تخمین نرخ مکانی فرسایش و رسوب با تکنیک سزیم-137 با استفاده از روش زمین آمار روی یک شیب تپه مرکب در منطقه اردل استان چهارمحال و بختیاری

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 .