بود. نتایج رگرسیون خطی ساده (گام به گام) نشان داد که llwr (?fc = ?10kpa)، وابسته به درصد رس، چگالی ظاهری، درصد ماده آلی و درصد کربنات کلسیم بود (r2=0.79). در حالی که با در نظر گرفتن ?fc = ?33 kpa، llwr تابعی از چگالی ظاهری، درصد رس و درصد ماده آلی مشاهده شد (r2=0.48). نتایج این پژوهش نشان داد که llwr به عنوان یک شاخص مفید کیفیت ساختمانی خاک تحت شرایط مدیریت زراعی و بافت خاک مختلف در استان همدان می تواند کاربرد داشته باشد.

پدیده سخت شوندگی یکی از نشانه های کیفیت فیزیکی ضعیف خاک است. خاک های سخت شونده خاک هایی هستند که تغییر مقاومت مکانیکی آنها با خشک شدن شدید بوده، در هنگام خشک شدن ، سخت و متراکم شده و خاک ورزی آن ها دشوار یا غیر ممکن می گردد. خاک های سخت شونده دارای دشواری هایی مانند تهویه ضعیف در شرایط مرطوب ، نفوذپذیری اندک و رواناب و فرسایش زیاد می با شند. با توجه به اینکه اکثر خاک های ایران از نظر ماده آلی فقیرند، انتظار می رود که پدیده سخت شوندگی در برخی از آنها رخ دهد. شناخت این پدیده و عوامل مهم موثر بر آن به مدیریت و بهبود این خاک ها کمک می کند . پژوهش های اندکی در مورد این پدیده در غرب ایران انجام گرفته است. این پژوهش بر روی 9 سری خاک از مناطق مختلف استان همدان (با اقلیم نیمه خشک) انجام شد. هدف از این پژوهش بررسی پدیده سخت شوندگی از راه اندازه گیری سه نوع مقاومت کششی (its)، فشاری غیرمحصور (ucs) و فروروی (pr) در نمونه های باز ساخته شده خاک (با درجه های تراکم مختلف) بود. آزمون its بر روی نمونه های ساخته شده با چهار چگالی ظاهری (bd) متفاوت که ضرایبی از چگالی ظاهری بحرانی برای رشد گیاه (bdcritical8/0، bdcritical9/0، bdcritical1 و bdcritical1/1) بودند انجام شد. آزمون های ucs و pr تنها بر روی نمونه های خاک با چگالی ظاهری bdcritical9/0 انجام گرفت. منحنی مشخصه رطوبتی خاک (swcc) برای نمونه های بازساخته شده با مقادیر چگالی ظاهری مذکور نیز اندازه گیری شده و برخی از شاخص های کمّی سخت شوندگی خاک (s، hdexter، h1، h2، s1 و s2) محاسبه شد. همچنین hblackwell و ibecher که از شاخص های کمّی سخت شوندگی مربوط به مقاومت فروروی خاک می باشند، بررسی شد. بررسی اثر تنش موثر ناشی از مکش ماتریک بر مقاومت مکانیکی خاک در هنگام خشک شدن نیز مورد توجه قرارگرفت. همچنین اثر ویژگی های ذاتی و bd بر پدیده سخت شوندگی خاک بررسی شد. بر اساس مقادیر its، مشاهده شد که در bdcritical8/0 هیچ یک از خاک ها پدیده سخت شوندگی را نشان ندادند ولی با افزایش bd پدیده سخت شوندگی در برخی از خاک ها مشاهده شد. در تمامی خاک های مورد بررسی، با افزایش درجه تراکم (bd) و افزایش مقدار رس، مقدار its افزایش یافت. همچنین اثر افزایشی مقدار رس بر ucs و اثر افزایشی مقدار کربنات کلسیم بر pr مشاهده شد. اگرچه در نمونه های بازساخته شده برای swcc، bd واقعی با bd اسمی تفاوت داشت، روند کلی تغییرات نگهداشت آب با افزایش درجه تراکم خاک منطقی و قابل توجیه بود. در بیش تر خاک ها با افزایش bd، مقادیر hdexter، h1 و h2 افزایش یافتند. با افزایش bd کاهش در مقادیر s، s1 و s2 رخ داد که دلیل آن کاهش کیفیت فیزیکی با افزایش فشردگی خاک می باشد. شیب مدل نمایی (z) برازش یافته بر منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی به عنوان شاخص سخت شوندگی خاک رابطه ای مثبت با مقدار شن و رابطه ای منفی با مقدار سیلت برقرار کرد. پارامتر برازش ns در مدل ون گنوختن برای منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی نیز با مقدار رس رابطه مثبت و با مقدار شن رابطه منفی داشت. در این پژوهش بین hblackwell یا ibecher و ویژگی های ذاتی خاک رابطه معنی داری دیده نشد. شیب (?) رابطه مقاومت مکانیکی با تنش موثر می تواند شاخصی از سخت شوندگی خاک باشد. شاخص ? رابطه ای مثبت با مقدار رس ریز و رابطه ای منفی با مقدار سیلت خاک نشان داد. رابطه بین میانگین شاخص های کیفیت فیزیکی و سخت شوندگی با میانگین bd (bdaverage) برای تمامی خاک های مورد بررسی ارزیابی شد. روابط منفی برای شاخص های کیفیت فیزیکی (s ، s1و s2) و روابط مثبت برای شاخص های سخت شوندگی(hdexter، h1 و h2) به دست آمد. روابط مثبت و معنی داری بین hdexter و نسبت s / hi در تمامی مقادیر bd مشاهده شد. بررسی چگونگی تغییر شیب این رابطه با bd نشان می دهد که با افزایش درجه تراکم (کاهش s و افزایش hi) استعداد خاک برای سخت شوندگی بیش تر می شود. با توجه به نتایج به دست آمده، مقاومت فروروی به عنوان بهترین مقاومت مکانیکی برای بررسی پدیده سخت شوندگی خاک انتخاب شد زیرا برای نمونه بیش ترین مقادیرpr بیشینه و hdexter، و کم ترین مقدار sدر bdcritical9/0 در یک خاک به دست آمد که بیان گر پایداری و اعتمادپذیری این مقاومت می باشد. پیشنهاد می شود در آینده اثر برخی از ویژگی های ذاتی مانند مقدار رس ریز و کانی های رسی بر پدیده سخت شوندگی در خاک های همدان ارزیابی شود.

هدایت هیدرولیکی غیراشباع و مقاومت الکتریکی مختلط خاک از عوامل مشترکی تاثیر می‏پذیرند. پژوهش های بسیار کمی در مورد رابطه بین این دو ویژگی در خاک های غیراشباع انجام شده است. بنابراین، پژوهش حاضر با هدف ارائه رابطه همبستگی بین امپدانس مختلط و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک انجام شد. برای این منظور، یک دستگاه قابل حمل با قابلیت اندازه گیری همزمان امپدانس مختلط در فرکانس پایین و هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک از روش تبخیر ساده شده طراحی و ساخته شد. این سامانه شامل بخش های سخت‏افزاری و نرم افزاری است. بخش سخت افزاری، خود شامل یک برد الکترونیکی اصلی و حس گرها می‏باشد. برد الکترونیکی علاوه بر ارتباط با حس گرها، به تولید و ارسال موج سینوسی و همچنین نمونه برداری از سیگنال دریافتی از خاک اقدام می‏نماید. حس گرهای این دستگاه که همگی بخشی از طراحی می باشند شامل دو عدد ریزتانسیومتر، ترازوی دیجیتالی دقیق، حس گر دما و حس گر اندازه گیری امپدانس مختلط خاک هستند و بر روی هم حس گر اندازه‏گیری هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک را می سازند. برای تسهیل عملیات داده‏برداری از حس گرها، امکان انجام عملیات فیلتراسیون و تجزیه و تحلیل داده های برداشت شده و نمایش گرافیکی نتایج، یک رابط کاربر گرافیکی نیز در محیط ویژوال بیسیک 2008 ایجاد گردید که با بخش سخت‏افزاری در ارتباط می باشد. بررسی داده‏های هدایت هیدرولیکی غیراشباع مشخص نمود که بر مدل‏های بروکز و کوری و ون گنوختن/معلم انطباق دارند. نتایج پژوهش همچنین نشان داد که همبستگی بسیار خوبی بین مقادیر شدت امپدانس مختلط و هدایت هیدرولیکی غیراشباع و همچنین، شدت امپدانس مختلط و مکش ماتریک در یک خاک شنی وجود دارد. بر این اساس، یک رابطه نمایی برای برآورد هدایت هیدرولیکی غیراشباع از روی داده‏های شدت امپدانس مختلط ارائه گردید. بنابراین، با استفاده از این دستگاه و رابطه تجربی بدست آمده می توان هدایت هیدرولیکی غیراشباع خاک را به صورت به‏هنگام در آزمایشگاه و مزرعه برآورد نمود. پیشنهاد می شود کارایی دستگاه و روابط بدست آمده در خاک های دیگر (به ویژه خاک های ریزبافت) آزمون شود.

مناطق وسیعی از اکوسیستم های خشک و نیمه خشک جهان تخریب شده اند که احیای این اکوسیستم ها به دلیل شکنندگی، وسعت زیاد و هزینه آن ها از موضوعات چالش برانگیز می باشد. تغییرات پوشش گیاهی ممکن است، منجر به تغییرات پایدار در شرایط خاک گردد، به طوری که اکوسیستم توانایی بازگشت به وضعیت اولیه اش را نداشته باشد و منجر به بیابان زایی شود. ارزیابی ساختار و عملکرد اکوسیستم ها می تواند به فهم بهتر وصحیح تری از اکوسیستم های مرتعی منجر شود که این نیز به نوبه خود در مدیریت این اکوسیستم ها نقش تعیین کننده ای دارد. روش آنالیز عملکرد چشم انداز (lfa) روش کمّی است که در استرالیا ابداع شده و به طور گسترده در مناطق مختلف جهت ارزیابی عملکرد اکوسیستم ها به کار برده می شود. در این روش فاکتورهای یازده گانه، در لکه های پوشش گیاهی و فضای بین لکه ها (خاک لخت) در امتداد ترانسکت 30 متری، برای به دست آوردن سه شاخص پایداری، نفوذپذیری و چرخه عناصر غذایی ارزیابی می شود. هدف اصلی این تحقیق آزمون واسنجی روش lfa با شرایط اکولوژیکی مراتع مناطق خشک و نیمه خشک ایران بود. هم چنین شاخص های lfa در مکان های قرق شده و قرق نشده مقایسه گردید. چهار مکان در مناطق آب و هوایی متفاوت در استان اصفهان انتخاب گردید که 7 مکان در مناطق نیمه خشک بردآسیاب و آقاگل و 7 مکان در مناطق خشک سه و موته واقع شده بود. شاخص های lfa در مکان های مورد بررسی به روش میدانی اندازه گیری گردید و برخی از ویژگی های نمونه های خاک سطحی در زیر لکه های پوشش گیاهی و در منطقه خاک لخت از جمله میانگین وزنی قطر(mwd) ، درصد کربن آلی (oc%)، کربنات کلسیم معادل، نسبت جذب سدیم (sar) و رسانایی الکتریکی (ec) در آزمایشگاه تعیین گردید. آنالیز همبستگی بین دو شاخص lfa (پایداری و چرخه عناصر غذایی) و میانگین وزنی قطر و درصد ماده آلی خاک انجام شد. هم-چنین شاخص های lfa در مناطق قرق شده و قرق نشده توسط آنالیز واریانس یک طرفه و مقایسه میانگین lsd مقایسه گردید. همبستگی بین داده های اندازه گیری مستقیم (نتایج به دست آمده mwd و با داده های اندازه گیری های غیر مستقیم (پایداری و چرخه عناصر غذایی حاصل از lfa) در همه مناطق بجز سه معنی دار بود. بر طبق نتایج این مطالعه، شاخص های عملکرد در زیر لکه های پوشش گیاهی نسبت به خاک لخت بیشتر بودند. هم چنین شاخص های lfa در لکه های پوشش گیاهی و در کل (لکه های پوشش و خاک لخت با توجه به سطح و تعداد آن ها) در برخی از مکان ها تفاوت معنی داری را نشان دادند. شاخص های عملکرد به علت شدت چرا در مناطق بردآسیاب و آقا گل کاهش یافته بودند. شاخص پایداری در منطقه قرق سه نسبت به خارج قرق به طور معنی-داری(p<0.05) کمتر و شاخص نفوذپذیری و چرخه عناصر غذایی بیش تری داشت، دلیل کمتر بودن شاخص پایداری تجمع رسوبات به خصوص در زیر لکه های پوشش گیاهی در این مکان بود. هم چنین با مقایسه شاخص ها در مناطق نیمه خشک و خشک، تفاوت معنی داری(p<0.05) بین شاخص های lfa در لکه های پوشش گیاهی وجود داشت، در حالی که در مقایسه خاک لخت این مناطق تنها شاخص چرخه عناصر غذایی تفاوت معنی داری (p<0.05) را نشان داد. بارش بیش تر در مراتع نیمه خشک نسبت به مناطق خشک سبب تراکم بیشتر پوشش گیاهی و افزایش شاخص های عملکرد این مناطق گردیده است. یافته های این مطالعه نشان داد که روش lfa می تواند در مراتع ایران به عنوان روشی ساده و ارزان برای مطالعه عملکرد اکوسیستم ها به کار رود، که به پیش گویی و پیش گیری از تغییرات نامطلوب کمک می کند. بنابراین نتایج این روش می تواند اطلاعات مفیدی از روند تغییرات مراتع را ارئه کرده و در فرآیند تصمیم گیری به کار گرفته شود. البته اجرای روش lfa به کارشناسان با تجربه نیاز دارد، در غیر این صورت نتایج می تواندگمراه کننده باشد.

چکیده کمبود آب در ایران و سایر مناطق خشک یکی از عوامل محدود کننده تولید محصولات کشاورزی وگسترش فضای سبز محسوب می شود. استفاده مجدد از پساب فاضلاب یکی از راه حل های رفع کمبود آب به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک است. به دلیل کمبود مواد آلی در خاک های این مناطق، استفاده از لجن فاضلاب علاوه بر بهبود ساختمان و پایداری خاک باعث افزایش نفوذپذیری و گنجایش نگهداشت آب خاک نیز می گردد. آلودگی پساب ها و لجن فاضلاب به عناصر سنگین و نبود تصفیه خانه در اکثر صنایع در کشور های در حال توسعه برای رفع این آلودگی ها از چالش های مهم می باشد. برای پیش گیری از آثار مخرب استفاده از فاضلاب ها می توان از زئولیت استفاده کرد. زئولیت ها به علت داشتن ویژگی تبادل یونی زیاد قادرند عناصر سنگین را جذب کرده و بنابراین تا زمان احداث تصفیه خانه می توان از آنها برای نگهداشت عناصر سنگین استفاده کرد. از این رو این پژوهش با هدف ارزیابی اثر اختلاط سطوح مختلف زئولیت طبیعی با خاک به همراه کاربرد پساب تصفیه نشده به عنوان آب آبیاری و لجن فاضلاب بر کاهش جذب عناصر سنگین شامل کادمیم، سرب و روی توسط گیاه شاهی انجام گرفت. این پژوهش به صورت بلوک های کامل تصادفی در قالب طرح فاکتوریل در 3 تکرار انجام شد، به گونه ای که سه سطح زئولیت (صفر، 1 و 2 درصد وزنی زئولیت) و 2 نوع خاک (خاک شنی و خاک رسی) به همراه چهار تیمار آلودگی (پساب تصفیه نشده، پساب غنی شده، لجن فاضلاب و کاربرد توام لجن فاضلاب و پساب) استفاده شدند. غلظت و میزان جذب کادمیم، سرب و روی و عملکرد گیاه 40 روز پس از کاشت بذرها اندازه گیری شد. نتایج نشان داد کاربرد زئولیت باعث کاهش جذب کادمیم توسط گیاهان شد .گر چه بین سطوح مختلف زئولیت اختلاف معنی دار مشاهده نشد. تیمار های آلودگی اختلاف معنی داری از نظر جذب کادمیم توسط گیاه داشتند. جذب سرب در تیمار های دارای لجن فاضلاب کاهش معنی داری نسبت به بقیه تیمار ها نشان داد. علاوه بر این نوع خاک تاثیر معنی داری بر جذب سرب توسط گیاه نداشت. با افزایش زئولیت میزان جذب سرب توسط گیاه کاهش یافت. هم چنین نتایج نشان داد که گیاهان آبیاری شده با پساب بیش ترین جذب روی را داشتند و نوع خاک و سطوح مختلف زئولیت تاثیر معنی داری بر جذب روی توسط گیاه نداشت. بر اساس نتایج به دست آمده، نوع فلز سنگین موجود در فاضلاب مورد استفاده تعیین کننده سطح مورد نیاز زئولیت مصرفی است. به گونه ای که برای فلزهای سنگینی که به شدت توسط زئولیت واجذب می شوند سطح یک درصد وزنی و برای فلزاتی که تمایل کمی به واجذب از زئولیت دارند سطح دو درصد وزنی زئولیت پیشنهاد می گردد. کلمات کلیدی: پساب، زئولیت، شاهی، فلزات سنگین و لجن فاضلاب

مطالعه پیش رو جهت بررسی توزیع خاکدانه ای آنزیم های آلکالین فسفاتاز، اسید فسفاتاز و آریل سولفاتاز در اکوسیستم-های طبیعی جنگل گیسوم، جنگل بلوط دلورا و مرتع حنا با مدیریت و کاربری اراضی متفاوت، صورت گرفته است. به همین جهت خاکدانه ها به روش الک تر در گروه های 2 <، 2-1، 1-5/0، 5/0-25/0، 25/0-1/0 میلی متر جدا شدند و در هر یک از خاکدانه ها آنزیم های آلکالین و اسید فسفاتاز که گمان می رود منشأ متفاوت (میکروبی و ریشه گیاه) داشته باشد، آریل سولفاتاز و کربن آلی اندازه گیری شد. هم چنین ذرات شن غیرخاکدانه ای و کل ذرات شن از تمامی گروه های خاکدانه جدا شده و پارامترهای اندازه گیری-شده در چهار مرحله جداسازی خاکدانه (پس از جداسازی خاکدانه، با لحاظ کسر جرمی خاکدانه، پس از حذف شن غیرخاکدانه-ای و پس از حذف کل شن) محاسبه و مقایسه شدند. نتایج نشان داد در جنگل گیسوم وجود درختان کاج و افزایش اندازه خاکدانه ها، کربن آلی خاک را افزایش داده و در نتیجه فعالیت هر سه آنزیم اندازه گیری شده را افزایش می دهد، در هر دو کاربری جنگل گیسوم به دلیل اسیدی بودن خاک، فعالیت اسید فسفاتاز بیش تر از آلکالین فسفاتاز می باشد. در جنگل بلوط و مرتع نیز پس از جداسازی خاکدانه و قبل از محاسبه کسر جرمی خاکدانه، با افزایش اندازه خاکدانه، تمام پارامترها افزایش یافته و با تخریب جنگل و مرتع و تبدیل آن ها به زمین کشاورزی، کربن آلی و فعالیت آنزیم ها در خاک کاهش می یابد. با محاسبه کسر جرمی خاکدانه، به دلیل بیش تر بودن درصد ریزخاکدانه های اکوسیستم مرتع، نتایج برعکس شده و با افزایش اندازه خاکدانه، پارامترها کاهش می یابد و بیش ترین کربن آلی و فعالیت آنزیم ها در خاکدانه های 25/0 تا 5/0 میلی متر مشاهده می شود. در هر دو کاربری اکوسیستم جنگل بلوط و مرتع به دلیل کمی قلیایی بودن خاک، فعالیت آلکالین فسفاتاز بیش تر از اسید فسفاتاز می باشد. با تغییر مدیریت و وقوع تخریب در درشت خاکدانه ها، توزیع فعالیت آنزیم های آلکالین و اسید فسفاتاز در خاک دچار تغییر می-شود و افزایش فعالیت آلکالین فسفاتاز در درشت خاکدانه ها نسبت به ریزخاکدانه ها بیش تر از افزایش اسید فسفاتاز می باشد که علت آن می تواند وجود کربن آلی ذره ای در درشت خاکدانه ها و تاثیر آن بر میکروارگانیسم های خاک و در نتیجه افزایش تولید آلکالین فسفاتاز در خاک باشد.

پژوهش های کمّی اندکی درباره اثر کیفیت آب بر فراهمی آب خاک برای گیاه انجام شده است. این پژوهش با هدف ارزیابی اثر ترکیبی شوری آب و بافت خاک بر فراهمی آب خاک و آسانی جذب آب خاک توسط گیاه انجام گرفت. شاخص های فراهمی آب خاک برای گیاه شامل: آب فراهم رایج (paw)، دامنه رطوبتی با حداقل محدودیت (llwr)، گنجایش آب انتگرالی (iwc) و انرژی انتگرالی (ei) مورد بررسی قرار گرفتند. دو خاک کشاورزی با بافت های لوم رسی و لوم شنی از منطقه همدان انتخاب شده و در شرایط آزمایشگاهی با آب هایی با شوری های (ec) 0، 2، 4، 8، 12، 16و ds m-1 20 (از نمک-های خالص nacl و 2cacl) با sar یکسان (=1) تر و خشک شدند. سپس منحنی مشخصه رطوبتی، هدایت هیدرولیکی غیر اشباع و منحنی مشخصه مقاومت مکانیکی خاک ها اندازه گیری شد. داده های منحنی های مشخصه رطوبتی و مقاومت مکانیکی خاک که به روش جایگزینی به دست آمده بودند، به روش تبخیر نیز تصحیح شده و مدل سازی شدند. محاسبه شاخص های فراهمی آب خاک، با تنش شوری و بدون تنش شوری (اثر بر پتانسیل آب) انجام شد. اثر شوری آب بر منحنی مشخصه رطوبتی خاک چندان قابل توجه نبود ولی تاثیر آن در کاهش مقاومت مکانیکی خاک به ویژه در دامنه خشک چشم-گیر بود. با افزایش شوری، شاخص کیفیت فیزیکی خاک (s) کاهش یافت. در اکثر موارد محدودیت تهویه در دامنه مرطوب رخ نداد ولی محدودیت مقاومت مکانیکی یا شوری زیاد در دامنه خشک دیده شد. بدون تنش شوری، شاخص های آب فراهم خاک در خاک لوم شنی به طور معنی داری بیش تر از خاک لوم رسی بود و با افزایش شوری فراهمی آب خاک کاهش یافت. استفاده از داده های اصلاح شده (تبخیر) به نتایج مشابهی (ولی با paw کم تر به دلیل اثر شوری بر پتانسیل آب) با استفاده از داده-های اصلاح نشده (جایگزینی) منجر شد. استفاده از داده های اصلاح شده برای llwr و iwc اثر بیش تری بر حد پایینی داشت، و در نتیجه نسبت به استفاده از داده های اصلاح نشده افزایش یافتند. بنابراین اگر از اثر شوری بر پتانسیل آب خاک صرف نظر شود (یا گیاهانی مقاوم به شوری کشت شوند)، شوری می تواند محدودیت مقاومت مکانیکی خاک در دامنه خشک را تعدیل کند. با تنش شوری، شوری آب سبب کاهش چشم گیر شاخص های فراهمی آب خاک شد. بدون تنش شوری، ei(paw100) و ei(paw330) برای خاک لوم رسی بیش تر از خاک لوم شنی بود به این مفهوم که گیاه انرژی ویژه بیش تری برای جذب آب از paw در خاک ریزبافت غیرشور نسبت به خاک درشت بافت غیرشور باید مصرف کند. با تنش شوری، شاخص های ei به شدت افزایش یافته و در خاک شن لومی بیش تر از خاک لوم رسی شدند به مفهوم است که گیاه انرژی ویژه بیش تری برای جذب آب از paw در خاک درشت بافت شور نسبت به خاک ریز بافت شور باید مصرف کند. در کل می توان گفت محدودیت مهم فراهمی آب برای خاک های مورد بررسی، مقاومت مکانیکی زیاد در دامنه خشک بود که شوری آب صرف نظر از اثرهای دیگر سبب تعدیل مقاومت مکانیکی خاک شد.

آتش سوزی به صورت گسترده برای تمیزکردن مزارع کشاورزی و مراتع در ایران استفاده می شود. استفاده بیش از حد این نوع شیوه مدیریتی می تواند منجر به تخریب ساختمان خاک، هدرروی مواد آلی و تغییر عناصر غذایی موجود در خاک و هم چنین کاهش نفوذ آب در خاک و ایجاد روان آب گردد. با توجه به این که دانسته های کمی از اثر آتش سوزی بر ویژگی های خاک های مرتعی در ایران در دسترس می باشد بنابراین پژوهش حاضر به منظور بررسی اثر کوتاه مدت آتش-سوزی بر برخی از ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و هیدرولیکی و هم چنین آب گریزی خاک در سه موقعیت مرتعی واقع در شهرستان فریدن در استان اصفهان انجام گرفت. آتش سوزی به صورت کنترل شده پس از فصل گرما و رویش و پیش از شروع فصل بارش و یخبندان در پاییز 1390 انجام گرفت. مرحله اول نمونه برداری خاک بلافاصله پس از سوزاندن انجام شد و اثر آتش سوزی بر برخی از ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک مورد بررسی قرار گرفت. مرحله دوم نمونه برداری خاک پس از گذشت دوره سرما، بارندگی و یخبندان و بلافاصله پس از گاورو شدن زمین در بهار 1391 از همین مراتع انجام گرفت و اثر باقی مانده آتش سوزی بر ویژگی های ذکر شده مورد بررسی قرار گرفت. نمونه برداری خاک در هر دو مرحله از لایه 5-0 سانتی متری با 3 تکرار برای اندازه گیری برخی از ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک (منحنی مشخصه رطوبتی، چگالی ظاهری و چگالی حقیقی) و 4 تکرار برای اندازه گیری سایر ویژگی های مورد بررسی از قسمت های سوخته و از نواحی مجاور همین خاک ها که تحت تأثیر آتش سوزی قرار نگرفته اند (نمونه شاهد)، انجام گرفت. هم چنین نفوذ آب به خاک با استفاده از دستگاه نفوذسنج مکشی با 3 تکرار و آب گریزی خاک به روش نفوذ قطره آب در محل (عرصه مرتع) اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که مقادیر ph و رسانایی الکتریکی خاک در تیمار سوزاندن نسبت به تیمار نسوخته در دو مرحله نمونه برداری افزایش معنی دار یافت. هم چنین آتش سوزی سبب افزایش عناصر غذایی خاک در هر دو مرحله نمونه برداری شد. اثر سوزاندن بر ماده آلی خاک در مرحله اول (یعنی بلافاصله پس از آتش سوزی) معنی دار نبود، اما مقدار آن در تیمار سوزاندن به دلیل مخلوط شدن خاکستر با خاک اندکی بیش تر شد. در مرحله دوم میزان ماده آلی خاک در تیمار سوخته به دلیل از دست رفتن خاکستر و بقایای نسوخته در اثر فرسایش، کاهش معنی دار یافت. هم چنین رس قابل پراکنش مکانیکی خاک در مرحله اول به دلیل افزایش ماده آلی در تیمار سوزاندن به طور معنی داری کاهش یافت در حالی که در مرحله دوم رس قابل پراکنش مکانیکی و خود به خودی به دلیل کاهش مقدار ماده آلی و فرسایش افزایش معنی داری یافت. اثرآتش سوزی بر تنفس پایه در مرحله اول و دوم معنی دار نشد، اما در هر دو مرحله مقدار آن به دلیل برگردانده شدن خاکستر حاصل از بقایای سوزانده شده به خاک افزایش یافت. هم چنین تنفس میکروبی القاء شده در تیمار سوخته در مرحله اول افزایش معنی دار نشان داد. در حالی که در مرحله دوم تفاوت معنی داری نشان نداد اما مقدار آن در تیمار سوزاندن اندکی افزایش یافت. آتش سوزی به دلیل ایجاد مواد آب گریز ناشی از گرما و سوختن گیاهان و بقایا، سبب آب گریز شدن خاک در مرحله اول شد در حالی که در مرحله دوم، خاک ها به دلیل بارندگی و شسته-شدن مواد آب گریز کاملاً آب دوست شدند. مقدار نفوذ آب به خاک پس از آتش سوزی نسبت به تیمار نسوخته در دو مرحله کاهش یافت. در مرحله دوم (اندازه گیری در فصل بهار) به دلیل کاهش جزء رس و فرسایش خاک و هم چنین تشکیل سله پس از دوره سرما و بارش مقدار نفوذ نسبت به مرحله اول کاهش یافت. هم چنین نگهداشت آب در مکش های ماتریک مختلف در تیمار سوخته نسبت به نسوخته کاهش یافت و این تفاوت به ویژه در مکش های ماتریک کم (دامنه مرطوب) بیش تر بود.

عملیات اصلاح و احیای مراتع موجب افزایش کمی و کیفی تولید علوفه شده و بر میزان فرآورده های دامی نیز تاثیردارد. هر گونه تغییر در شرایط فیزیکی مرتع باعث بروز تغییراتی در ساختار و عملکرد مرتع می گردد و ضرورت دارد که پیامدهای مثبت و منفی آنها بررسی شود. این پژوهش با هدف بررسی تاثیر هلالی¬های آبگیر بر برخی شاخص¬های ساختاری و ویژگی¬های عملکردی مراتع انجام شد. در این مطالعه تغییرات عملکردی، ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی خاک، شاخص¬های تنوع و غنای گونه¬ای، مدل¬های وفور گونه¬ای و وضعیت بانک بذر خاک ناشی از احداث هلالی های آبگیر در مراتع نارون خاش استان سیستان و بلوچستان بررسی شد. بدین منظور منطقه ای که در آن عملیات احیا توسط هلالی¬های آبگیر انجام شده بود و منطقه مرجع که از لحاظ شرایط اکولوژیکی مشابه منطقه اصلاحی بود انتخاب شد. در هر منطقه تعداد 5 ترانسکت به طول 50 متر به طور تصادفی مستقر گردید و در طول هر ترانسکت ساختار پوشش گیاهی شامل لکه ها و فضای بین لکه ها ( تعداد سه نوع لکه و یک فضای بین لکه ای) ثبت شد. سپس تعداد 11 شاخص خاک سطحی بر روی لکه ها و فضای بین لکه ها با 3 تکرار بررسی گردید و به روش تحلیل عملکرد چشم انداز (lfa)، وضعیت سه ویژگی عملکردی مرتع شامل پایداری، نفوذپذیری و چرخه موادغذایی در خاک سطحی بررسی گردید. برای بررسی شاخص¬های تنوع و غنای گونه¬ای و مدل¬های وفور رتبه¬ای در هر دو منطقه با استفاده از روش سیستماتیک-تصادفی پلات گذاری شد و در هر پلات اطلاعات پوشش گیاهی شامل نوع گونه، درصد تاج¬پوشش و تراکم گونه های گیاهی اندازه¬گیری شد. جهت مقایسه شاخص¬های مختلف تنوع بین دو منطقه از آزمون تی مستقل در محیط نرم¬افزار 16minitab استفاده شد. سپس برای رسم مدل¬های وفور–رتبه¬ای ( سری هندسی، سری لگاریتمی، لوگ¬نرمال و عصای¬شکسته) از نرم¬افزار past استفاده شد. برای بررسی برخی از ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی خاک، تعداد10 عدد از هلالی¬ها به طور تصادفی انتخاب شده و نمونه های خاک از بخش هایی از هلالی که متاثر از آبگیری می¬باشند و خاک لخت و خاک زیر تاج پوشش گونه های درمنه و قیچ هرکدام با ده تکرار برداشت شده و به روش آماری مورد مقایسه قرار گرفتند. برای انجام مطالعه بانک بذر خاک تعداد 60 هلالی به طور تصادفی در فصل پاییز انتخاب شده و نمونه های خاک از عمق 0 تا 10 سانتی¬متری درون60 عدد از هلالی¬ها، 60 نقطه از خاک لخت در مجاور هر کدام از هلالی¬ها، زیر تاج پوشش 60 تا از بوته¬های درمنه و 60 تا از درختچه¬های قیچ که در نزدیکی هر کدام از هلالی¬ها واقع شده بودند برداشت شده و در گلخانه دانشکده منابع طبیعی دانشگاه صنعتی اصفهان کشت گردیدند و گونه های گیاهی جوانه زده ثبت و شناسایی گردیدند. وضعیت بانک بذر خاک در این مناطق با انجام آنالیز واریانس و آنالیز توکی مورد مقایسه قرار گرفتند. بر اساس نتایج، شاخص های عملکردی و ساختاری سطح خاک در دو منطقه اصلاحی و مرجع در سطح آماری (% 5?=) اختلاف معنی داری داشتند. نتایج نشان داد که کلیه شاخص¬های تنوع در منطقه اصلاحی با منطقه شاهد در سطح آماری (% 5?=) اختلاف معنی¬داری دارند، ولی شاخص¬های غنا در دو منطقه با هم اختلاف معنی داری نداشتند. در بین مدل¬های پارامتریک توزیع برازش شده، مدل لوگ نرمال بهترین مدل برازش شده بر روی مکان¬های مورد مطالعه بود که بیانگر حضور جوامعی به نسبت پایدار با فراوانی گونه¬ای متوسط تا زیاد می¬باشد. این مساله نشان دهنده این بود که اجرای هلالی های آبگیر باعث شده است که پوشش گیاهی بطور یکنواخت در منطقه وجود داشته باشد و این باعث تنوع گیاهی بهتر و پایداری بیشتر اکوسیستم شده است. پایداری خاکدانه¬ها در زیر تاج پوشش گیاهان افزایش یافته و نفوذپذیری در داخل هلالی¬ها کاهش یافته، به طوری که با خارج از هلالی¬ها و منطقه شاهد در سطح آماری (% 5?=)اختلاف معنی¬داری مشاهده شد. نتایج نشان داد که زیر تاج پوشش درختچه¬های قیچ بیشترین میزان تراکم بذور جوانه زده و شاخص¬های تنوع و غنای گونه¬ای را دارند که با سایر لکه¬ها در سطح آماری 5 درصد دارای اختلاف معنی¬داری داشتند. در مجموع می توان گفت که احداث هلالی های آبگیر توانسته است با بهبود شرایط رطوبتی، باعث بهبود وضعیت پوشش گیاهی و شرایط ساختاری و عملکردی پوشش گیاهی و خاک منطقه شوند اما در برخی موارد به علت انباشت خاکدانه های ریز دانه در هلالی ها باعث شده نفوذپذیری را کاهش یابد. با در نظر گرفتن بانک بذر مناسب خاک زیر بوته های قیچ و درمنه می توان این گونه نتیجه گرفت که تلفیق کارهای مکانیکی نظیر احداث هلالی با فعالیت های بیولوژیکی نظیر بوته کاری با گونه های مناسب (نظیر قیچ و درمنه) می تواند بطور موثری باعث بهبود شرایط اکولوژیک منطقه گردد.

چکیده تخریب خاک که به دنبال تغییر کاربری زمین و پوشش گیاهی آن رخ می دهد، مشکل زیست محیطی گسترده ای است که می تواند سبب تغییر ساختمان و به تبع آن منافذ خاک شود. از این رو این پژوهش به منظور بررسی آثار تغییر کاربری اراضی و توپوگرافی بر توزیع اندازه منافذ خاک در مقیاس میکروسکوپی با استفاده از تکنیک میکرومرفولوژی در زیر حوضه بشار، حوضه آبخیز کارون شمالی انجام گرفته است. این منطقه در گذشته تحت اشکوب جنگل های بلوط غرب بوده است، ولی به علت تهدیدهای انسانی تخریب شده و بخش عمده آن به صورت اراضی کشت دیم مورد بهره برداری قرار می گیرد. در این مطالعه از 45 نقطه روی شیب های10-0 درصد (1s)، 20-10 درصد (2s) و 30-20 (3s) درصد در سه کاربری جنگل طبیعی، جنگل تخریب شده و اراضی کشت دیم نمونه برداری از عمق 10-0 سانتی متری خاک انجام شد. همچنین نمونه های خاکدست نخورده برای تلقیح با رزین با قوطی مکعبی برداشت شد. نمونه های خاک برای انجام تجزیه های فیزیکی و شیمیایی و آزمایش های میکرومرفولوژی به آزمایشگاه منتقل شدند. پس از آماده شدن مقاطع نازک با رزین پلی استر و توصیف میکرومرفولوژی آن ها به کمک میکروسکوپ پلاریزان و چهار عکس از هر مقطع، درصد تخلخل کل، قطرمعادل، محیط، درجه کرویت و مساحت منافذ خاک با استفاده از نرم افزار image tool 3.00 محاسبه شد. داده های به دست آمده در قالب فاکتوریل با طرح پایه کاملاً تصادفی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان داد تغییر کاربری بر ph و رسانایی الکتریکی خاک تأثیر معنی داری نداشت اما بر چگالی ظاهری، ماده آلی، آهک و گنجایش تبادل کاتیونی خاک تأثیر معنی داری داشته است. در کاربری های دیم و جنگل تخریب شده به علت دخالت بشر و عملیات خاک ورزی، درصد آهک، چگالی ظاهری و درصد شن خاک افزایش یافته، ولی ماده آلی و گنجایش تبادل کاتیونی خاک کاهش یافته است. نتایج نشان داد که در اراضی کم شیب (1s و 2s) جنگل طبیعی و پس از آن جنگل تخریب شده بیشترین درصد تخلخل خاک و اراضی تحت کشت دیم در شیب های کم (1s و 2s) کمترین درصد تخلخل خاک را دارند. همچنین به دلیل حضور ماشین های کشاورزی در کاربری کشت دیم و فشار ناشی از آن ها خاکدانه های موجود در این کاربری شکسته شده و همین امر سبب شده است که اندازه منافذ از نظر قطر معادل و مساحت نسبت به کاربری های طبیعی کاهش یابد. در این کاربری اندازه غالب منافذ خاک در محدوده کم تر از 706 میکرون مربع (منافذ ریز) در اراضی با شیب کم (1s و 2s) بودند، در حالی که در جنگل طبیعی تنوع منافذ خاک از نظر اندازه و مساحت منافذ بزرگ تر از 4415 میکرون مربع (منافذ درشت) بود که وجود چنین منافذی می تواند باعث گسترش و توزیع بهتر ریشه ها و جذب آب و عناصر غذایی بیشتر در جنگل طبیعی گردد. در اراضی جنگل تخریب شده، عمده منافذ از نوع متوسط (4415-706 میکرون مربع) بودند. وجود ساختمان مکعبی بدون زاویه در کاربری کشت دیم نشان دادکه ساختمان مطلوب خاک از بین رفته و ساختمان سطحی خاک تا حدی به نوع توده ای تبدیل شده است. ولی ساختمان دانه و متخلخل در کاربری جنگل طبیعی حاکی از ساختمان مطلوب این کاربری است. منافذ خاک موجود در کاربری جنگل طبیعی و جنگل تخریب شده از نوع کانال، حجره ای و درصد کمی واگ بود اما در کاربری هایی که تحت کشت و کار و عملیات خاک ورزی قرار گرفته بودند، درصد و نوع منافذ تغییر کرده و به طور عمده، منافذ از نوع واگ، کانال، صفحه ای و کمی حجره ای موجود بود. از بین ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی خاک که بیشترین همبستگی را با ویژگی های منافذ خاک داشتند می توان به ماده آلی، چگالی ظاهری و گنجایش تبادل کاتیونی خاک اشاره نمود. بنابراین این ویژگی ها می‎توانند به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر توزیع اندازه منافذ و تخلخل خاک تأثیرگذار باشند. نتایج مدل سازی رگرسیون چند متغیره نشان داد از بین ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، ماده آلی، چگالی ظاهری، گنجایش تبادل کاتیونی و آهک وارد مدل شدند و قادر به توصیف بیش از 50% تغییرات درصد نسبی منافذ خاک بودند. به طور کلی نتایج این پژوهش تأیید می نماید که تکنیک میکرومرفولوژی در تلفیق با آنالیز تصویر می تواند به خوبی اثر تغییرات کاربری اراضی را بر ویژگی های منافذ خاک ردیابی کند.

کاربرد پساب برای آبیاری در درازمدت موجب افزوده¬شدن برخی ترکیب¬ها و یون¬ها به خاک می شود که ممکن است باعث تغییر در ویژگی¬های فیزیکی، هیدرولیکی و مکانیکی خاک ¬شود. ویژگی¬های هیدرولیکی خاک شامل منحنی مشخصه رطوبتی و هدایت هیدرولیکی به شدت تحت تأثیر کاربری و مدیریت زمین و کیفیت آب آبیاری قرار دارند. آب-گریزی و آب¬پذیری خاک نیز نقش مهمی در روابط آب و خاک و گیاه ایفا می¬کنند. هم¬چنین مقاومت مکانیکی خاک ویژگی مهمی در ارتباط با رشد گیاهان می¬باشد. از این رو در این پژوهش اثر کاربرد پساب تصفیه¬ خانه فاضلاب مجتمع فولاد مبارکه اصفهان بر نفوذپذیری، آب¬گریزی، ویژگی¬های هیدرولیکی و مکانیکی و آب قابل استفاده خاک فضای سبز ارزیابی شد. آزمایش¬های صحرایی در 35 نقطه در قالب بلوک¬های کامل تصادفی انجام گرفت و نقاط نمونه¬برداری بر اساس نوع آبیاری (آبیاری با آب چاه یا پساب تصفیه شده¬ی مجتمع) و زمان شروع آبیاری (سه زمان، 3، 7 و 19 سال) انتخاب شد. هم¬چنین تیمار خاک بکر (بدون آبیاری) نیز به عنوان شاهد در نظر گرفته شد. نفوذ غیراشباع آب به خاک توسط دستگاه نفوذسنج مکشی اندازه¬گیری شد و داده¬های حاصل از آن به دو روش مدل¬سازی معکوس حل تحلیلی وودینگ و حل عددی توسط نرم¬افزار disc، تجزیه و تحلیل شدند. برای اندازه¬گیری آب¬گریزی خاک از روش جذب-پذیری ذاتی استفاده شد. مقاومت¬های برشی و فروروی خاک به ترتیب توسط جعبه برش مزرعه¬ای و فروسنج جیبی اندازه-گیری شدند. اندازه¬گیری¬های مربوط به منحنی مشخصه رطوبتی خاک نیز روی نمونه¬های دست¬نخورده در آزمایشگاه اندازه¬گیری شد. استفاده از پساب سبب کاهش ph و افزایش شوری خاک (به جز در تیمار 19 سال آبیاری¬شده با پساب) شد. کاربرد پساب سبب افزایش ماده آلی خاک شده است که این افزایش ناشی از مواد آلی پساب و بقایای درختان افزوده¬شده به خاک می¬باشد. آبیاری با پساب سبب کاهش معنی¬دار هدایت هیدرولیکی اشباع و هدایت هیدرولیکی غیراشباع در تمام مکش¬های ماتریک گردید که این به دلیل وجود ذرات معلق و مواد آب¬گریز در پساب می¬باشد که منافذ خاک را بلوکه کرده¬اند. هم¬چنین استفاده از پساب باعث کاهش نفوذپذیری، شدت جریان ماندگار و جذب¬پذیری آبی خاک شده است که به دلیل اثر عوامل آب¬گریز بر توان جذب ذرات خاک است. آبیاری با پساب در درازمدت (19 سال) سبب افزایش شاخص آب¬گریزی خاک شده است. پارامترهای مقاومت برشی در خاک منطقه بیشتر متأثر از ریزساختار و اجزای خاک بوده و پساب تأثیر معنی¬داری بر این پارامترها نداشته است ولی آبیاری با پساب سبب افزایش مقاومت فروروی (سختی) خاک در هر دو حالت خشک و مرطوب شده است. پارامترهای مدل ون¬گنوختن شامل n، ? و ?s در اثر آبیاری با پساب و آب چاه با تیمار شاهد تفاوت معنی¬داری نشان ندادند ولی ?s در دراز¬مدت نسبت به خاک بکر افزایش داشته است. آبیاری با پساب و آب چاه با کاهش چگالی ظاهری و افزایش منافذ مویینه و توان نگهداشت بیشینه خاک، باعث افزایش آب قابل استفاده خاک برای گیاه شده که در نهایت منجر به ارتقاء کیفیت فیزیکی خاک شده ¬است. به طور کلی پساب مجتمع فولاد مبارکه اصفهان بر ویژگی¬های هیدرولیکی و مکانیکی و آب¬گریزی خاک منطقه تأثیری مشابه آب چاه شماره 15 گذاشته است بنابراین استفاده از پساب در این منطقه می¬تواند به عنوان گزینه مناسبی برای آبیاری فضای سبز در نظرگرفته شود در صورتی که پایش¬های دوره¬ای کیفیت خاک (به ویژه شوری) نیز انجام گیرد.

ز بین عوامل مختلف نابود کننده جنگل ها و مراتع، آتش خطرناک ترین عامل به حساب می آید و اثرات متفاوتی را بسته به شرایط آن بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک می گذارد. به طوری که سالانه سطح زیادی از جنگل ها و مراتع دنیا دچار آتش سوزی می شوند که نه تنها باعث نابودی پوشش گیاهی بلکه باعث اختلال در فرایندهای هیدرولوژیکی، افزایش فرسایش خاک و رواناب تولیدی از این مناطق می شود.