تخریب حوزه های آبخیز جنگلی اثرات زیادی روی محیط زیست سراب و پایاب رودخانه ها دارد. به-طوری که تخریب اراضی جنگلی علاوه بر ایجاد فرسایش و کاهش حاصل خیزی در منطقه تخریب شده باعث آب شوئی و حمل عناصر غذایی و دیگر مواد آلاینده موجود در سطح زمین در اثر روان آب سطحی به اکوسیستم های آبی و در نتیجه آلودگی این منابع نیز می گردد. اما با وجود این معضل زیست محیطی ناشی از حمل عناصر غذایی، محققین کم تر آن را مورد توجه قرار داده اند. لذا تحقیق حاضر به منظور ارزیابی کمی تولید رسوب، روان آب و هدررفت عناصر غذایی و مواد آلی ‏به صورت مقایسه ای در دو منطقه با پوشش جنگلی بکر و تخریب شده در حوزه آبخیز جنگلی ‏آموزشی دانشگاه تربیت مدرس انجام پذیرفت.‏ تحقیق حاضر در قالب دو تیمار و سه تکرار در پلات های به ابعاد 2 در 3 متر و در مقیاس رگبار انجام شد. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که تخریب جنگل تأثیر معنی دار (01/0p<) بر مولفه های هیدرولوژی، هدررفت عناصر غذایی و مواد آلی داشته است. هم چنین میزان تولید روان آب، ضریب روان آب، تولید رسوب و غلظت رسوب در منطقه تخریب شده نسبت به منطقه جنگلی دست نخورده به ترتیب 5، 10، 18 و 6 برابر بیش تربوده است. از طرفی میزان هدررفت کربن، نیتروژن، فسفر و پتاسیم در جنگل تخریب شده نسبت به جنگل دست نخورده به ترتیب 5، 10، 16 و 8 برابر بیش تر و غلظت برای عناصر مذکور در منطقه دست نخورده نسبت به تخریب شده به ترتیب 3، 2، 1/1 و 4/1 برابر بیش تر بوده است. نسبت هدررفت عناصر غذایی و موادآلی در دو تیمار مورد بررسی نشان داد که بیش ترین هدررفت در مواد آلی به میزان 25 کیلوگرم در هکتار رخ داده است. هم چنین میزان نسبت غنی شدن برای عناصر مختلف در طی رگبارهای مورد مطالعه بیش تر از یک بوده است به طوری که دامنه آن برای کربن, نیتروژن، پتاسیم و فسفر به ترتیب برای منطقه دست نخورده 33/0±38/1، 11/0±13/1، 25/0±86/1 و 20/0±24/1 و برای منطقه تخریب شده 36/±59/1، 37/0±57/1، 22/0±98/1 و 29/0±008/1 می باشد. واژگان کلیدی: پلات فرسایشی، تولید رسوب،تولید رواناب ، حوزه آبخیز جنگلی، نسبت غنی شدن،هدر رفت عناصر غذایی و مواد آلی ،

شبیه ساز باران یکی از بنیادی ترین ابزارهای تحقیقاتی در مطالعات مربوط به فرسایش و فرآیندهای مربوط می باشد. از این رو تلاش های متعددی در زمینه ی طراحی، ساخت و واسنجی باران سازهای مختلف، متناسب با نیاز تحقیقاتی و شرایط اقلیمی در جهان انجام پذیرفته است. حال آن که استفاده از آن ها به سبب هزینه ی زیاد و یا متفاوت در شرایط کاربرد همواره دچار مشکل بوده است. لذا ساخت و طراحی شبیه ساز مناسب برای شرایط حاکم بر کشور با قابلیت کاربرد زیاد ضروری است. در همین راستا در پژوهش حاضر اقدام به شبیه سازی بارانی متناسب با شرایط اقلیمی استان مازندران در آزمایشگاه بزرگ شبیه ساز باران تحت فشار دانشگاه تربیت مدرس با سه پلات 6 در1 متر، شیب قابل تنظیم و حداقل ارتفاع بارش 4 متر گردید. در همین خصوص بنابراین به منظور انتخاب نازل مناسب با قابلیت دسترسی، نصب و کاربرد آسان، بررسی-های گسترده ای در زمینه ی نازل های مورد استفاده در سایر شبیه ساز های موجود و خصوصیات هر یک از آن ها و هم چنین یافتن جایگزینی مناسب با قابلیت دسترسی بیش تر انجام گرفت. هم چنین با بررسی ساختار درونی انواع مختلف نازل های در دسترس، اقدام به طراحی و ساخت نازل مناسب جهت شبیه سازی باران گردید. در نهایت نازل طراحی شده زائده دار با کد قراردادی apd4 به عنوان مناسب ترین نازل انتخاب و آزمون های خصوصیات باران شبیه سازی شده از طریق ثبت تصاویر سرعت بالا و ظروف متناسب جمع آوری کننده و هم چنین آزمون های یک-نواختی برای تک نازل و ترکیب مختلف مجموعه نازل ها در فشارهای مختلف انجام گرفت. محدوده قطری، سرعت و زاویه ی برخورد قطرات شبیه سازی شده در این پژوهش به-ترتیب کم تر از 5/0 تا 7/4 میلی متر، 8/4 تا 9 متر بر ثانیه و 89 درجه ثبت گردید. نتایج حاصل از طراحی و چینش شبکه نازل ها حاکی از قابلیت شبیه سازی دامنه شدت های 30 تا 120 میلی متر در ساعت با ضریب یک نواختی 80 تا 95 درصد در کل سطح 42 متر مربعی از طریق ترکیب 27 نازل فعال و غیر فعال و هم چنین تغییر دامنه ی فشار بهینه (10 تا 50 کیلوپاسکال) بود.

حفظ آب, خاک و منابع طبیعی از استراژی ها و اهداف مهّم و عمده آبخیزداری است. از طرفی حفاظت از خاک و جلوگیری از فرسایش لازمه حفظ و احیا منابع طبیعی تجدید شونده و توسعه همه جانبه آبخیزها می-باشد. خسارات و خطرات ناشی از فرسایش و جابه جایی توده های خاک در حوضه های آبخیز از مهّم ترین مسائل و مشکلاتی است که به طور همه جانبه احیا آبخیزها را تحت تأثیر قرار داده است. در مطالعات گذشته بیش تر نقش زمان و مکان مورد بررسی قرار گرفت ولی در هیچ کدام از این مطالعات به عواملی که مسبب این تغییرات در زمان های مختلف مد نظر قرار نگرفته است. از این رو تحقیق حاضر با هدف بررسی تغییرات رسوب زایی در دما و رطوبت های متفاوت و تغییرات آن در طول یک سال در حوضه آبخیز شهرکهنه انجام گرفت. منطقه مورد مطالعه در 10 کیلومتری غرب شهرستان قوچان واقع است. برای انجام این مطالعه دو کاربری مرتع و دیم انتخاب شد و در آن ها دماسنج های اعماق مختلف در خاک قرار گرفت و در کنار آن نیز با استفاده از باران ساز kamphorst اقدام به انجام اندازه گیری های متغیرهای مورد مطالعه در طول یک سال شد. پس از اندازه گیری های مورد نیاز آنالیزهای مربوطه انجام شد و در هر فصل و هر کاربری رابطه مربوطه با متغیر اندازه گیری بدست آمد. نتایج حاصل از مطالعه نشان داد که دمای عمق پایین تر از 10 سانتی متری خاک در تولید روان آب، رسوب و گل آلودگی تاثیر داشته و این اثر تا عمق 30 سانتی متری تشخیص داده شد، هم چنین هر چه میزان رطوبت در خاک افزایش یابد روان آب تولیدی بیش تر و رسوب کم تر بوده است و این موضوع در فصل زمستان در دو کاربری نمایان تر می باشد. در اعماق صفر تا 30 سانتی متری خاک، دماهای کم-تر از 8 و بیش تر از 20 درجه سانتی گراد و رطوبت بیش تر از 15 و کم تر از 10 درصد در تغییرات روان آب رسوب و گل آلودگی تاثیر بیش تری داشت. اثر رطوبت بالا را می توان در کاربری مرتع در فصل بهار مشاهده نمود که حداکثر روان آب به مقدار 12 لیتر بر متر مربع تولید نموده و تاثیر دمای پایین را در کاربری دیم فصل زمستان با 8 لیتر بر متر مربع مشاهده می شود. در هر دو کاربری میزان تولید رسوب از بهار به سمت زمستان کاهش و میزان روان آب بیش تر می شود.

بررسی اثر رطوبت خاک به ویژه اثر ترکیبی آن با شدت بارندگی بر فرآیندهای پاشمان، روان آب، فرسایش خاک و تولید رسوب در جهت شناخت و شبیه سازی پاسخ هیدرولوژیکی خاک ضروری است. حال آن که تحلیل فرآیندی اثرات اصلی و متقابل آن ها تاکنون کم تر مورد توجه قرار گرفته است. بر همین اساس پژوهش حاضر برای خاک شنی لومی مراتع ییلاقی البرز در آزمایشگاه شبیه-ساز باران و فرسایش دانشکده منابع طبیعی دانشگاه تربیت مدرس و مجهز به کرت های شیب پذیر آزمایشی با ابعاد 6×1 متر انجام شد. در این راستا، اثر پنج سطح رطوبت پیشین خاک در چهار سطح شدت بارندگی بر پاشمان، روان آب، فرسایش و رسوب در سه تکرار و در مجموع 60 کرت مورد آزمون قرار گرفت. برطبق نتایج پژوهش حاضر، تأثیرپذیری تمامی متغیرهای مورد بررسی شامل پاشمان کل و خالص، زمان شروع و ضریب روان آب، کل جابجایی خاک در کرت و سهم پاشمان، فرسایش بین شیاری، غلظت رسوب و هدررفت خاک از کرت و نسبت تحویل رسوب از رطوبت پیشین خاک و شدت بارندگی معنی دار بود. حال آن که نسبت پاشمان بالادست به پایین-دست تنها تحت تأثیر معنی دار شدت بارندگی بود. اثر متقابل رطوبت پیشین خاک و شدت بارندگی نیز در مجموع بر تمامی متغیرها به غیر از متغیرهای مربوط به پاشمان، ضریب روان آب و نسبت تحویل رسوب، معنی دار بود. نتایج حاصل از کاربرد خاک دانه های رنگی مصنوعی نشان داد که میانگین جابجایی خاک در دامنه شدت های بارندگی 30 تا 90 میلی متر در ساعت از 321 به 1079 گرم در متر مربع به طور نسبتاً یک نواخت افزایش یافت حال آن که در دامنه رطوبت های پیشین خاک 12 تا 44 درصد ابتدا از 839 به 654 در رطوبت پیشین 29 درصد کاهش و سپس مجدداً تا 765 گرم در متر مربع افزایش یافت. تحلیل نتایج نسبت تحویل رسوب کرت ها نیز نشان داد که نسبت تحویل رسوب حاصل از فرسایش بین شیاری در تمام تیمارها به دلیل زمان کوتاه آزمایش ها و طبعاً عدم وجود فرصت کافی برای انتقال ذرات جدا شده خاک توسط روان آب، کم تر از 20 درصد بود.

حفاظت خاک و مهارفرسایش از ضروری¬ترین مبانی استفاده صحیح از منابع آب و خاک است. استفاده از افزودنی های خاک از راه¬کارهای مناسب و جدید مهار فرسایش خاک تلقی می شوند. اگرچه افزودنی های متعددی با هدف حفظ خاک و آب مورد استفاده قرار گرفته است، لکن تاکنون ماندگاری اثر آن طی رگبارهای متوالی مورد توجه قرار نگرفته است. بر همین اساس پژوهش حاضر با هدف تحلیل اثر کاربرد ویناس به عنوان یکی از پسماندهای مهم کشت و صنعت نیشکر بر مهار فرسایش خاک در بارندگی های متوالی در خاک مراتع ییلاقی دامنه های شمالی البرز با بافت لومی-رسی-شنی انجام پذیرفت. پژوهش حاضردر شرایط آزمایشگاهی با استفاده از سامانه شبیه ساز باران صحرایی و کرت های فرسایشی کوچک با ابعاد 5/0 متر طول، 5/0 متر عرض و 3/0 متر ارتفاع در سه تکرار با شیب 20 درصد انجام و با تداوم 15 دقیقه و شدت های بارندگی 50 و 90 میلی متر بر ساعت انجام شد. تیمارهای پژوهش شامل تیمار شاهد و دو تیمار با مقادیر 5/4 و 8 لیتر بر مترمربع از ویناس و یک رگبار اولیه و چهار رگبار متوالی بوده است. نتایج حاصل از پژوهش، دلالت بر اثر معنی دار شدت بارندگی بر زمان، حجم رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب (00/0p=) و عدم اثر معنی دار آن بر ضریب رواناب (96/0p=) داشته است. نتایج به دست آمده اثر معنی دار توالی بارندگی بر زمان، حجم، ضریب رواناب و هدررفت خاک (01/0>p) و غیر معنی دار بر غلظت رسوب (13/0p=) را تأیید نمود. هم چنین اثر معنی دار تیمار بر زمان، حجم، ضریب رواناب، هدررفت خاک و غلظت رسوب (00/0p=) تأیید شد. از طرفی اثر متقابل شدت و توالی بارندگی بر زمان شروع رواناب (00/0p=)، حجم رواناب (08/0p=)، غلظت رسوب (04/0p=) و ضریب رواناب و هدررفت خاک (13/0<p) متفاوت ارزیابی شد. علاوه بر آن اثر متقابل شدت بارندگی و تیمار بر حجم و ضریب رواناب (00/0p=) و زمان شروع رواناب (05/0p=) معنی دار و بر هدررفت خاک و غلظت رسوب (19/0<p) غیرمعنی دار به دست آمد. هم چنین اثر متقابل توالی بارندگی و تیمار بر زمان شروع رواناب و هدررفت خاک (00/0p=)، غلظت رسوب (03/0p=)، ضریب رواناب (07/0p=) و حجم رواناب (16/0p=) متفاوت بود.