اثر زمان وقوع آتش سوزی بر فرسایش خاک در مراتع شیب دار فریدن به کمک تکنیک سزیم-137

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.