در سال های اخیر، به دلیل تجمع عناصر سنگین در خاک و خطرات ناشی از آن، تشخیص نوع، منشأ و پراکندگی این عناصر از اهمیت ویژه ای برخوردار است. با توجه به کمبود اطلاعات پیرامون پراکنش عناصر سنگین در خاک های استان همدان، این مطالعه با هدف بررسی تغییرات مکانی برخی فلزات سنگین در خاک های سطحی بخشی از استان همدان صورت گرفت. تعداد 263 نمونه مرکب خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متری از منطقه مطالعاتی به وسعت 1600 کیلومترمربع جمع آوری شد. موقعیت نقاط توسط دستگاه gps تعیین و کاربری محل نیز شناسایی و ثبت گردید پس از آماده سازی نمونه های خاک و سنگ، مقدار کل و قابل جذب عناصر سرب، روی، نیکل، مس و کادمیم در نمونه های خاک عصاره گیری و با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. به منظور بررسی تأثیر مواد مادری بر غلظت عناصر سنگین مورد مطالعه از مواد مادری نیز نمونه برداری صورت گرفت. برخی از ویژگی های خاک شامل قابلیت هدایت الکتریکی، بافت، ph، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی نیز در نمونه ها اندازه گیری شد. تغییرنمای همه جهته عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید و سپس الگوی مناسب بر آن ها برازش داده شد. در نهایت به وسیله روش کریجینگ نقشه پراکنش مکانی عناصر مورد مطالعه ترسیم گردید. نتایج تجزیه های زمین آماری نشان داد که مدل کروی بهترین مدل برازش داده شده برای غلظت کل عناصر سرب، روی، نیکل، مس و غلظت قابل جذب سرب و نیکل می باشد. بر اساس نقشه های پراکنش سرب کل و سرب قابل جذب، روی و مس کل، عامل موثر بر روند افزایشی این عناصر، نوع کاربری است. تجزیه سنگ های بستر در منطقه نیز نشان داد که شیل های واقع در قسمت های جنوب شرقی و غرب منطقه، دارای غلظت بالایی از عناصر نیکل و مس هستند. بنابراین، علاوه بر نوع کاربری عامل مهم دیگری که توانسته است غلظت مس را کنترل نماید، نوع مواد مادری در منطقه مورد مطالعه است. غلظت نیکل کل و قابل جذب تنها عامل کنترل کننده در منطقه، نوع مواد مادری می باشد. نتایج بررسی های آماری چندمتغیره نشان داد که کروم، کبالت و نیکل در یک گروه قرار داشته و توسط مواد مادری (عامل اول) کنترل می شوند. مس نیز یک ارتباط دو طرفه با هر دو گروه داشته، عامل دوم را تشکیل می دهد و توسط هر دو منبع انسانی و طبیعی کنترل می گردد. روی و سرب در ارتباط با فعالیت های انسانی بوده و عامل سوم را تشکیل می دهد. همبستگی بالایی بین عناصر با منشأ مواد مادری و برخی ویژگی های خاک مانند ماده آلی، رس و ظرفیت تبادل کاتیونی مشاهده شد. در حالی که روی و سرب همبستگی بالایی با این ویژگی ها نشان ندادند. توزیع فراوانی فلزات اندازه گیری شده نشان می دهد که بر اساس حد استاندارد آلودگی هلند (30 میلی گرم بر کیلوگرم)، نیکل بیشترین آلودگی (حدود 86%) را در منطقه دارد. در حالی که کبالت، روی، سرب و مس به ترتیب با 5، 3/5، 2/7 و 0/7 درصد بیشتر از حد آلودگی هلند، بعد از نیکل قرار دارند.

تعادل در چرخه عناصر غذایی کلیدی شاخص مهمی است که نشان دهنده بهبود یا تنزل سیستم خاک می باشد. نیتروژن یکی از مهمترین عناصر تأثیر گذار بر رشد محصول و از مهمترین عناصر کودی است و کمبود آن مهمترین عامل محدود کننده تولید می باشد. فعالیت آنزیم های خاک معیار مفیدی از پتانسیل بیولوژیک خاک می باشند. آنزیم ها شاخص هایی از حاصلخیزی و کیفیت خاک هستند و به عنوان مرکز فعالیت های میکروبی و تغییر شکل نیتروژن در خاک در نظر گرفته می-شوند. این پژوهش با هدف پیش بینی و تخمین فعالیت آنزیمی و اشکال مختلف نیتروژن توسط رگرسیون چند متغیره خطی و شبکه های عصبی مصنوعی، و بررسی پراکنش مکانی آنها در مراتع انجام گرفت. منطقه مورد مطالعه با مساحت 24 کیلومتر مربع در اراضی تپه ماهوری ضرغام آباد، جنوب سمیرم واقع در استان اصفهان با کاربری مرتع انتخاب و نمونه برداری از 125 نقطه از عمق 10-0 سانتی متری انجام شد. مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل هایی به ابعاد 3×3 متر در محیط نرم افزار ilwis تهیه شدو با استفاده از آن ویژگی های اولیه و ثانویه محاسبه شد. پس از آماده سازی نمونه ها فعالیت آنزیم-های اوره آز، ال-گلوتامیناز و ال-آسپاراژیناز، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول و برخی از خصوصیات خاک شامل توزیع اندازه ذرات، کربن آلی، نیتروژن کل، کربنات کلسیم معادل، phو ec اندازه گیری شد. مدل های رگرسیون چند متغیره خطی و شبکه عصبی مصنوعی برای پیش بینی و مدل سازی فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول، با استفاده از پارامترهای توپوگرافی و خصوصیات خاک انجام گردید. همچنین نقشه پراکنش مکانی فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول توسط کریجینگ ترسیم گردید. نتایج این تحقیق نشان دادند که همبستگی معنی داری بین پارامترهای توپوگرافی با فعالیت آنزیمی و اشکال مختلف نیتروژن وجود دارد. همچنین نتایج نشان دادند که رگرسیون تنها 62، 53 و 20 درصد از تغییرات فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول را به ترتیب توجیه می کنند. در حالیکه شبکه عصبی مصنوعی 96 تا 98 درصد تغییرات فعالیت آنزیمی و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و 94 درصد تغییرات نیتروژن آلی محلول خاک را توجیه می کند. نتایج آنالیز حساسیت بر اساس مدل های شبکه عصبی توسعه یافته نشان داد که جهت شیب و سایه اندازی از جمله مهمترین پارامترهای توپوگرافی، کربنات کلسم معادل و بافت خاک از جمله خصوصیات خاکی موثر بر متغیرهای مورد مطالعه هستند. نتایج بررسی توزیع مکانی نشان داد که، فعالیت آنزیمی، پتانسیل معدنی شدن نیتروژن و نیتروژن آلی محلول وابستگی مکانی متوسط دارند .همچنین وابستگی مکانی بین فعالیت آنزیمی با کربن آلی، نیتروژن کل و پتانسیل معدنی شدن نیتروژن، مثبت بوده در حالیکه وابستگی مکانی پتانسیل معدنی شدن نیتروژن با کربن آلی مثبت و با نیتروژن کل منفی بوده است. همچنین پتانسیل معدنی شدن نیتروژن دارای وابستگی مکانی مثبت با فعالیت آنزیم های مورد مطالعه است.

تأمین عناصر غذایی بر رشد گیاهان تاثیر زیادی دارد. یکی از این عناصر غذایی پتاسیم می باشد که جذب آن در اکثر گیاهان زراعی خیلی بیشتر از فسفر و ممکن است برابر یا بیشتر از جذب ازت باشد. مطاله حاضر با هدف پهنه بندی پتاسیم کل و قابل جذب در خاک های سطحی بخشی از اراضی شهرستان فریدن اصفهان صورت گرفت. در این مطالعه عوامل موثر بر تغییرات مکانی پتاسیم کل و قابل جذب از قبیل نوع ماده مادری، کاربری اراضی و توپوگرافی مورد بررسی قرار گرفت. همچنین رابطه بین پتاسیم کل و قابل جذب خاک با برخی از ویژگی های خاک بررسی شد. بدین منظور از سطح 60000 هکتار تعداد 165 نمونه خاک از عمق 15-0 سانتیمتری خاک های تشکیل شده بر روی 7 ماده مادری مختلف جمع آوری گردید. پتاسیم قابل جذب با استفاده از روش عصاره گیری با استات آمونیوم و پتاسیم کل با استفاده از روش هضم (مخلوط چهار اسید) اندازه گیری شد. سایر ویژگی های خاک (اسیدیته، هدایت الکتریکی، ظرفیت تبادل کاتیونی، درصد مواد آلی، درصد آهک و بافت خاک) نیز تعیین شدند. همچنین آزمایش های کانی شناسی بر روی خاک های حاصل از مواد مادری مختلف انجام گرفت. نتایج حاصل نشان داد که در سطح 5 درصد اختلاف معنی داری از نظر میزان پتاسیم کل و قابل جذب در خاک های تشکیل شده بر روی مواد مادری متفاوت وجود دارد. خاک های تشکیل شده بر روی گرانیت و سنگ های آهکی به ترتیب کمترین و بیشترین میزان پتاسیم قابل جذب و خاک های حاصل از نهشته آبرفتی قدیمی و تناوب شیست و ماسه سنگ دانه ریز و مرمر به ترتیب کمترین و بیشترین میزان پتاسیم کل را دارند. نتایج حاصل از میزان غلظت پتاسیم کل در کاربری های مختلف نشان داد که کاربری دیم و آبی به ترتیب دارای بیشترین و کمترین غلظت پتاسیم کل است. همچنین در کاربری باغ و مرتع به ترتیب بیشترین و کمترین میزان پتاسیم قابل جذب مشاهده شد. میانگین غلظت پتاسیم قابل جذب در منطقه مورد مطالعه 3/354 میلی گرم درکیلوگرم خاک بوده که این میزان برای اکثر گیاهان زراعی بیشتر از حد بحرانی می باشد. بیشترین سطح منطقه مورد مطالعه پتاسیم قابل جذب بین 241 تا 400 میلی گرم بر کیلوگرم را به خود اختصاص داده است و این میزان به اندازه ای است که می تواند پتاسیم مورد نیاز گیاهان را به مدت چند سال تأمین کند. همچنین حدود 6/27 درصد منطقه پتاسیم کمتر از 240 میلی گرم بر کیلوگرم را دارند که احتیاج به مدیریت کودی صحیح دارند. به طور کلی بخش کوچکی از پتاسیم کل در خاک های مورد مطالعه به صورت قابل جذب می باشد و این امر نشان می دهد که این خاک ها مشکلی از نظر میزان پتاسیم نداشته و فقط به دلیل وجود کانی موسکویت در مواد مادری این خاک ها قابلیت آزادسازی پتاسیم پایین است. نتایج حاصل نشان داد که از بین ویژگی های خاک مورد مطالعه تنها درصد شن با پتاسیم کل همبستگی مثبت و معنی داری را دارد و سایر ویژگی ها همبستگی منفی را نشان دادند. همچنین درصد رس، ماده آلی و ظرفیت تبادل کاتیونی به ترتیب بیشترین همبستگی را با پتاسیم قابل جذب نشان دادند. نتایج کانی شناسی نشان داد که در این خاک ها غالبا" کانی های کائولینیت، ایلیت، کوارتز و همچنین مقدار کمی کانی کلریت و ورمیکولیت وجود دارد. بطور کلی بخش اعظم کانی های پتاسیم دار (فلدسپارها و میکاها) در بخش درشت خاک وجود دارد و میزان پتاسیم کل در این بخش زیاد است ولی بخش ریز خاک (رس) کانی پتاسیم دار کمی داشته و بنابراین میزان پتاسیم کل در این بخش کمتر است. نتایج حاصل از آنالیز همبستگی مکانی نشان داد که غلظت پتاسیم کل و قابل جذب در منطقه مورد مطالعه دارای کلاس همبستگی متوسط می باشند. همچنین دامنه تأثیر برای پتاسیم قابل جذب نسبت به پتاسیم کل بیشتر می باشد و دامنه تأثیر بزرگ دلالت بر ساختار مکانی بیشتر در مقادیر متغیر مورد نظر دارد.

معمولاً از روش های شیمیایی در بررسی آلودگی خاک استفاده می شود که روشی دشوار، پر هزینه و مخرب است ولی امروزه روش های جدید اندازه گیری به وسیله مغناطیس سنجی به عنوان یک روش مناسب برای ارزیابی آلودگی فلزات سنگین در خاک استفاده می شود که روشی سریع، ارزان و غیر مخرب است. این مطالعه با هدف بررسی اثرات کاربری اراضی و مواد مادری بر توزیع مکانی پذیرفتاری مغناطیسی و غلظت برخی از فلزات سنگین در خاک سطحی برخی از اراضی مناطق شهری و شرق اصفهان انجام گرفت. در مجموع از 204 نقطه خاک سطحی از 6 عمق 5-0، 10-5، 15-10، 20-15، 25-20، 30-25 سانتی متری از منطقه ای به وسعت 5100 کیلومتر مربع نمونه برداری صورت گرفت. پس از آماده سازی نمونه ها، مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس khz46/0 (?lf) و khz 6/4 (?hf) اندازه گیری شد و مقدار پذیرفتاری وابسته به فرکانس (?fd) نیز با استفاده از معادله مربوط محاسبه گردید. غلظت فلزات آهن، روی، مس، منگنز، نیکل، کبالت، سرب و کروم در نمونه های خاک نیز پس از عصاره گیری، با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. برخی از ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک شامل هدایت الکتریکی، ph، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی، گچ و بافت خاک نیز در نمونه ها تعیین گردید. نقشه پراکنش مکانی پارامتر های مورد مطالعه نیز با استفاده از روش کریجینگ ترسیم گردید. در مجموع در تمام مناطق مطالعه شده 6 نوع مختلف از الگوهای پذیرفتاری مغناطیسی مشاهده شد که الگوهای شاخص برای خاک های قرار گرفته بر روی مواد مادری آذرین و رسوبی در کاربری های کشاورزی، مرتعی، کنار جاده و شهری است. نتایج آنالیز فلزات سنگین نشان داد که غلظت فلزات سرب، روی و مس در کاربری شهری بیشتر تحت تأثیر فعالیت های انسانی از جمله آلودگی ترافیکی و شهری و فعالیت های معدن کاوی در منطقه قرار دارند. نتایج نشان داد که در کاربری غیر شهری فلزات منگنز و کبالت همبستگی مثبت و معنی داری با ?lf و ?hfدارد. در کاربری شهری غلظت فلزات آهن، روی، منگنز، نیکل و سرب همبستگی منفی و معنی داری با ?fd نشان داد و در کاربری غیر شهری آهن، روی و نیکل همبستگی مثبت و معنی داری با ?fd نشان داد که دلالت بر وجود ذرات سوپر پارامگنتیک در منطقه دارد. غلظت بالای فلزات سرب، روی و مس در کاربری شهری نشان داد که این مناطق در مقایسه با کاربری های کشاورزی و مرتعی آلوده شده است. نتایج نشان داد که دو عامل مهم کنترل کننده پذیرفتاری مغناطیسی و غلظت فلزات سنگین در منطقه مواد مادری و فعالیت های انسانی است. همبستگی منفی و معنی دار بالایی بین پذیرفتاری مغناطیسی و هدایت الکتریکی، گچ، کربنات کلسیم معادل و ماده آلی مشاهده شد. افزایش املاح محلول، گچ، کربنات کلسیم معادل و ماده آلی پذیرفتاری مغناطیسی خاک را از طریق رقیق سازی کانی های مغناطیسی کاهش می دهند. بر اساس نتایج این مطالعه به دست آوردن الگوی توزیع پذیرفتاری مغناطیسی در مواد مادری مختلف فاکتور مهمی در تفسیر داده های پذیرفتاری بدست آمده از کاربری های مختلف است و همچنین از اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی می توان برای ارزیابی آلودگی فلزات سنگین خاک استفاده نمود.

فرسایش خاک از جمله چالش های مهم زیست محیطی است که در مناطقی که کنترل نمی شود نه تنها سبب وارد آوردن خسارت های جبران ناپذیر به اراضی منابع طبیعی و کشاورزی می شود بلکه با رسوب مواد در آبراهه ها، مخازن، دریاچه سدها و بنادر، سبب کاهش ظرفیت آب گیری آن ها و بنابراین زیان های فراوان می شود. در این پژوهش قابلیت استفاده از سه مدل گوناگون شامل مدل های الگوریتم منطق فازی، swat و الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی برای برآورد فرسایش خاک در حوزه آبخیز بازفت (حد فاصل ?34 °49 تا ?32 °50 طول شرقی و ?37 °31 تا ?39 °32 عرض شمالی با مساحت 9/216786 هکتار) بررسی شد. در مدل الگوریتم منطق فازی، سه عامل اصلی موثر بر فرسایش در معادله جهانی هدررفت خاک (usle) شامل درصد شیب، درصد پوشش گیاهی و فاکتور فرسایش پذیری خاک (k در مدل usle) برای مدل سازی خطر فرسایش خاک مورد استفاده قرار گرفتند. در مدل swat، ابتدا امکان استفاده از 3 مجموعه داده اقلیمی مختلف شامل داده های اقلیمی حوزه آبخیز بازفت، داده های اقلیمی جهانی (cru) و داده های اقلیمی ترکیبی بازفت - cru برای شبیه سازی بهتر رواناب جاری در منطقه، بررسی شد. سپس قابلیت استفاده از الگوریتم های glue، sufi-2 و pso برای واسنجی و اعتبارسنجی مدل ارزیابی گردید. پس از تعیین الگوریتم مناسب از مدل واسنجی و اعتبارسنجی شده برای برآورد میزان هدررفت خاک در منطقه مورد مطالعه استفاده شد. در مدل الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی نیز میانگین وزنی 12 پارامتر زودیافت موثر بر فرسایش خاک و تولید رسوب در منطقه برای برآورد خطر فرسایش استفاده شد. بر اساس نتایج مدل الگوریتم منطق فازی، بخش عمده ای از حوزه آبخیز بازفت (حدود 2/42 درصد از وسعت منطقه معادل 91428 هکتار) دارای خطر فرسایش خاک خیلی زیاد (بیش از 50 تن در هکتار در سال) و حدود 6/35 درصد (77225 هکتار، 13 زیرحوزه) نیز دارای خطر فرسایش زیاد (25 تا 50 تن در هکتار در سال) بود. تنها 7 زیرحوزه از مجموع 55 زیرحوزه در کل منطقه مورد مطالعه در گروه خطر فرسایش خاک خیلی کم (کم تر از 5 تن در هکتار در سال) قرار گرفتند. با اجرای مدل swat، حوزه آبخیز بازفت به 55 زیرحوزه و 946 واحد واکنش هیدرولوژیک (hru) تقسیم شد. مدل swat طراحی شده با داده های اقلیمی ترکیبی بازفت - cru، شبیه سازی بهتری از رواناب جاری در منطقه مورد مطالعه داشت. استفاده از الگوریتم pso برای واسنجی مدل، منجر به نتایج بهتری نسبت به الگوریتم های glue و sufi-2 شد و داده های شبیه سازی شده هم بستگی بیش تری با داده های مشاهده ای داشتند. مقدار ضریب نش- ساتکلیف برای مدل واسنجی شده با الگوریتم pso برابر 38/0 بود درحالی که مقدار آن برای مدل واسنجی شده با استفاده از الگوریتم های glue و sufi-2 به ترتیب 21/0 و 31/0 بود. مدل swat، دقت قابل قبولی در شبیه سازی رواناب در هر دو مرحله واسنجی و اعتبارسنجی داشت. مقادیر r-factor و p-factor به دست آمده در مرحله واسنجی به ترتیب برابر 25/1 و 81/0 و ضرایب تبیین و نش- ساتکلیف به دست آمده برای مرحله اعتبارسنجی به ترتیب 64/0 و 60/0 بود. در شبیه سازی رسوب، مقادیر r-factor و p-factor به دست آمده برای مرحله واسنجی به ترتیب برابر 69/0 و 85/0 و برای مرحله اعتبارسنجی برابر 63/0 و 80/0 بودند. با اولویت بندی زیرحوزه ها بر اساس نتایج مدل swat، حدود 7/31 درصد از وسعت حوزه آبخیز (17 زیر حوزه از مجموع 55 زیرحوزه) دارای میزان فرسایش خیلی زیاد بود. زیرحوزه های با فرسایش خاک خیلی زیاد منشأ حدود 84 درصد از رسوب تولیدی در منطقه مورد مطالعه بودند. میزان فرسایش خاک در بخش ناچیزی از منطقه مورد مطالعه (حدود 6/13 درصد) کم تر از 5 تن در هکتار در سال بود. با خوشه بندی زیرحوزه ها بر اساس روش الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی در قالب 10 خوشه، خوشه شماره 9 با 12 زیرحوزه و خوشه های شماره 5 و 8 هر کدام با یک زیرحوزه به ترتیب بیش ترین و کم ترین تعداد زیرحوزه را در برگرفتند. با تعیین میزان فاصله شباهت، خوشه شماره 9 دارای بیش ترین شباهت (کم ترین فاصله شباهت) با خوشه فرضی (که در آن 12 پارامتر مورد استفاده برای برآورد خطر فرسایش به صورتی در نظر گرفته شدند تا بیش ترین فرسایش و رسوب حاصل شود) بود. بر اساس نتایج مدل الگوریتم ژنتیک - خوشه بندی فازی، تعداد 12 زیرحوزه از مجموع 55 زیرحوزه در کل حوزه آبخیز بازفت دارای خطر فرسایش خیلی زیاد بودند که در مجموع حدود 5/29 درصد از وسعت کل حوزه (حدود 63879 هکتار) را شامل شدند. بنابراین بر اساس نتایج مدل های مورد مطالعه، بخش وسیعی از حوزه آبخیز بازفت دارای خطر فرسایش خاک زیاد تا خیلی زیاد بود. با اولویت بندی زیرحوزه های بحرانی، زیرحوزه های شماره 7، 4، 8، 9 و 25 به ترتیب دارای بیش ترین میزان فرسایش بوده و به عنوان زیرحوزه-های بحرانی از نظر فرسایش و هدررفت خاک در حوزه آبخیز بازفت به منظور اجرای برنامه های حفاظت خاک و مبارزه با فرسایش و کاهش رسوب زایی در منطقه، معرفی شدند.

با توجه به روند رو به رشد صنعتی شدن مشکل آلودگی زیست محیطی برای چند دهه افزایش یافته است. در میان تعداد زیادی از آلاینده های خاک، فلزات سنگین به ویژه فلزات سنگین خطرناک به علت سمیت و طول عمر بالا در محیط زیست و بهداشت عمومی اهمیت زیادی دارد. بنابر این تهیه نقشه های توزیع مکانی فلزات سنگین برای کنترل خطرات ناشی از فلزات سنگین ضروری می باشد. عموماً از روش های شیمیایی در بررسی آلودگی خاک ها استفاده می شود که روشی دشوار و وقت گیر است. اما اخیراً از اندازه گیری پارامترهای مغناطیسی استفاده می شود که روشی سریع و غیرمخرب است. این پژوهش با هدف بررسی تغییرات عمقی و سطحی برخی عناصر سنگین و پذیرفتاری مغناطیسی در خاک های فضای سبز کارخانه ذوب آهن اصفهان به وسعت 2000 هکتار انجام شد. تعداد 202 پروفیل براساس یک شبکه بندی منظم حفر گردید و در مجموع 500 نمونه خاک از اعماق 0 تا 30، 60 تا 90 و 120 تا 150 سانتی متری برداشته شد. پس از آماده سازی نمونه ها، مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس khz 46/0 (lf?) و khz 6/4 (hf?) اندازه گیری شد و مقدار پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس نیز محاسبه گردید. غلظت فلزات سرب، روی، منگنز، آهن، مس، نیکل، کروم و کبالت در نمونه های خاک نیز پس از عصاره گیری با اسید نیتریک 5 نرمال، با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. برخی از ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک شامل، کربنات کلسیم معادل، ماده آلی، هدایت الکتریکی، ph، گچ، ظرفیت تبادل کاتیونی و بافت خاک نیز در نمونه ها تعیین گردید. با استفاده از فاکتور آلودگی و نقشه های فاکتور آلودگی عناصر به بررسی آلودگی و توزیع فلزات سنگین در خاک منطقه مورد مطالعه پرداخته شد. با توجه به نتایج فاکتور آلودگی، منطقه مورد بررسی از نظر آلودگی به عناصر سنگین از بیشترین به کمترین به این صورت رتبه بندی می شود: سرب > روی > منگنز > آهن > مس > نیکل ? کبالت > کروم. نتایج حاصل از تجزیه عنصری و تصاویر میکروسکوپ روبشی نشان دادند که نواحی آلوده در منطقه مورد بررسی حاوی ذرات فری مغناطیس می باشند. نتایج نشان داد غنی شدن سطح خاک به وسیله ذرات فری مگنتیک حاوی آهن، سرب، روی و منگنز با منشاء انسانی باعث افزایش معنی دار پذیرفتاری مغناطیسی در عمق 0 تا 30 سانتی متری شده است. نتایج نشان داد که غلظت فلزات آهن، منگنز، سرب و روی درعمق 0 تا 30 سانتی متری تحت تأثیر فعالیت های صنعتی قرار دارند. از طرفی غلظت نیکل، مس، کروم و کبالت در خاک های مورد بررسی عمدتاٌ تحت تأثیر مواد مادری قرار دارند. نتایج نشان داد که غلظت فلزات سرب، روی، آهن و منگنز در عمق 0 تا 30 سانتی متری همبستگی مثبت و معنی داری با پارامترهای مغناطیسی (lf? و hf?) دارند که می تواند به دلیل انتشار آلودگی-های حاصل از فعالیت های صنعتی در منطقه مطالعاتی باشد. همچنین همبستگی منفی و معنی داری بین کبالت و پذیرفتاری مغناطیسی مشاهده شد. علاوه بر این شاخص بار آلودگی همبستگی مثبت و معنی داری با پذیرفتاری مغناطیسی نشان داد. بر اساس نتایج این پژوهش می توان از پذیرفتاری مغناطیسی به عنوان شاخصی برای بررسی غیر مستقیم آلودگی خاک به عناصر سنگین در نواحی صنعتی استفاده کرد.

امروزه فرسایش خاک و به دنبال آن تشکیل رسوب به عنوان یک نگرانی جدی در سراسر جهان، مخصوصاً در نواحی تپه ماهوری مطرح است. پژوهشگران در سراسر دنیا از گذشته در پی این بوده اند تا با استفاده از روش های مختلف بتوانند میزان فرسایش را در اراضی مختلف محاسبه نمایند. استفاده از عناصر رادیواکتیو یک ابزار اقتصادی و سریع برای توصیف هدر رفت خاک می باشد. سزیم-137 یک عنصر رادیواکتیو مصنوعی با تشعشع گامای بالا و نیمه عمر 2/30 سال می باشد که در سال های 1950-1970 در اثر انفجارات هسته ای همراه با بارش باران وارد جو زمین شد. سزیم-137 فرونشسته روی اراضی، به شدت جذب سطحی رس و ماده آلی شده و در افق های سطحی متمرکز می شود. فرآیندهای فیزیکی از قبیل فرسایش و خاکورزی دلیل اصلی توزیع مجدد سزیم در خاک می باشند. روش های مغناطیسی، روش هایی دقیق، سریع، غیر مخرب و نسبتاً ساده می باشند که در مطالعات فرسایش خاک و ردیابی حرکت خاک سطحی بر روی شیب تپه ها مورد استفاده قرار گرفته اند. شهرستان فریدونشهر از زیر حوضه های اصلی دو سد کارون و زاینده رود می باشد. در اثر فعالیت های نادرست بشری در این منطقه، شدت فرسایش خاک فراتر از حد طبیعی است، بنابراین برای انجام عملیات حفاظت خاک و آب مورد نیاز بدست آوردن اطلاعات معتبر در مورد فرسایش امری ضروری می باشد. این تحقیق با هدف مقایسه شدت توزیع مجدد فرسایش خاک و همچنین ارزیابی همبستگی بین مقدار سزیم-137 و پذیرفتاری مغناطیسی نمونه های خاک جمع آوری شده از دو شیب تپه با کاربری مرتع و تحت کشت در شهرستان فریدونشهر واقع در غرب استان اصفهان، انجام گرفت. در هر کاربری از چهار موقعیت قله، شانه، پشت و پای شیب و در هر موقعیت از سه نقطه و در هر نقطه از سه عمق 0-10، 10-20 و 20-30 سانتی متری نمونه برداری با سطح مقطع 15 در 15 سانتی متر انجام شد. دستگاه اسپکترومتری اشعه گاما برای آنالیز سزیم-137 مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای مغناطیسی نمونه های خاک به وسیله دستگاه bartington در دو فرکانس 46/0 و6/4 کیلوهرتز اندازه گیری شدند. نتایج بدست آمده نشان داد که در میان ویژگی های فیزیکو شیمیایی و مغناطیسی خاک، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین(r =0/83**) در کاربری مرتع و پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا(r =0/89**) در کاربری کشاورزی بیشترین همبستگی را با سزیم-137 نشان دادند. در آنالیز رگرسیون چند متغیره در کاربری مرتع، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین (r =0/68**) و در کاربری کشاورزی پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا(r =0/79**) وارد مدل رگرسیونی شدند. این نتایج موید این مطلب است که استفاده مستقیم از پذیرفتاری مغناطیسی می تواند به تنهایی برای تخمین مستقیم فرسایش و رسوب خاک مورد استفاده قرار گیرد. با استفاده از روش سزیم-137 میانگین هدر رفت خاک در کاربری مرتع(4/46 تن بر هکتار در سال) به طور معنی داری(سطح 5 درصد) کمتر از میانگین هدر رفت خاک در کاربری کشاورزی(4/80 تن بر هکتار در سال) بدست آمد. در هر دو کاربری حداکثر میانگین هدر رفت خاک در شانه شیب بدست آمد که به ترتیب در کاربری مرتع وکشاورزی برابر با 1/60 و 8/84 تن بر هکتار در سال بدست آمد. حداکثر تجمع خاک نیز در هر دو کاربری در پای شیب بدست آمد که به تر تیب در کاربری مرتع و کشاورزی برابر با 34 و 4/32 تن بر هکتار در سال بودند. پذیرفتاری مغناطیسی بطور معنی داری(سطح 5 درصد) در کاربری مرتع که هدر رفت خاک کمتری نسبت به کاربری تحت کشت نشان داد، بیشتر بدست آمد. همچنین کمترین مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در هر دو کاربری در شانه شیب بدست آمد که دارای بیشترین مقدار هدر رفت خاک نیز بود. بیشترین مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در هر دو کاربری در پای شیب بدست آمد که دارای بیشترین مقدار انباشت خاک نیز بود. بنابراین می توان نتیجه گرفت که در طول شیب تپه های مورد مطالعه، ذرات ریز مغناطیسی در اثر فرآیندهای فرسایش و رسوب، به همراه ذرات ریز خاک(رس)، جابجا شده اند. کلمات کلیدی: توزیع مجدد خاک، سزیم-137، پارامترهای مغناطیسی، پذیرفتاری مغناطیسی، نانوذرات مگنتیت و مگهمیت.

ویژگی ها به شدت تحت تأثیر کاربری و مدیریت زمین قرار دارند. اندازه گیری ویژگی های هیدرولیکی خاک در مزرعه و آزمایشگاه زمان بر و هزینه بر است.علاوه براین، نتایج آن به خاطر تغییرات مکانی و زمانی ویژگی های فیزیکی و هیدرولیکی خاک ممکن است دقیق نباشند. این پژوهش با هدف اندازه گیری و تخمین ویژگی های هیدرولیکی نزدیک اشباع در بخشی از زمین های مرتعی و کشاورزی شهرستان های فارسان و کوهرنگ واقع در استان چهارمحال بختیاری صورت گرفت. در این منطقه عمدتاً کاربری های مرتع، دیم، کشت آبی و آیش وجود داشت. داده های نفوذ تجمعی غیراشباع توسط دستگاه نفوذسنج مکشی در مکش های متوالی 15، 10، 5 و 2 سانتی متر در 100 نقطه جمع آوری شد. سپس نگهداشت رطوبت نمونه های خاک دست نخورده برداشت شده از زیر صفحه نفوذسنج در مکش های 0، 5، 10، 15، 20، 25، 30، 40، 50، 60، 70، 80، 90، 100، 330، 500، 2000 و 5000 سانتی متر آب توسط دستگاه های آزمایشگاهی اندازه گیری شد. هم چنین هدایت هیدرولیکی اشباع خاک به روش بار ثابت روی این نمونه دست نخورده اندازه گیری شد. برخی ویژگی های زودیافت خاک شامل بافت، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، نسبت جذبی سدیم، چگالی ظاهری خشک در رطوبت مزرعه (هوا-خشک) و چگالی ظاهری خشک نظیر مکش 2 سانتی متر نیز اندازه گیری شد. پارامترهای معادله گاردنر (1958) از طریق برازش بهترین خط بر نتایج معادله وودینگ (1968) برآورد شدند. پارامترهای مدل ون گنوختن (1980) با استفاده از داده های نفوذ تجمعی توسط نرم افزار disc، و با استفاده از داده های آزمایشگاهی توسط نرم افزار retc برآورد شدند.. استخراج معادلات رگرسیونی برآورد ویژگی ها و پارامترهای هیدرولیکی خاک به روش گام به گام انجام شد. مدل سازی (برآورد) پارامترهای هیدرولیکی خاک توسط شبکه های عصبی مصنوعی feed forward back-propagation، با تابع یادگیری لونبرگ-مارکواردت و تابع انتقال tansig صورت پذیرفت. آنالیز حساسیت شبکه های عصبی به روش statsoft انجام شد. مقایسات آماری اثر کاربری زمین بر ویژگی های خاک توسط روش glm، با آزمون lsd صورت پذیرفت. نتایج نشان داد هدایت هیدرولیکی اشباع و رطوبت اشباع اندازه گیری شده در آزمایشگاه به طور معنی داری بزرگ تر از مقادیر برآوردشده آنها از روی داده های مزرعه ای بود. هم چنین پارامترهای شکل (n) و مقیاس (?) مدل ون گنوختن (1980) برآوردشده با استفاده از داده های مزرعه ای به طور معنی داری بزرگ تر از داده های آزمایشگاهی بود. هدایت هیدولیکی غیراشباع برآورد شده توسط روش تحلیلی وودینگ به طور معنی داری بزرگ تر از مقادیر برآوردشده توسط روش عددی disc بود. ptfs موجود در منابع پارامترهای هیدرولیکی خاک در منطقه را ضعیف پیش بینی کردند. شبکه های عصبی مصنوعی بهتر از رگرسیون چندمتغیره خطی و غیرخطی پارامترهای هیدرولیکی خاک را برآورد نمودند. آنالیز حساسیت شبکه های عصبی مصنوعی نشان داد که تراکم نسبی و چگالی ظاهری خشک نظیر مکش 2 سانتی متر تأثیرگذارترین ویژگی ها بر پارامترهای هیدرولیکی خاک در منطقه هستند. کاربری زمین به طور معنی داری هدایت هیدرولیکی غیراشباع، شدت نفوذ ماندگار و ضریب جذب و دفع را تحت تاثیر قرار داد به گونه ای که با کاهش مکش (به طرف رطوبت اشباع) تفاوت بین ویژگی های هیدرولیکی افزایش یافت. هم چنین نتایج نشان داد هدایت هیدرولیکی خاک در دامنه مکش مورد بررسی در کاربری مرتع کم تر از سایر کاربری ها است. در تمامی کاربری ها در ابتدای آزمایش در مکش 15 سانتی متر قابلیت جذب زیاد بود و سپس با کاهش مکش به 10 سانتی متر کاهش یافت و پس از آن مجدداً باکاهش مکش افزایش یافت. به طور کلی در منطقه مورد بررسی ویژگی های هیدرولیکی خاک عمدتاً تحت تاثیر ساختمان خاک و مدیریت زمین قرار گرفتند و اثر ویژگی های ذاتی خاک مانند بافت کم تر بود. روابط رگرسیونی استخراج شده برای برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک دقت کافی نداشتند و پیشنهاد می شود برای مدل-سازی و برآورد پارامترهای هیدرولیکی خاک در این منطقه ویژگی های ساختمانی خاک نیز مدنظر قرار گرفته شود.

خصوصیات ژئو شیمیایی، کانی شناسی و مورفولوژی خاک ها و مواد مادری مربوطه در حوضه آبخیز محمد آبادکتول، استان گلستان ارزیابی گردید. چهار پروفیل با چهار ماده مادری مختلف شامل لس، ایگنمبریت، ماسه سنگ و سنگ آهک از منطقه شمال ایران برای تعیین یکنواختی مواد مادری و درجه تکامل خاک های مختلف انتخاب شدند. خاک ها در گروه های بزرگ xerorthents،haploxerepts ، calcixerolls طبقه بندی شدند. رژیم حرارتی و رطوبتی خاک به ترتیب ترمیک و زریک بوده است. کانی های کلریت، ایلیت، اسمکتیت، کائولینیت، ورمی کولیت و همچنین کانی های مختلط ایلیت ورمی کولیت و ایلیت اسمکتیت در بخش رس خاک های مورد مطالعه، مشاهده گردید. تغییرات کم در نسبت ti/zr در طول هر پروفیل ثابت کرد که خاک های مورد مطالعه هر یک با ماده مادری مربوطه رابطه نزدیکی داشتند. شاخص هوادیدگی شیمیایی (cia)، شاخص میکرومورفولوژی خاک (miseca)، شاخص نسبت اسمکتیت به ایلیت + کلرایت و پذیرفتاری مغناطیسی برای بررسی و مقایسه درجه هوادیدگی خاک ها به کار برده شدند. بیشترین میزان شاخص هوادیدگی شیمیایی (cia) در پروفیل با ماده مادری لسی مشاهده گردید که بیانگر بیشترین میزان هوادیدگی در این پروفیل می باشد. مقایسه درجه تکامل خاک با استفاده از شاخص (miseca) نشان داد که افق bt پروفیل لسی دارای بیشترین درجه تکامل بوده است. نسبت اسمکتیت به ایلیت + کلریت در پروفیل ها از صفر در پروفیل با ماده مادری آهکی تا یک در پروفیل با ماده مادری لسی متغیر بوده است که به ترتیب نشان دهنده کمترین و بیشترین میزان تکامل در این پروفیل هاست. میزان پذیرفتاری مغناطیسی و آهن دیتیونات هم در پروفیل لسی دارای بیشترین مقدار بوده است که با نتایج دیگر مطابقت دارد.

فرسایش خاک یکی از مهم ترین مشکلات محیط زیست جهانی محسوب می شود که محصول اکوسیستم ناپایدار بوده و خود نیز در تشدید ناپایداری اکوسیستم نقش بسیار مهمی دارد. در این راستا تشخیص نقاط بحرانی فرسایش خاک، اولین گام جهت مبارزه و کاهش فرسایش مخرب می باشد. مدل های متعددی به تخمین فرسایش خاک می پردازند که در صورت به کارگیری داده های ورودی دقیق تر، امکان پیش بینی بهتری از میزان فرسایش خاک را خواهند داشت. مقاومت برشی خاک سطحی یکی از مهم ترین پارامتر های ورودی مدل های فرسایش خاک است که اندازه گیری مستقیم آن در سطح حوضه آبخیز دشوار، هزینه بر و وقت گیر می باشد. این پژوهش با هدف پیش بینی مقاومت برشی سطحی خاک و تعیین و رتبه بندی مهم ترین فاکتور?های موثر بر مقاومت برشی خاک سطحی، با استفاده از مدل?سازی توسط روش های رگرسیون چندمتغیره خطی، شبکه عصبی مصنوعی و سیستم نرو فازی، انجام شد. برای اندازه گیری مقاومت برشی خاک سطحی در صحرا، دستگاه جعبه برش مستقیم طراحی و ساخته شد. این دستگاه قادر به تعیین هر دو پارامتر چسبندگی (c) و زاویه اصطکاک داخلی (?) خاک می باشد. منطقه مورد مطالعه با مساحت 3500 کیلو متر مربع در اراضی شهرستان سمیرم، واقع در استان اصفهان با کاربری مرتع، کشت آبی و کشت دیم انتخاب و مقاومت برشی خاک سطحی توسط دستگاه جعبه برش مستقیم در 100 نقطه اندازه گیری شد. نمونه برداری خاک نیز در این 100 نقطه از لایه 5-0 سانتی متری خاک انجام گرفت. ویژگی های توزیع اندازه ذرات، درصد رس ریز، مقدار ماده آلی (om)، درصد آهک، چگالی ظاهری و درصد سنگ ریزه خاک روی نمونه های برداشت شده اندازه گیری شدند. شاخص پوشش گیاهی (ndvi) نیز به کمک تصاویر ماهواره ای تعیین گردید. مدل های رگرسیون چندمتغیره خطی (mlr)، شبکه عصبی مصنوعی (anns) و سیستم نرو فازی (anfis) برای پیش بینی و مدل سازی مقاومت برشی سطحی خاک، با استفاده از دو گروه داده ورودی شامل: 1) ویژگی های زودیافت خاک (توابع انتقالی خاک، ptfs) و 2) ویژگی های زودیافت خاک به همراه ndvi (توابع پیش بینی فضایی خاک، sspfs)، انجام شد. هم بستگی قوی منفی بین دو پارامتر c و ? خاک در منطقه مورد بررسی وجود دارد. هم چنین هم بستگی زیادی بین c و مقدار رس (به ویژه رس ریز) و بین ? و میزان شن و سنگ ریزه دیده شد. نتایج نشان دادند که ndvi از جمله مهم ترین عوامل موثر بر هر دو پارامتر مقاومت برشی خاک می باشد. آزمون مقایسه میانگین lsd جهت بررسی تأثیر نوع کاربری اراضی بر مقاومت برشی سطحی خاک نشان داد که، کشت دیم با بیش ترین میانگین میزان رس، رس ریز و c، دارای کم ترین میانگین شن، سنگ ریزه و ? می باشد. هم-چنین نتایج نشان داد که کشت آبی با بیش ترین میانگین شن و کم ترین میانگین رس، دارای کم ترین میانگین c می باشد. کاربری مرتع و کشت آبی دارای اختلاف معنی داری از نظر c و ? خاک نبودند. مدل های پیش بینی کننده مقاومت برشی حاصل از گروه 2 (sspfs)، مناسب تر از مدل های گروه 1 (ptfs) بودند. به منظور مقایسه روش های مدل سازی از شاخص های دقت مدل سازی برای بهترین نتیجه بدست آمده از هر یک از این روش ها، استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل های anns با دقتی بسیار بیش تر از روش های mlr و anfis به پیش بینی پارامتر های مقاومت برشی خاک پرداخته اند. در پیش بینی c خاک anns 90 درصد، mlr 43 درصد و anfis 37 درصد از تغییر پذیری را توجیه نمودند. در مورد ? خاک نیز anns 92 درصد، mlr 57 درصد و anfis52 درصد از تغییرات را توجیه نمودند. با توجه به نتایج به دست آمده می توان بیان داشت که anns به دلیل توانایی زیاد در کشف و بررسی روابط پیچیده غیر-خطی بین تخمین گر ها تکنیک مناسب تری جهت مدل سازی دقیق تر مقاومت برشی خاک سطحی می باشد. نتایج آنالیز حساسیت بر اساس مدل های شبکه عصبی توسعه یافته برای پارامتر c نشان داد که، ndvi، چگالی ظاهری و میزان رس ریز فاکتور هایی هستند که بیش ترین تأثیر را بر این پارامتر در منطقه مورد مطالعه دارند. تنها دو پارامتر نسبت om/clay و میزان سیلت دارای حساسیت کم تر از 1 بوده، بنابراین در تغییر پذیری c خاک سطحی در منطقه مورد بررسی، نقش موثری ندارند. این نتایج در مورد پارامتر ? مشخص کرد که میزان شن، چگالی ظاهری و ndvi تأثیر گذار ترین عوامل بر آن می باشند. هم چنین نسبت om/clay و میزان مواد آلی دارای کم ترین تأثیر بر ? خاک در این منطقه بوده اند.

چکیده ارزیابی اراضی شیوه ای است که توسط آن می توان اراضی را براساس خصوصیات و پتانسیل ها و وجود یا عدم وجود محدودیت ها به منظور استفاده برای کاربری های مختلف طبقه بندی نمود. به منظور طبقه بندی اراضی برای استفاده های کشاورزی و منابع طبیعی، مهمترین ملاک و فاکتور، تولید یا عملکرد محصول مورد نظر در آن اراضی است. بهترین روش ارزیابی روشی است که بتواند بین مشخصات اراضی که در تولید محصول دخالت دارند، با عملکرد و یا پتانسیل محصول ارتباط برقرار نماید. روش های نوین ارزیابی اراضی شامل روش های مختلف مدل سازی است که در آن با استفاده از تکنیک هایی توانایی مدل ها در تعیین این ارتباط آزمون می گردد. این مطالعه با هدف بررسی اثر پستی و بلندی بر خصوصیات خاک و عملکرد محصول گندم دیم و تعیین رابطه بین این خصوصیات و پارامترهای اقلیمی و مدیریت با عملکرد گندم دیم با استفاده از مدل های آماری، هوشمند و پویا و پیش بینی عملکرد محصول گندم دیم در چهار منطقه زاگرس مرکزی طراحی گردید. برای این منظور سه مطالعه اجرا گردید. در مطالعه اول تأثیر پستی و بلندی و موقعیت شیب بر خصوصیات مختلف خاک و عملکرد محصول گندم دیم بررسی گردید. نتایج نشان داد که پستی و بلندی بر خصوصیات خاک موثر بوده و موقعیت شیب باعث ایجاد تنوع در خصوصیات خاک شده است. مدل سازی عمق خاک با استفاده از ویژگی های توپوگرافی نشان داد که درجه شیب به عنوان مهم ترین پیش بینی کننده و بعد از آن شاخص رطوبت، سطح حوضه و شاخص انتقال رسوب به عنوان ویژگی های مهم توپوگرافی در پیش بینی عمق خاک موثر بودند. نتایج نشان داد که عملکرد دانه و زیست توده گندم همبستگی مثبت و بسیار معنی داری با درصد اشباع و ماده آلی خاک و همبستگی منفی و بسیار معنی داری با درصد شن دارد. همچنین نتایج نشان داد که موقعیت شیب تأثیر معنی داری بر عملکرد دانه و زیست توده گندم دیم دارد. مناسب ترین موقعیت شیب برای تولید محصول گندم دیم موقعیت پنجه شیب و نامناسب ترین موقعیت، شانه شیب بود. در مطالعه دوم مدل سازی عملکرد دانه و زیست توده هوایی گندم دیم به کمک مدل های آماری و هوشمند انجام شد. برای این منظور داده های خصوصیات خاک، ویژگی های توپوگرافی، پارامتر اقلیمی بارش هفتگی و پارامتر مدیریتی علف های هرز به عنوان ورودی ها و عملکرد دانه و زیست توده گندم به عنوان خروجی های مدل ها در سه سناریو در نظر گرفته شد. نتایج سناریوی اول نشان داد که، مدل های شبکه عصبی مصنوعی دقت بهتر و بیش تری در پیش بینی عملکرد دانه و زیست توده گندم دیم نسبت به مدل های ماشین بردار پشتیبان و مدل های آماری داشته و دارای r2 بیش تر و rmse کم تر بودند. براساس نتایج آنالیز حساسیت، مهم ترین پارامترهای موثر در عملکرد دانه و زیست توده گندم دیم فاکتورهایی بودند که میزان آب در خاک را کنترل می کنند. علاوه بر آن برخی خصوصیات حاصل خیزی خاک نظیر نیتروژن کل خاک برای تولید دانه گندم و پتاسیم قابل جذب خاک برای تولید زیست توده هوایی گندم جزء فاکتورهای خیلی مهم شناخته شدند. نتایج سناریوی دوم نشان داد که، به دلیل متفاوت بودن متغیرهای موثر در هر مدل، مدل های آماری توسعه داده شده در پیش بینی عملکرد گندم، فقط برای محدوده هر منطقه کارایی داشته و تعمیم آنها به دیگر مناطق صحیح نیست. نتایج سناریوی سوم نشان داد که، مدل های شبکه عصبی مصنوعی در پیش بینی هر دو عملکرد دانه و زیست توده هوایی در چهار منطقه مورد مطالعه از توانایی بیش تری نسبت به مدل های رگرسیون چند متغیره برخوردار بودند. در مطالعه سوم واسنجی، اعتبارسنجی و ارزیابی مدل پویای dssat در پیش بینی عملکرد گندم دیم انجام شد. برای این منظور ضرائب ژنتیکی گندم رقم سرداری با استفاده از اندازه گیری های مزرعه آزمایشی تعیین و از این طریق مدل واسنجی شد. با استفاده از داده های مزارع آزمایشی دیگر عمل اعتبارسنجی مدل انجام شد و ارزیابی مدل با مقایسه شاخص های آماری صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل ceres-wheat توانایی قابل قبولی در شبیه سازی مراحل رشد و پیش بینی عملکرد دانه گندم در موقعیت های پنجه و پای شیب داشته ولی برای تأثیر پستی و بلندی بر عملکرد نیاز به اصلاح بعضی مدول ها دارد.

فلوراید یکی از عناصر ضروری در برخی جانداران است که در مقادیر کم نتایج مثبتی در نرخ رشد و نمو دارد. وجود این عنصر در آب حلالیت مینای دندان را در شرایط اسیدی کاهش می دهد. افزایش غلظت آن بیش از حد استاندارد خطراتی را برای انسان و دام دارد. آب های زیرزمینی از منابع مهم آب برای انسان، حیوان و گیاه در مناطق خشک و نیمه خشک می باشند. هدف از این تحقیق بررسی تغییرات مکانی فلوراید در خاک و آب های زیرزمینی بخشی از اراضی استان مرکزی است. دشت اراک در استان مرکزی واقع شده که به دلیل خشکسالی در چند سال اخیر استفاده از آب زیرزمینی در آن جهت آشامیدن و کشاورزی اهمیت پیدا کرده است. منطقه مطالعاتی به وسعت حدود 25 کیلومترمربع در دشت اراک در شمال و غرب شهرستان اراک واقع شده است. نمونه برداری از خاک ها و آب چاه ها به صورت ساده و تصادفی انجام شد. تعداد 80 و 92 نمونه آب چاه به ترتیب طی دو فصل پاییز و اواخر بهار جمع آوری شدند و پارامترهای شیمیایی f-، no3-، cl- ، k+، na+، ca2+، mg2+، so42-،ec و ph در آنها اندازه گیری شد. تعداد 30 نمونه خاک از همان موقعیت آب ها برداشت شد. تغییرنمای همه جهته فلوراید در خاک و آب ها با استفاده از نرم افزار ‏variowin‏ تهیه گردید. با استفاده از از روش ‏کریجینگ نقطه ای و برنامه رایانه ای ‏surffer‏ نقشه های مربوط به غلظت فلوراید در خاک و آب تهیه گردید. به ‏منظور تعیین دقت تخمین های انجام شده از ‏mee‏ و ‏msee‏ و ضریب همبستگی پیرسون استفاده گردید. نتایج بررسی های زمین آماری حاکی از دقت نسبتاً خوب مقادیر تخمین زده شده می-باشد و نشان داد بیشترین غلظت فلوراید در خاک های منطقه مربوط به مناطق صنعتی و بیشتر از میزان طبیعی آن در خاک ها بود (20-10 میلی گرم بر لیتر). تفاوت معنی دار و قابل ملاحظه ای در سطح یک درصد بین غلظت فلوراید محلول در خاک در دو کاربری کشاورزی و صنعتی وجود داشت. میانگین غلظت فلوراید در آب چاه های مختلف در طی دو فصل بین 53/0 تا 03/0 میلی گرم بر لیتر متغیر بود که این میزان کمتر از حد استاندارد (5/1 میلی گرم بر لیتر) می باشد. این غلظت در محدوده مناسب جهت آبیاری و برای آشامیدن دارای کمبود می باشد. تفاوت معنی داری در مقدار فلوراید آب های زیرزمینی در کاربری های مختلف مشاهده نشد. بیشترین میزان فلوراید در آب های زیرزمینی مناطق کشاورزی بود. نتایج نشان داد نقشه های حاصل از کریجینگ نقطه ای فلوراید با نقشه های ca2+، sar و ph همبستگی دارد و کاربری کشاورزی می تواند بطور غیرمستقیم برروی شرایط شیمیایی آب ها و غلظت فلوراید تأثیر بگذارد.

سرعت فرسایش و رسوب خاک در بیشتر قسمت های جهان نسبت به سرعت طبیعی در اثر فعالیت های انسانی در حال افزایش است. پژوهشگران در سراسر دنیا از دیرباز در پی این بوده اند تا با استفاده از روش های مختلف بتوانند میزان فرسایش را در اراضی مختلف محاسبه نمایند. تکنیک های کمی و کیفی متعددی برای محاسبه فرسایش و رسوب در جهان وجود دارد. بیشتر این تکنیک ها الگوی مکانی از انتقال خاک و رسوب ذرات فرسایش یافته را ایجاد نمی کنند. توزیع مکانی فرسایش و رسوب در یک حوزه آبخیز برای طراحی برنامه های حفاظت آب و خاک اهمیت زیادی دارد. استفاده از تکنیک های هسته ای در محاسبه فرسایش و مخصوصا برای توصیف هدر رفت خاک یک ابزار اقتصادی و سریع است . سزیم -137 یک رادیوایزوتوپ مصنوعی با نیمه عمر 12/30 سال که در نتیجه انفجارات هسته ای که در سال های 1950-1970 صورت گرفت همراه با بارش باران وارد جو زمین شد. سزیم -137 به سرعت جذب ذرات زیر افق سطحی خاک می شود و فرآیندهای فیزیکی نظیر فرسایش و شخم علت اصلی توزیع مجدد سزیم در خاک می باشد. این تحقیق با هدف پیش بینی مکانی توزیع سزیم به عنوان شاخصی از فرسایش و رسوب و بررسی وضعیت فرسایش خاک در قسمت های مختلف یک شیب تپه با استفاده از رادیونوکلیید سزیم-137 و تکنیک زمین آمار در منطقه اردل استان چهارمحال و بختیاری انجام گرفت. نمونه برداری خاک بصورت شبکه بندی سیستماتیک به ابعاد 20*20 متر بوسیله دوربین تیودولیت و متر در 90 نقطه انجام شد. جهت اندازه گیری سزیم-137 ، نمونه ها در معرض هوا خشک شده و از الک 2 میلی متری عبور داده شده سپس توزین شدند. 500 گرم از هر نمونه داخل ظرف استاندارد شمارش ریخته شد. اندازه گیری میزان غلظت پرتوزایی سزیم-137 در نمونه ها در پژوهشگاه علوم و فنون هسته ای وابسته به سازمان انرژی اتمی توسط دستگاه اسپکترومتری اشعه گاما صورت گرفت. جهت محاسبه و ترسیم تغییر نما از برنامه رایانه ای gs استفاده شد و بعد از کنترل اعتبار تغییر نما، نقشه های کریجینگ به همراه نقشه های خطای تخمین توسط نرم افزار surfer8 تهیه گردید. در پایان توزیع مکانی سزیم-137 با نقشه های پراکنش مکانی خصوصیات خاک مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج این تحقیق نشان داد که با استفاده از روش سزیم-137 میانگین فرسایش خاک در منطقه مورد مطالعه با استفاده از مدل نسبی و مدل بیلان وزنی ساده شده به ترتیب 9/20 تن در هکتار در سال و 8/29 تن در هکتار در سال اندازه گیری شد. همچنین میزان فرسایش خالص با استفاده از مدل های نامبرده به ترتیب 3/6 تن در هکتار در سال و 8 تن در هکتار در سال برآورد شد. در بین خصوصیات توپوگرافی شاخص انتقال رسوب و شاخص قدرت جریان و در بین خصوصیات خاک مقدار نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس و پتاسیم قابل دسترس وارد مدل رگرسیونی شدند و خصوصیات توپوگرافی و خصوصیات خاک به ترتیب قادر به توصیف 22 و 45 درصد تغییرات سزیم می باشند. سایر پارامترهای توپوگرافی و خاک تاثیری در مدل حاصله نداشتند. قابل توجه است که در مورد اکثر متغیرها از جمله سزیم، پتاسیم، نیتروژن کل، ماده آلی، هدایت الکتریکی و واکنش خاک مدل کروی و در مورد درصد آهک و وزن مخصوص ظاهری مدل نمایی بدست آمده است. پارامترهای فسفر قابل دسترس، درصد رس، سیلت و شن با هیچ مدلی برازش پیدا نکردند. با توجه به بررسی انجام شده، مشخص شد که روش سزیم-137 با در نظر گرفتن کلیه عوامل، روشی با ویژگی های خاص خود و با دقت بالایی است که می توان جهت محاسبه میزان فرسایش و رسوبکذاری اراضی، از آن استفاده کرد. همچنین روش زمین آمار یک تکنیک مفید در علم خاکشناسی، خصوصا استفاده از ریزش های رادیواکتیو برای تعیین تغییرات مکانی پروسه های فرسایش و رسوب در خاک است .

مطالعات تناسب اراضی، مقایسه خصوصیات اراضی و خصوصیات اقلیمی با نیازهای تیپ های بهره وری از اراضی در اراضی کشاورزی و انتخاب بهترین تیپ بهره وری از اراضی برای کشت می باشد. فاکتور های مورد مطالعه، شامل فاکتور های اقلیمی و خصوصیات فیزیکی و شیمیایی است. هدف از مطالعه حاضر ارزیابی کارایی منطق فازی جهت پیش بینی عملکرد محصولات مهمّ منطقه مورد مطالعه و مقایسه روش ارزیابی مبتنی بر منطق فازی با روش های مبتنی بر منطق ارسطویی بولین می باشد. منطقه مورد مطالعه به مساحت 6832 هکتار در بین شهر مبارکه و شهرستان زرّین شهر واقع شده است. مراحل کلی مطالعه شامل مطالعات خاکشناسی، مطالعات آزمایشگاهی، زراعی و در نهایت ارزیابی کیفی و کمّی به دو روش بولین و فازی برای دو محصول گندم و برنج در منطقه است. در این منطقه ابتدا نقشه خاک با 4 سری خاک و 21 فاز سری خاک تهیّه گردید. خصوصیات و کیفیات موثر بر گندم و برنج شامل خصوصیات اقلیمی و عوامل مربوط به خاک شامل توپوگرافی، سطح سفره آب زیر زمینی، ec، ph،esp و درصد رس، سیلت، شن، سنگریزه، گچ و آهک می باشد. برای ارزیابی اقلیم از اطّلاعات اقلیمی ایستگاه سینوپتیک اصفهان استفاده گردید. ارزیابی تناسب کیفی اراضی به روش بولین به سه روش محدودیت ساده، شدّت محدودیتها و پارامتریک انجام گردید. همچنین با استفاده از پارامترهای اقلیمی تولید پتانسیل محصولات تعیین و ارزیابی کمی به روش بولین نیز انجام شد. ارزیابی تناسب کیفی و کمّی اراضی به روش منطق فازی از طریق برنامه نویسی در نرم افزار matlab صورت گرفت. در روش فازی ابتدا مقادیر خصوصیات اراضی برای محاسبه اوزان خصوصیات نرمال گردید، ماتریس اوزان خصوصیّات اراضی به روش شبکه عصبی پرسپترون تهیّه گردید. ماتریس درجه عضویت نیز تهیه گردید. برای محاسبه درجات عضویت از توابع عضویت گوسین، s-شکل و z-شکل استفاده گردید. پارامترهای مربوط به شکل این توابع به معادلاتی با ضرایب قابل تغییر تبدیل گردید و در نهایت بهترین ضریب بر اساس ضرایب تبیین نهایی مدل انتخاب گردید. در مرحله بعد ماتریس اوزان در ماتریس اوزان ضرب و شاخص خاک محاسبه گردید. برای محاسبه شاخص اراضی شاخص خاک در درجه اقلیم از طریق معادله ریشه دوّم تلفیق گردید. در نهایت نتایج ارزیابی به دو روش فازی و بولین از طریق مقایسه ضریب تبیین معادلات رگرسیونی بین شاخص اراضی و تولید مشاهده شده انجام گرفت. ضریب تبیین برای مدل بولین و کاربری های گندم و برنج به ترتیب برابر با 63/0 و 70/0 و برای مدل فازی این ضرایب برای کاربری های گندم و برنج به ترتیب 83/0 و 86/0 بدست آمد. این نتایج نشان داد روش ارزیابی تناسب اراضی به روش منطق فازی کارایی بالاتری نسبت به روش مبتنی بر منطق بولین دارد. و از سوی دیگر نتایج نشان داد که در هر دو روش بولین و فازی، منطقه مورد مطالعه، بدلیل مشکل رطوبت در دوره خاکورزی و رشد سبزینه ای، برای کشت برنج دارای تناسب کم، اما برای گندم دارای تناسب زیاد می باشد.

فرسایش بادی یکی از اصلی ترین فرآیندهای تخریب اراضی و یکی از جدی ترین مشکلات محیط زیست در مناطق خشک و نیمه خشک است. نسبت سطوح مناطق تحت تأثیر فرسایش بادی در ایران بیش از 6 برابر متوسط جهانی است. بنابراین کنترل فرسایش بادی در مناطق خشک ایران که مشکلات محیط زیست جدی دارند سخت است. در این تحقیق روش سزیم-137 برای محاسبه نرخ فرسایش بادی استفاده شد. سزیم-137 یک عنصر رادیواکتیو مصنوعی باتشعشع گاما و نیمه عمر 2/30 سال می باشد که در سال های 1950-1970 در اثر انفجارهای هسته ای همراه با بارش باران وارد زمین شد. سزیم فرونشسته روی زمین، به شدت جذب سطحی رس و ماده آلی شده و در افق های سطحی متمرکز می شود. تحرک آن در خاک به صورت شیمیایی و بیولوژیکی بسیار کند است و فقط به صورت فیزیکی از قبیل فرسایش و خاکورزی حرکت می کند. در منطقه سگزی واقع در شرق اصفهان، به علت بهره برداری نامناسب از معادن رس و گچ شدت فرسایش بادی افزایش یافته است. بنابراین هدف این تحقیق برآورد نرخ فرسایش بادی و همچنین ارزیابی همبستگی بین خصوصیات فیزیکوشیمیایی و پذیرفتاری مغناطیسی با سزیم-137 به عنوان شاخصی از فرسایش بادی در طول ترانسکت شمال شرقی- جنوب غربی عبوری از سگزی واقع در منطقه شرق اصفهان انجام شد. در این بررسی، در طول ترانسکت شمال شرقی- جنوب غربی به طول 42 کیلومتر 16 نقطه انتخاب شد و 80 نمونه از 5 عمق 0-5، 10-5 ، 20-10، 30-20 و50-30 آنالیز شد. علاوه بر این 20 نمونه خاک از نقاط رفرنس برای محاسبه هدررفت خاک و رسوب برداشته شد .نمونه های خاک در آزمایشگاه هوا خشک و از الک 2 میلی متری رد شد. نمونه های 500 گرمی در ظرف مارینلی برای آنالیز سزیم-137 با استفاده از دستگاه اسپکترومتری اشعه گاما مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای مغناطیسی نمونه های خاک به وسیله دستگاه bartington در فرکانس های 46/0 و 6/4 کیلوهرتز اندازه گیری شدند. نتایج به دست آمده نشان داد که در میان ویژگی های فیزیکوشیمیایی و مغناطیسی خاک، که با سزیم-137 همبستگی معنی دار و مثبت نشان دادند، ماده آلی (**63/0= r)، هدایت الکتریکی خاک (*62/0= r)، درصد سیلت (*5/0= r)، درصد رس (**63/0= r)، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین (*59/0= r)، پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا (*55/0= r) و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس (*5/0= r) بودند. همچنین خصوصیاتی که با سزیم همبستگی معنی دار و منفی نشان دادند درصد آهک (*53/0= - r)، درصد شن (*55/0= - r) و اسیدیته خاک (**7/0= - r) بودند. نتایج محاسبات سزیم-137 اغلب مناطق مورد مطالعه در بخش شمالی ترانسکت نرخ فرسایش بادی را از دامنه 90/12 تا 86/46 تن در هکتار در سال نشان داد. تأثیر عمده فرآیند فرسایش خاک در بخش شمالی ترانسکت مورد مطالعه به دلیل بهره برداری بیش از حد معادن گچ و فعالیت های انسانی بود. در بخش جنوبی ترانسکت مورد مطالعه دامنه نرخ رسوب از 21/7 تا 64/7 مشاهده شد که احتمالاً تحت تأثیر افزایش پوشش گیاهی بود. این نتایج برگرفته از سزیم-137 برای اولین بار نتایج قابل توجهی برای تحقیقات آینده در مورد فرسایش بادی در مناطق خشک ایران به دست آورد. کلمات کلیدی: فرسایش بادی، رسوب، سزیم- 137 و پذیرفتاری مغناطیسی.

امروزه مسئله تخریب خاک حدود یک سوم از سطح خشکی های زمین را متأثر نموده است. مدیریت نامناسب منابع طبیعی می تواند منجر به از بین رفتن این سرمایه ارزشمند شود و زندگی بشر را با مشکل جدی روبرو نماید. کیفیت خاک بر ظرفیت آن در حفظ و تداوم باروری بیولوژیک، حفظ کیفیت زیست محیطی و افزایش سلامتی گیاه، انسان وحیوان دلالت دارد. فعالیت های مدیریتی به درجات مختلف بر کیفیت خاک موثر است و این تأثیر می تواند مثبت و یا منفی باشد. ارزیابی کیفیت خاک ابزاری است که مدیران می توانند از آن برای بررسی مشکلات خاک در کوتاه مدت استفاده کنند و همچنین راه کارهای مدیریتی مناسبی را برای حفظ کیفیت خاک در بلند مدت اتخاذ نمایند. مجتمع فولاد مبارکه به دلیل بحران آب و جلوگیری از آلودگی های زیست محیطی از پساب تصفیه شده به منظور آبیاری فضای سبز استفاده می نماید. این مطالعه برای آگاهی از تأثیر پساب بر کیفیت خاک در وضعیت فعلی و تصمیم گیری ها در آینده انجام گرفت. بدین منظور از ناحیه پیاز رطوبتی درختان از سه عمق 0-20، 20 -40 و 40-60 سانتی متر از اراضی آبیاری شده با پساب (به مدت 2، 6 و 18 سال)، آب چاه و خاک بدون آبیاری تهیه و به آزمایشگاه منتقل شد. سپس ویژگی های شیمیایی خاک ها شامل ph، هدایت الکتریکی، درصد ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، نیتروژن کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل تبادل، آهن، مس، روی، منگنز و نیکل (قابل دسترس)، آهن، مس، روی، منگنز و نیکل (کل) ، ویژگی های فیزیکی خاک شامل بافت، درصد ظرفیت نگهداری آب و درصد رس قابل پراکنش و ویژگی های بیولوژیکی خاک ها شامل تنفس پایه میکروبی، آنزیم آلکالین فسفاتاز و شدت آمونیفیکاسیون آرجنین در نمونه های خاک برداشت شده به روش های استاندارد اندازه گیری شدند. نتایج نشان داد ph خاک در اراضی آبیاری شده با پساب نسبت به تیمار شاهد کاهش یافت. شوری خاک در تیمارهای آبیاری شده با پساب با افزایش زمان نسبت به تیمار بدون آبیاری دارای روند افزایشی بود. درصد ماده آلی خاک در اراضی تحت آبیاری به دلیل استقرار پوشش جنگل مصنوعی نسبت به تیمار بدون آبیاری دارای افزایش معنی دار بود. آبیاری با پساب و آب چاه بر ظرفیت تبادل کاتیونی خاک تأثیر معنی داری نداشت. مقدار آهن، روی، مس و نیکل قابل دسترس خاک در اثر استفاده از پساب یک روند افزایشی را نشان داده بطوری که این خاک ها از نظر تغذیه گیاهی فاقد کمبود بر اساس مقادیر توصیه شده می باشد. مقدار مس، نیکل و روی کل خاک های تحت آبیاری بر اساس استاندارد و شاخص های آلایندگی، در حد مجاز آلودگی بود. تنفس پایه میکروبی و آمونیفیکاسیون آرجنین به دلیل استقرار پوشش گیاهی و کیفیت پساب افزایش معنی داری را در مقایسه با تیمار شاهد نشان می دهد. بین تیمارهای آبیاری با پساب و آب چاه از نظر فعالیت آنزیم آلکالین فسفاتاز به عنوان شاخص آلودگی خاک ها، تفاوت معنی داری مشاهده نشد. بطورکلی مدیریت آبیاری وجنگل کاری در اراضی سبز مجتمع فولاد مبارکه موجب بهبود کیفیت خاک این اراضی شده ولی در مورد برخی از ویژگی های خاک از جمله شوری پایش و بهبود شرایط خاک ضروری است.

اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی اگر چه ساده می باشد ولی تفسیر نتایج آن مهم تر و پیچیده تر و به طور معمول نیازمند آگاهی از عوامل موثر بر آن می باشد. مطالعه حاضر با هدف روشن کردن توزیع عمقی پذیرفتاری مغناطیسی، تعیین تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی بعد از حذف برخی عوامل موثر بر آن و همچنین اندازه گیری پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک در خاک های مسیر اصفهان و چلگرد با اقلیم خشک و نیمه خشک انجام گرفت. مهم ترین گروه های بزرگ خاک های مسیر اصفهان و چلگرد در قالب 7 پروفیل در منطقه اصفهان با رژیم رطوبتی اریدیک و حرارتی ترمیک و 8 پروفیل در منطقه چهارمحال و بختیاری با رژیم رطوبتی زریک و حرارتی مزیک در مناطق با خاک های طبیعی انتخاب و تا عمق 150 سانتی متری حفر شدند. به طوری که70 افق ژنتیکی از این پروفیل ها جهت مطالعات آزمایشگاهی مورد نمونه برداری قرار گرفت. به منظور تعیین میزان اثر مواد دیامغناطیس بر پذیرفتاری مغناطیسی، خاک های اصفهان با توجه به اقلیم خشک تحت تیمار های حذف شوری و گچ به وسیله شست و شوی متوالی با آب مقطر و خاک های چهارمحال و بختیاری با اقلیم نیمه خشک تحت تیمار حذف ماده آلی با آب اکسیژنه 30% قرار گرفتند. تیمارهای حذف آهک به وسیله بافر اسید استیک-استات سدیم با پ هاش 5 و حذف آهن به وسیله سیترات- بی کربنات- دی تیونات بر روی تمامی خاک ها اعمال شد. نتایج نشان داد ماده آلی که معمولاً به سطح خاک اضافه می شود، همچنین شوری، گچ و کربنات ها با توجه به رفتار دیامغناطیسی و به دلیل تحرکی که در خاک دارند در جریان فرآینهای خاکسازی و به نسبت سهمی که از خاک اشغال می کنند باعث رقیق شدن تأثیر کانی های مغناطیسی می شوند. معنی دار نبودن اثر تیمار حذف شوری بر افزایش پذیرفتاری مغناطیسی نشان می دهد که بخشی از پذیرفتاری مغناطیسی که تحت تأثیر شوری بوده، به دلیل درصد وزنی پایین شوری بخش کوچکی از کل تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی را شامل می شود. همچنین حذف آهن باعث ناپایداری، حذف کانی مگهمیت و در نتیجه کاهش پذیرفتاری مغناطیسی می شود. تغییرات توزیع عمقی پذیرفتاری مغناطیسی در پروفیل های چهارمحال و بختیاری به علت عدم وجود انقطاع و یکنواختی مواد مادری یکنواخت است. در صورتی که تغییرات توزیع عمقی پذیرفتاری مغناطیسی در پروفیل ها و بین پروفیل ها در اصفهان به دلیل غیر یکنواختی مواد مادری، انقطاع و شرایط آنتروپوژنیک غیر یکنواخت می باشد. برخلاف انتظار پذیرفتاری مغناطیسی به عنوان یک شاخص از تکامل خاک بعد از حذف آهک در اصفهان با تکامل کمتر نسبت به چهارمحال و بختیاری بیشتر می باشد. در صورتی که اعمال تیمار حذف آهن نشان می دهد که پذیرفتاری مغناطیسی بالا در اصفهان حاصل تکامل نیست بلکه به تفاوت مواد مادری از نظر مینرالوژی در لنداسکیپ های مورد مطالعه وابسته می باشد. در صورتی که بخش عمده پذیرفتاری مغناطیسی در چهارمحال و بختیاری از نوع خاکساز (مانند پذیرفتاری مغناطیسی ناشی از مگهمیت) می باشد. بنابراین در سایر مطالعات با توجه به مقدار عوامل موثر بر پذیرفتاری مغناطیسی و با حذف اثر این عوامل می توان مقدار تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی و تأثیر واقعی هر عامل دیگر بر پذیرفتاری مغناطیسی را به صورت تئوری مورد مطالعه قرار داد. برای حذف اثرات مواد دیامگنتیک و مقایسه واقعی تغییرات صورت گرفته، پذیرفتاری مغناطیسی مینروژنیک محاسبه می شود.

از بین فاکتورهای خاکسازی، اقلیم نقش اساسی را ایفا می کند. توپوگرافی نیز معمولاً با ویژگی های اقلیمی به طور موازی عمل می کند. رژیم رطوبتی خاک مشخصه مهم خاک است و مهم ترین فاکتور در تشکیل خاک و حاصلخیزی است. رژیم رطوبتی خاک نقش ویژه ای را در رده بندی، طبقه بندی و نقشه برداری خاک و مسائل مدیریتی و ارزیابی خاک ایفا می کنند. تعیین و تفکیک رژیم های رطوبتی فرآیندی مشکل، زمان بر و پرهزینه است. مطالعه حاضر در جهت تفکیک رژیم های رطوبتی توسط تکنیک پذیرفتاری مغناطیسی و برخی ویژگی های فیزیکی وشیمیایی خاک انجام شده است. به عبارت دیگر مطالعه رابطه بین پذیرفتاری مغناطیسی و خصوصیات خاک در رژیم های رطوبتی مختلف می تواند بیان روشنی از تفاوت رژیم های رطوبتی با هم و نیز تغییرات مشخصه های خاک های مورد مطالعه که تحت تأثیر اقلیم و رژیم رطوبتی بوده است را ارائه نماید. مواد مادری خاک های منطقه مورد مطالعه در بخشی از اراضی شهرستان گرگان تقریباً مشابه هم هستند و عمدتاً شامل لس و رسوباتی است که از تپه های لسی به ارث رسیده است. تحقیق حاضر در چهار رژیم رطوبتی مختلف یودیک، زریک، اریدیک و آکوییک موجود در منطقه مورد مطالعه صورت گرفت. در جهت نیل به صحت فرضیه های مورد انتظار، در هر رژیم 25 پروفیل و در مجموع 100 پروفیل حفر و تشریح شدند. بر اساس تغییرات اقلیم در رژیم رطوبتی اریدیک خاک هایی با تکامل کم شامل راسته-های aridisols و entisols در قالب گروه های بزرگ aquisalids،haplocalcids مشاهده شد. در رژیم زریک خاک ها تکامل بیشتری داشته و راسته های inceptisols، alfisols دیده شدند. رژیم رطوبتی یودیک فقط شامل گروه بزرگ argiudolls بوده که به راسته molisols تعلق دارد. پس از آماده سازی نمونه ها، خصوصیات فیزیکوشیمیایی و ترکیبات آهن متبلور، بی شکل و آلی بوسیله عصاره گیری توسط سیترات بی کربنات دی تیونات و میزان اکسید آهن بی شکل توسط اگزالات-آمونیوم در نمونه ها اندازه گیری شد. همچنین مقدار پارامترهای مغناطیسی شامل پذیرفتاری مغناطیسی در دو فرکانس بالا khz 6/4 و پایین khz 46/0، پسماند مغناطیسی اشباع (sirm) در شدت میدان 1000 میلی تسلا و پسماند مغناطیسی در شدت 100 میلی تسلا (100irm+) و نیز در میدان معکوس 100 میلی تسلا (irm -100mt) در نمونه ها اندازه گیری شد. بیشترین پذیرفتاری مغناطیسی مربوط به رژیم رطوبتی یودیک و کمترین مربوط به رژیم رطوبتی آکوییک است. بین پارامترهای مغناطیسی(به جز ln(sirm/?)و dp) همبستگی مثبت و معنی دار وجود دارد. ضریب همبستگی مثبت بین پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین با غلظت آهن عصاره گیری شده با دی تیونات و تفاضل غلظت آهن عصاره گیری شده با دی تیونات از آهن عصاره گیری شده با اگزالات مشاهده شد. پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین با نسبت غلظت آهن عصاره گیری شده با اگزالات به غلظت آهن عصاره گیری شده با دی تیونات دارای همبستگی منفی بود. درصد گچ و هدایت الکتریکی همبستگی منفی و معنی داری با پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین و بالانشان دادند. از مهم ترین ویژگی های فیزیکوشیمیایی که با ویژگی های مغناطیسی ارتباط معنی داری نشان دادند، می توان به درصد آهک، ماده آلی، میزان شوری، غلظت آهن فعال عصاره گیری شده با دی-تیونات، درصد رس، درصد سیلت و نسبت آهن فعال عصاره گیری شده با دی تیونات اشاره کرد. آنالیز تحلیل ممیزی دارای دقت بیشتری در تفکیک و تعیین رژیم های رطوبتی نسبت به روش رگرسیون چندمتغیره می باشد. نتایج نشان داد که پذیرفتاری مغناطیسی می تواند به عنوان ابزاری برای تفکیک رژیم های رطوبتی استفاده شود. همچنین برای تفکیک رژیم ها بهتر است از بخش کنترل رطوبتی برای آنالیزها استفاده شود، به طوری که نتایج حاصل از پیش بینی درصد عضویت و درصد گروه بندی صحیح رژیم های رطوبتی نشان داد که در بخش کنترل رطوبتی بیشترین درصد موفقیت آمیز بودن پیش بینی بدست می آید. نتایج این مطالعه نشان داد هرچند داده های پذیرفتاری مغناطیسی نسبت به تلفیق داده های مزبور با ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، دارای صحت کمتر طبقه بندی است ولی با توجه به اینکه این داده ها به راحتی و ارزان قابل اندازه گیری هستند، با صحت 80 درصد می-توان رژیم های رطوبتی خاک را در منطقه مورد مطالعه پیش بینی کرد.

انبساط و انقباض¬ به ¬عنوان یکی از مهم ترین پدیده¬های فیزیکی و مکانیکی خاک محسوب می¬شوند که در ارتباط با پایداری سازه¬ها و هم¬چنین مباحث خاک¬ورزی و آبیاری در کشاورزی اهمیت دارند. در کشور ایران، پژوهش¬های اندکی در مورد انقباض و انبسا¬ط¬پذیری خاک¬ها و پیش¬بینی آن در مقیاس حوضه آب¬خیز انجام گرفته است. هدف از انجام این پژوهش اندازه-گیری و تخمین حدود آتربرگ و شاخص¬های پایداری و منحنی انقباض در خاک¬های بخشی از منطقه چلگرد استان چهارمحال و بختیاری بود. بدین منظور در 113 نقطه از منطقه مورد بررسی، در کاربری¬ها و موقعیت¬های مختلف توپوگرافی، از لایه 10-0 سانتی متری نمونه های خاک دست¬خورده و هم¬چنین کلوخه¬های دست نخورده برداشت شده و حدود آتربرگ، منحنی انقباض و برخی ویژگی¬های خاک اندازه¬گیری شد. ویژگی¬های توپوگرافی منطقه شامل مشخصه¬های اولیه و مرکب با استفاده از مدل رقومی ارتفاعی و شاخص نرمال¬شده پوشش گیاهی (ndvi) از روی تصاویر ماهواره¬ای etm+ محاسبه شدند. منحنی انقباض خاک با پوشش¬دادن کلوخه¬ها با رزین اکریلیکی (اندکی تراوا به بخار آب و ناتراوا به آب مایع) بر اساس قانون ارشمیدس اندازه¬گیری شد. سپس با ترسیم نسبت پوکی (e) در برابر نسبت حجم آب (ϑ)، منحنی انقباض خاک رسم شده و مدل پنگ و هورن (2005) بر آن برازش داده شد. با استفاده از مشتق¬های مدل پنگ-هورن و حل آن ها، کمّیت¬ها و شاخص¬های انقباض مرتبط با نواحی مختلف منحنی انقباض خاک استخراج گردید. به کمک داده های زودیافت، حدود و شاخص¬های پایداری خاک، پارامترهای برازش¬یافته (er، es، α، n و m) مدل پنگ-هورن و کمّیت¬ها و شاخص¬های تغییر حجم (نسبت پوکی) و نسبت رطوبت منحنی انقباض خاک با مدل¬های رگرسیون چند¬متغیره خطی (mlr) و شبکه عصبی مصنوعی (anns) پیش بینی شدند. نتایج مدل¬سازی حدود آتربرگ و شاخص¬های پایداری خاک نشان داد که توابع انتقالی خاکی (ptfs) رگرسیونی توانستند 28 تا 66 درصد از تغییرات آن ها را در منطقه مورد بررسی توجیه کنند، درحالی که استفاده از مدل¬های anns ضرایب تبیین (r2) را به حدود 78 تا 94 درصد بهبود بخشیدند. نتایج تجزیه و تحلیل حساسیت (sa) به روش statsoft نشان داد که مهم ترین ویژگی¬های موثر بر حدود آتربرگ و شاخص¬های پایداری خاک، ماده آلی (om)، درصد رس، درصد آهک (cce) و از متغیرهای محیطی مهم ترین پارامترها شیب، ارتفاع، شاخص خیسی (wi)، انحنای افقی (planc) و هم¬چنین شاخص ndvi بودند. نتایج برازش مدل پنگ-هورن بر داده¬های اندازه¬گیری¬شده منحنی انقباض خاک خیلی خوب بود (در تمامی موارد مقادیر r2 مدل بیش از 99 درصد بود). تجزیه هم¬بستگی اسپیرمن نشان داد که بین پارامترهای مدل پنگ-هورن هم¬بستگی درونی زیادی وجود دارد. در مدل سازی با ptfs رگرسیونی، تخمین اکثر متغیرهای انقباض خاک، به کمک داده های زودیافت، ضرایب تبیین مناسبی ایجاد نکردند ولی در برخی موارد افزودن متغیرهای کمکی توپوگرافی و شاخص ndvi به توابع پیش¬بینی فضایی خاک (sspfs) رگرسیونی، تا حدودی ضرایب تبیین را بهبود بخشید. نتایج مدل سازی به روش anns با توجه به مقادیر شاخص بهبود نسبی (ri) که برای تمامی متغیرها در دامنه 37 تا 72 درصد قرار گرفت، نشان داد که مدل¬های anns با در نظر گرفتن روابط غیرخطی و پیچیده بین پارامترهای مدل انقباض و ویژگی¬های زودیافت بسیار موفق¬تر عمل کرده¬اند. نتایج sa به روش statsoft نشان داد که در مورد پارامترهای مدل پنگ-هورن، مهم ترین ویژگی¬های مؤثر، توزیع اندازه ذرات (psd) خاک (dg) بود. به علاوه چگالی ظاهری (bd) و om خاک نیز بر پارامترهای er و es تأثیرگذار بودند. نتایج sa در مورد کمّیت¬ها و شاخص¬های بخش¬های مختلف منحنی انقباض خاک، نشان داد ویژگی¬های متفاوتی تأثیرگذار بودند. از جمله این که در ناحیه انقباض ساختمانی علاوه بر مقدار رس، om و bd نیز پارامترهای مهم شناخته شدند که مدل¬های رگرسیونی ptfs و sspfs نتوانستند آن ها را شناسایی کنند. در ناحیه انقباض بهنجار، مهم ترین پارامترهای خاکی مؤثر درصد رس، گنجایش تبادل کاتیونی (cec)، om و cce تشخیص داده شدند. در نواحی انقباض پس¬ماند و صفر، مهم ترین عوامل مؤثر درصد رس، cec و به میزان کم¬تری om و om/clay بودند. در مورد شاخص¬های رطوبتی %ϑss و %ϑps نیز توزیع اندازه ذرات، bd، om، نسبت om/clay و cce به عنوان فاکتورهای حساس شناخته شدند. درحالی که در نواحی انقباض پس¬ماند و صفر، ویژگی¬های رس و سیلت، cec و حتی sar پارامترهای حساس بودند. نتایج sa نشان داد که در مورد گنجایش انقباض و گنجایش انقباض نسبی، علاوه بر psd، cec، bd و نسبت cec/clay نقش مهمی ایفا کرده¬اند. در مجموع وجود رس سبب افزایش گنجایش انقباض و ماده آلی و آهک سبب تعدیل آن در خاک¬های مورد بررسی شدند. نتایج مدل سازی به کمک anns برای پارامترهای مدل پنگ-هورن و شاخص¬ها و کمّیت¬های انقباض خاک، نشان داد که این مدل¬ها قادرند بخش قابل توجهی از تغییرات آن ها را در منطقه مورد بررسی توجیه کنند.

خاک به عنوان مهمترین منبع طبیعی به حساب آمده و از دست دادن آن برابر با نابودی تمدن در هر منطقه می¬باشد و به تعبیری فرسایش خاک به عنوان خطری برای رفاه انسان و حتی برای حیات او به شمار می¬آید. فرسایش و رسوب فرآیندهای طبیعی هستند که سبب تغییر شکل سطح زمین می¬شوند. این فرآیندها و تحولات می¬تواند در اثر فعالیت¬های انسان کاهش یافته و یا تشدید شود. عوامل محیطی و خاکی زیادی می¬تواند بر میزان رواناب، رسوب تولید شده و فرسایش-پذیری تأثیرگذار باشند. هدف از این مطالعه بررسی عوامل محیطی (شیب، کاربری اراضی) و برخی از ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی (هدایت هیدرولیکی، پایداری خاکدانه¬ها، ماده آلی وکربنات کلسیم) بر روی تولید رواناب، رسوب و گل-آلودگی در منطقه لردگان، چهارمحال و بختیاری بوده است. برای ایجاد بارش از دستگاه باران ساز قابل حمل، که قابلیت ایجاد بارشی معادل 17/3 میلی متر بر دقیقه را داشت، برای 90 نقطه انتخابی در سه کاربری جنگل دست نخورده، جنگل دست خورده و اراضی دیم، در دو کلاس شیب (12-0) و (25-12) درصد به مدت 6 دقیقه استفاده شد. برای مقایسه کاربری و شیب های مورد نظر بر تولید رواناب، رسوب و فرسایش¬پذیری طرح کاملاً تصادفی در قالب فاکتوریل و برای بررسی ویژگی¬های فیزیکی و شیمیایی از مدل رگرسیون ساده خطی، چند متغیره و همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج نشان داد که جنگل دست نخورده رواناب بیشتری نسبت به کاربری دیم تولید کرده و شیب (25-12 درصد) بیشترین حجم رواناب و رسوب را تولید کرده است و مقدار گل¬آلودگی تیمار دیم بیشتر از دو کاربری دیگر بدست آمده است، که نشان دهنده حساسیت بیشتر دیمزارهای منطقه به فرسایش و فرسایش¬پذیری می¬باشد. مدل ساده خطی رگرسیونی نشان داد، ماده آلی، پایداری خاکدانه¬ها، هدایت هیدرولیکی با افزایش نفوذپذیری آب در خاک ومقاومت خاکدانه¬ها در برابر بارندگی باعث کاهش و درصد کربنات خاک باعث افزایش رواناب و رسوب تولید شده در سه کاربری و دو شیب مورد پژوهش شده است. همبستگی اثر همزمان بین ویژگی¬های خاک در سه کاربری مورد پژوهش نشان داد ماده آلی، پایداری خاکدانه، هدایت هیدرولیکی و آبگریزی تأثیر منفی بر شاخص فرسایش¬پذیری داشته و درصد سیلت با همبستگی (38/0=r) که در سطح یک درصد معنی دار شد، بیشترین تاثیر مثبت را بر شاخص فرسایش¬پذیری داشته است.

ساختمان خاک فاکتور کلیدی کیفیت خاک و توانایی آن برای حفاظت از زندگی گیاهی و حیوانی و تعدیل کیفیت محیط زیست می‎باشد. ساختمان خاک بر حرکت آب و املاح، فرسایش خاک، سله، چرخه عناصر غذایی، آلودگی آب‎های زیرزمینی و انتشار co2 به اتمسفر موثر می‎باشد. پایداری خاکدانه ها به عنوان شاخص ساختمان خاک استفاده می‎شود. خاکدانه¬سازی نتیجه بازآرایی، اتصال و اجتماع ذرات در کنار یکدیگر می‎باشد. این پژوهش با هدف تحلیل مکانی وضعیت پایداری خاکدانه‎های خاک سطحی و بررسی مهم‎ترین عوامل موثر بر آن در استان اصفهان صورت گرفت. بدین منظور 252 نمونه تصادفی و بر اساس زمین¬شناسی غالب منطقه از شبکه های 20×20 کیلومتری از عمق 0–20 سانتی‎متری (خاک سطحی) استان اصفهان جمع¬آوری شد. برای ارزیابی پایداری خاکدانه‎های درشت خاک از روش الک تر استفاده شد که نتایج آن با میانگین وزنی قطر (mwd) و میانگین هندسی قطر (gmd) خاکدانه‎ها و درصد خاکدانه‎های پایدار در آب (wsa) بیان شد. برای ارزیابی پایداری خاکدانه‎های ریز از رس به آسانی قابل پراکنش (rdc) استفاده شد. برخی از ویژگی‎های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل بافت، ماده آلی، کربنات کلسیم، گچ، ph، ec، sar و cec نیز اندازه گیری شدند. ارزیابی اثرگذاری هر یک از عوامل با استفاده از ضرایب هم¬بستگی و معادلات رگرسیونی گام به گام و تحلیل مکانی با استفاده از مدل‎های نیمه¬تغییرنما و روش میان‎یابی کریجینگ صورت گرفت. بر اساس نتایج حاصل از هم¬بستگی بین شاخص‎های پایداری ساختمان و ویژگی‎های خاک رس و گچ از مهم‎ترین عوامل در تشکیل و پایداری خاکدانه‎ها بودند، در حالی که ec، sar و سیلت از جمله عوامل مخرب خاکدانه ها به شمار می‎روند. مواد مادری رسوبی بدلیل قابلیت تولید رس زیاد و آزادکردن کلسیم، قادر به ایجاد خاکدانه‎های نسبتاً پایدار بوده و مواد مادری دگرگونی با ایجاد بافت درشت خاکدانه‎های ناپایداری ایجاد می‎کنند. در نتایج حاصل از تحلیل مکانی قسمت‎های شرقی استان دچار تخریب شدید ساختمان خاک بوده، به طوری که از ساختمان سست در سطح خاک برخوردار می‎باشند. در قسمت‎های غربی و بخشی از قسمت‎های جنوبی استان تا حدودی ساختمان خاک پایداری وجود دارد. بیش¬ترین ضرایب هم¬بستگی بدست¬آمده به شاخص rdc اختصاص داشت و هم¬چنین رس به آسانی قابل پراکنش توانست پایداری ساختمان خاک در استان اصفهان را بهتر ارزیابی کند. در کل به دلیل پایداری ضعیف ساختمان خاک¬های مورد بررسی، پیشنهاد می‎شود با حفظ و افزایش پوشش سطح خاک (پوشش گیاهی و سنگ¬فرش) ساختمان خاک¬های سطحی استان اصفهان را در برابر عوامل مخرب بهبود بخشید.

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.

عوامل مختلفی در تخریب پوشش گیاهی اکوسیستم های مرتعی نقش دارند که یکی از مهم ترین آن ها آتش سوزی می باشد. پژوهشگران از گذشته در پی این بودند که با استفاده از روش های مختلف بتوانند میزان فرسایش را در اراضی مختلف محاسبه نمایند. استفاده از عناصر رادیو اکتیو مصنوعی با تشعشع گامای بالا و نیم عمر 2/30 سال می باشد که در سال های 1950-1970 در اثر انفجار های هسته ای همراه با بارش باران وارد جو زمین شد. فرآیندهای فیزیکی از قبیل فرسایش و خاکورزی از دلایل اصلی توزیع مجدد سزیم در خاک می باشند. روش های مغناطیسی نیز روش هایی دقیق، غیرمخرب، سریع و نسبتاً ساده بوده که در پژوهش های فرسایش خاک مورد استفاده قرار می-گیرد. شهرستان فریدونشهر در استان اصفهان از مناطقی است که هر ساله سطح وسیعی از مراتع آن دچار آتش سوزی می شود و طبیعتاً در اثر فعالیت های نادرست بشری در این منطقه، شدت فرسایش خاک فراتر از حد طبیعی است، بنابراین جهت انجام عملیات حفاظت خاک و آب، بدست آوردن اطلاعات معتبر در مورد فرسایش ضروری می باشد. این پژوهش با هدف بررسی اثر زمان وقوع آتش سوزی بر فرسایش پذیری خاک ها در بخشی از مراتع، در شهرستان فریدونشهر با استفاده از تکنیک سزیم-137 انجام گرفت. در این مطالعه سه مرتع که در سال های1380، 1387 و1390 بخشی از آن ها به دلایل انسانی دچار آتش سوزی شده و بخشی از آن ها سوخته نشده اند، انتخاب شد. در هر مرتع در دو سایت سوخته و نسوخته مجموعاً در شش نقطه در اعماق 2/5-0، 2/5-5، 10-5، 20-10 و 40-20 سانتی متر و نمونه برداری صورت گرفت. دستگاه اسپکترومتری اشعه گاما برای آنالیز سزیم-137 مورد استفاده قرار گرفت. پارامترهای مغناطیسی نمونه های خاک نیز بوسیله دستگاه bartington در دو فرکانس 0/46و 4/6 کیلوهرتز اندازه گیری شدند. هم چنین در تمامی نمونه های خاک ویژگی های فیزیکی و شیمیایی مانند درصد ماده آلی، آهک، نیتروژن کل، پتاسیم و فسفر قابل استفاده و درصد رس، سیلت، شن و چگالی ظاهری خاک نیز اندازه گیری شد. نتایج این پژوهش با بررسی اثرات کوتاه مدت و بلند مدت آتش سوزی بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و مغناطیسی خاک، و فرسایش پذیری خاک به کمک تکنیک سزیم-137 شرح داده شده است. هم چنین مقایسه بین سایت های سوخته و نسوخته در هر مرتع انجام گرفته و نتایج حاصل از آن بررسی شدند. با تجزیه واریانس داده ها و مقایسه میانگین ها بر اساس طرح فاکتوریل(سال آتش سوزی و رخداد)، در قالب طرح کاملا تصادفی، اثر متقابل این دو پارامتر بر فرسایش خاک، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج بدست آمده نشان داد که از میان ویژگی های فیزیکوشیمیایی و مغناطیسی خاک، سزیم-137 در سایت های سوخته با درصد رس (0/87=r) بیشترین همبستگی را دارد و در سایت های نسوخته نیز بیشترین همبستگی سزیم-137 با درصد رس (0/94=r) بدست آمده است. با استفاده از روش سزیم-137 میانگین هدررفت خاک در سایت های سوخته با مدل نسبی و بیلان وزنی ساده شده به ترتیب برابر 30/87و 38/91تن در هکتار در سال و در سایت های نسوخته به ترتیب برابر 18/67و 23/02 تن در هکتار در سال بوده است. در نتیجه بین سایت های سوخته و نسوخته در سه سال مورد مطالعه (در سطح 5 درصد)اختلاف معنی دار وجود داشته بطوری که فرسایش خاک در سایت های سوخته بیشتر بوده است. هم چنین میانگین هدرروی خاک در سه سال مختلف، نشان دهنده اختلاف معنی دار (در سطح 5 درصد) میان سال های 1380 و1387با سال 1390 بوده است. میزان فرسایش خاک با مدل نسبی برای سال 1380 برابر 17/84سال 1387 برابر 19/77و سال 1390 برابر 34/20 تن در هکتار در سال بوده است. بنابراین می توان نتیجه گرفت هرچه مدت زمان بیشتری از وقوع آتش سوزی می گذرد فرسایش پذیری خاک کمتر شده است. بخش های سوخته مراتع به طور کلی دارای نرخ فرسایش بیشتری بوده و میزان هدرروی سزیم در آن ها بیشتر است. با گذشت زمان بیشتر از آتش سوزی با احیای پوشش گیاهی شرایط خاک بهبود یافته و از فرسایش خاک کاسته می شود. هم چنین نتایج کلی این پژوهش نشان داد که همبستگی قوی و معنی داری بین محتوای سزیم-137 و مقدار پذیرفتاری مغناطیسی در خاک وجود دارد، بنابراین می توان از تکنیک پذیرفتاری مغناطیسی به عنوان روشی سریع و ارزان قیمت به جای تکنیک پر هزینه و وقت گیر سزیم-137 در بررسی توزیع مجدد خاک طی فرآیند آتش سوزی و فرسایش خاک استفاده کرد.

یکی از روشهای بررسی آلودگی محیط زیست استفاده از ردیاب های زیست محیطی است. خزه به دلیل فقدان پوشش کوتیکول و سیستم ریشه ای کامل، توانایی زیادی برای جذب فلزات از ته نشست ها را دارد. همین ویژگی ها خزه را به عنوان یکی از بهترین ردیاب های زیست محیطی برای سنجش آلودگی هوا و گرد و غبارهای موجود در جو مطرح کرده است. هدف از این تحقیق بررسی ویژگی های فیزیکوشیمیایی و پذیرفتاری مغناطیسی خاک موجود در پوشش خزه و مقایسه سه بخش سطحی، میانی و درونی خزه در سه منطقه اصفهان، شهرکرد و تهران می باشد

خاک را می توان بخش فرسایش یافته سنگ مادر و سطح زمین دانست که بر گیاهان تأثیر می گذارد و ازآنها متاثر می شود. خاک به عنوان بستر رشد گیاهان چهار نیاز اساسی تعادل گیاه، استقرار ریشه ها، ذخیره آب و هوا و ذخیره مواد غذایی را تامین می کند و در مقابل گونه های گیاهی بر روی خواص خاک اثرگذار هستند. شناخت رابطه گیاه با خاک، به منظور افزایش بهره-وری و برآورد اهداف مورد نظر در راستای احیا اراضی ضروری است. به منظور شناخت بهتر و درک کارکرد و پتانسیل یک اکوسیستم مرتعی، مطالعه اثرات و روابط موجود بین پوشش گیاهی و خاک ضروری است. هدف این مطالعه بررسی تاثیر گیاهان مرتعی و مواد مادری مختلف بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی خاک های کوهرنگ است. این تحقیق به صورت آزمایش فاکتوریل و در قالب طرح کاملا تصادفی و با سه تکرار انجام گرفت. بدین منظور در منطقه مورد مطالعه سه ماده مادری متفاوت شامل آهک های مارنی فسیل دار، کنگلومرا و ماسه سنگ قرمز و آهک دولومیتی فسیل دار انتخاب و در هر ماده مادری سه مکان انتخاب شدند. در هر مکان دو پروفیل برای گیاهان گون، دافنه و یک پروفیل در منطقه بدون گیاه به عنوان پروفیل شاهد در شیب های یکسان تا عمق 100 سانتی متر حفر گردید. سپس رده بندی پروفیل های خاک مطابق با معیارهای رده-بندی آمریکایی و مرجع جهانی انجام گرفت و ویژیگی های فیزیکی، شیمیایی و کانی شناسی هر منطقه مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج رده بندی خاک نشان داد که خاک ها طبق رده بندی آمریکایی در رده مالی سول و طبق رده بندی مرجع جهانی در واحدکاستانوزم قرار گرفتند و مواد مادری متفاوت با پوشش های گیاهی متفاوت تاثیری در رده بندی خاک های منطقه تا سطح زیر گروه بزرگ نداشتند، ولی در سطح فامیل رده بندی خاک های منطقه متفاوت بود بدین صورت که خاک های تشکیل شده در ماده مادری کنگلومرای قرمز به دلیل مقاومت بیشتر نسبت به هوادیدگی دارای کلاس بافتی درشت تر نسبت به ماده مادری آهک مارنی و آهک دولومیتی بود. نتایج آنالیز های شیمیایی و فیژیکی نشان داد که خاک های تشکیل شده بر روی مواد مادری آهک مارنی و آهک دولومیتی به دلیل تکامل بیشتر و در نتیجه عمق خاک بیشتر دارای ماده آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی ، پذیرفتاری مغناطیسی، میزان رس و میزان سیلت بیشتری نسبت به خاک تشکیل شده بر روی کنگلومرای قرمز هستند. تفاوتی بین میزان ph، درصد آهک و پایداری خاکدانه ها در مواد مادری مختلف مشاهده نشد. همچنین میزان ماده آلی، پذیرفتاری مغناطیسی و درصد رس در خاک های تشکیل شده زیر پوشش گیاهی به دلیل فعالیت های گیاهی و در نتیجه تاثیر در هوادیدگی بیولوژیکی نسبت به منطقه بدون پوشش گیاهی بیشتر بود ولی میزان ph، ظرفیت تبادل کاتیونی و پایداری خاکدانه ها بین پوشش گیاهی و منطقه بدون پوشش تفاوت جشمگیری نداشت. نتایج کانی شناسی خاک نشان داد به طور کلی در تمامی نمونه های سنگ بستر و خاک های مورد مطالعه، کانی های میکا، کوارتز، کائولینیت و ورمیکولیت وجود دارد و منشأ این کانی ها در خاک های منطقه توارثی است. همچنین کانی اسمکتیت در برخی خاک های منطقه وجود دارد. با توجه به این که کانی اسمکتیت در هیچ یک از نمونه های سنگ بستر مشاهده نشد، می توان منشأ این کانی در خاک های منطقه را به عوامل خاکساز نسبت داد. در ماده مادری آهک مارنی به دلیل پوشش گیاهی قویتر نسبت به ماده مادری آهک دولومیتی، نقش گیاهان گون و دافنه در تشکیل کانی اسمکتیت بیشتر است و میزان کانی اسمکتیت در این منطقه نسبت به ماده مادری آهک دولومیتی بیشتر است. در ماده مادری کنگلومرای قرمز کانی اسمکتیت در هیچ یک از خاک های تشکیل شده زیر پوشش گیاهی و منطقه بدون پوشش به دلیل هوادیدگی کمتر، بافت درشت تر و در نتیجه تکامل کمتر این ماده مادری، مشاهده نشد.

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.

تغییر کاربری زمین با تغییر ساختمان، مقدار و نوع ماده آلی و چگالی ظاهری خاک باعث تغییر نفوذ آب به خاک، درجه تراکم، ویژگی های هیدرولیکی، مقاومت برشی، آب گریزی خاک و روان آب و فرسایش خاک می شود. این پژوهش با هدف بررسی اثر کاربری زمین بر نفوذ غیراشباع آب به خاک و ویژگی های هیدرولیکی نزدیک-اشباع، آب گریزی، و مقاومت برشی در حالت اشباع و غیراشباع خاک و استخراج روابط علت و معلولی بین ویژگی های فیزیکی، مکانیکی و هیدرولیکی خاک در شهرستان تویسرکان در استان همدان انجام شد. بدین منظور پنج کاربری زمین شامل مرتع بدون چرا، مرتع با چرای متوسط، مرتع با چرای شدید، کشاورزی دیم و باغ گردو مورد بررسی قرار گرفت.در کل نتایج نشان داد که ویژگی های فیزیکی، هیدرولیکی و مکانیکی خاک در این منطقه به طور معنی داری تحت تاثیر نوع کاربری زمین قرار گرفت؛ چرای شدید در مراتع به شدت کیفیت خاک را کاهش داده و تغییرات زمانی ویژگی های هیدرولیکی نزدیک-اشباع خاک چشم گیر بود.

مطالعه حاضر به منظور امکان سنجی تفکیک گروه های بزرگ خاک به کمک ویژگی های پذیرفتاری مغناطیسی خاک در بخشی از اراضی شهر زرند استان کرمان به مساحت نود هزار هکتار و تعداد 100 پروفیل طراحی و اجرا شد. نتایج نشان داد که بیشترین پذیرفتاری مغناطیسی در هر سه عمق مورد مطالعه مربوط به گروه بزرگ torriorthents است. در بخش کنترل رطوبتی و افق زیر سطحی پس از torriorthents بیشترین پذیرفتاری مغناطیسی متعلق به گروه بزرگ torripsamments می باشد و مقدار آن در سایر گروه های بزرگ تفاوت چندانی ندارد.بین نسبت غلظت آهن عصاره گیری شده توسط اگزالات به آهن عصاره گیری شده با دی تیونات با پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس پایین ، فرکانس بالا و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به فرکانس همبستگی منفی و معنی داری وجود دارد. بین پذیرفتاری مغناطیسی در فرکانس بالا و پایین با مقدار آهن عصاره گیری شده با دی تیونات همبستگی مثبت وجود دارد.نتایج حاصل از پیش بینی درصد عضویت و درصد گروه بندی صحیح گروه های بزرگ خاک نشان داد که در بخش افق سطحی، کنترل رطوبتی و افق زیرسطحی زمانی که تنها از داده های پذیرفتاری استفاده شود، گروه های بزرگ از یکدیگر تفکیک نمی شوند. زمانی که در کنار داده های پذیرفتاری مغناطیسی، ویژگی-های فیزیکوشیمیایی خاک وارد شدند، مشاهده شد که درصد پیش بینی تابع افزایش یافت و در کل در بخش سطحی و کنترل رطوبتی بیشترین درصد موفقیت آمیز بودن پیش بینی بدست می آید.

سزیم-137 رادیو نوکلوئیدی مصنوعی با نیمه عمر 30/2 سال و تشعشع گاما است که به دلیل انفجارهای هسته ای در دهه 1950 و 1960 همراه با بارش باران وارد جو زمین شد. این عنصر به سرعت جذب ذرات ریز افق سطحی خاک می شود و توزیع آن اصولا با تحولات فیزیکی خاک نظیر فرسایش و شخم همراه است. اساس محاسبه فرسایش به روش سزیم رادیواکتیو بر مبنای مقایسه مقدار سزیم در خاک در معرض فرسایش با یک سطح مرجع می باشد. مقادیر نسبت داده شده به موجودی مرجع نقش مهمی در تبدیل اندازه گیری های سزیم به برآوردهای فرسایش یا رسوب خاک دارد. استفاده از مقادیر نادرست، برآوردهای مقرضانه و غیرقابل اطمینان از فرسایش و رسوب خاک را سبب خواهد شد. این پژوهش با هدف بررسی تغییر پذیری محتوای سزیم در ارتباط با برنامه نمونه برداری (تعداد نمونه، فاصله و نحوه نمونه) برداری در سایت مرجع واقع در شهرستان فریدن انجام گرفت.

در بین موجودات زنده درختان به دلیل عمر طولانی و ثابت بودن در یک منطقه از بهترین زیست ردیاب ها بحساب می آیند. هدف از این مطالعه مقایسه و تعیین گونه مناسب از بین چهار گونه درختی غالب در فضای سبز شهری و تعیین بهترین پارامتر برگ، در ردیابی فلزات سنگین اتمسفری بود. نتایج مطالعه بر روی فلزات سنگین نیکل، مس، روی، منگنز، آهن، سرب، کبالت و کادمیوم در گرد و غبار اتمسفری حاکی از این بود که غلظت این فلزات در ابتدای دوره نمونه برداری بالا است و در طی فصل از غلظت فلزات کاسته می شود. در نهایت با نزدیک شدن به ماه های انتهایی نمونه برداری (مهر و آبان) غلظت فلزات سنگین به دلیل افزایش ترافیک شهری و برودت هوا به حداکثر مقدار خود می رسد. ضریب همبستگی پیرسون بین غلظت فلزات سنگین موجود در گرد و غبار ترسیب شده بر روی تله های شیشه ای و غلظت همین فلزات در برگ های شسته نشده و اختلاف بین برگ های شسته نشده و شسته شده در هر ماه برای هر چهار گونه درختی در این مطالعه محاسبه شد. اختلاف غلظت فلزات سنگین بین برگ های شسته نشده و شسته شده در برگ درخت چنار در اکثر فلزات سنگین دارای بیشترین همبستگی بود. . از این رو می توان بجای استفاده از وسایلی با هزینه های گزاف و صرف زمان طولانی از این پارامتر در برگ درخت چنار استفاده کرد.

چکیده ندارد.