Document Type : Research Paper
Authors
Abstract
Keywords
- مقدمه
نبکاها از اشکال تراکمی فرسایش بادی هستند و بر اثر رسوبگذاری نهشتههای بادی در اطراف درختچهها ایجاد میشوند (Jianhui et al., 2010, 713; Bing et al., 2008, 1446; Tengberg & Chen,1998, 181). آنها معمولاً در زمینهای مسطح با فرسایش بادی خاک شکل گرفتهاند و عمدتاً از سیلت و رس با محتوای ماسهای کمتر از 50% تشکیل شدهاند (Ardon et al.,2009,1014). اگرچه چشماندازهای نبکایی به ظاهر یکسان و یکنواخت هستند، خصوصیات آنها بهخوبی معماری درونیشان را تعیین میکند که آن نیز منعکسکنندۀ تغییرات اندازههای ذرات شن در تپههاست (Langford,2000,25). در مورد تشکیل نبکاها دیدگاههای مختلفی وجود دارد. عدهای نظیر زو و همکاران[1] (1981)، نیک لینگ و ولف[2] (1994)، تنگ برگ[3] (1995) و وانگ و همکاران[4] (2003) ایجاد نبکاها را متأثر از فعالیتهای کاهندۀ قابلیت محیطی از سوی بشر بیان کردهاند، در مناطقی که پوشش گیاهی استقرار دارد؛ به طوری که افت قابلیت اراضی مناطق بیابانی و بیابانزایی در مناطق کانون تولید رسوبهای بادی وحمل آنها منجر به ایجاد نبکا شده است و نبکا را شاخصی مناسب برای ارزیابی فرسایش، تخریب اراضی و آشفتگی چشمانداز معرفی کردهاند. دوگیل و توماس[5](2000)، بیان کردهاند شکل نبکا از حرکت رسوب در طی زمان و در مناطق با پوشش گیاهی کم بین تپههای ماسهای ناشی میشود (ولی و پورخسروانی، 1388، 12). در طی فرایند رشد نبکاها، عوامل منطقهای مانند بادهای غالب، سرعت باد، میکروکلیما، تنشهای محیطی، وضعیت رسوب و شرایط انتقال آن، تغییر در چگالی خاک و نرخ رشد گیاهان، در شکل نبکا تأثیر میگذارند (امینی و همکاران،1390، 234).
در محیطهای خشک تحت تسلط تپههای شنی بیابانی، رسوبات بادی منبع عمدهای از اطلاعات دیرینۀ محیطی هستند و از چینهشناسی و رسوبشناسی تپههای ماسهای برای تفسیر رخدادهای گذشته ناشی از افزایش فعالیت بادی (از جمله در Bowler, 1976; Fitzsimmons et al., 2007b; Kocurek, 1998; Lomax et al., 2003) بهره گرفته شده است (Fitzsimmons et al., 2009,61; Telfer et al.,2010,195). برخی عناصر چینهشناسی و رسوبشناشی تپهماسهای مانند تراکم پالئوسلها و رسها، میتوانند شاخصهایی از تغییرات اقلیمی هستند و شواهد مفیدی را از بازسازی محیطهای گذشته در مناطق خشک فراهم میکنند. خاکهای مدفون شاهدی از دورههای نسبتاً پایدار محیطی را ارائه میدهند که در مناطق خشک معمولاً دلیلی از شرایط بسیار مرطوب تفسیر میشوند (Fitzsimmons et al.,2009,61). با توجه به اینکه اطلاعات بسیار محدودی از ویژگیهای اقلیم دیرینه مناطق خشک و بیابانی موجود است، چینهشناسی رسوبات موجود در تپهها و نبکاهای این مناطق، به شناخت اقلیم گذشتۀ حاکم بر آنها کمک میکند.
تاکنون مطالعات متعددی در سطح جهان بر روی نبکاها، یکی از اشکال فرسایش باد نهشتی، انجام شده است. هسپ[6] (1981) عوامل گوناگون در شکلگیری نبکاها و ارتباط ساختاری نبکاها را با خصوصیات مورفولوژیک آنها بررسی کرده است. زندا و همکاران[7] (1981) به مطالعۀ نبکاهای گز در امتداد رودخانۀ تاریم پرداختهاند و تکامل ژئومورفولوژیکی این عوارض را بررسی کردهاند. کک و همکاران[8] (1993)، به معرفی عوامل مهم و مؤثر بر مورفولوژی نبکاها پرداختهاند و تأثیر عوامل زمان، فرم تعادلی تپهها، اندازه و دانهبندی رسوبات، منبع تأمین رسوبات، آب و هوا و باد را حائز اهمیت دانستهاند. خلف و همکاران[9] (1995)، ضمن بررسی خصوصیات رسوبگذاری و ویژگیهای مورفولوژیک چند نوع نبکا در دشت ساحلی شمال کویت، به بررسی ارتباط موجود بین برخی صفات رویشی گیاهان با خصوصیات مورفومتری نبکا پرداختهاند. تنگبرگ و چن[10] (1998)، به مقایسۀ مورفومتری نبکاهای مرکز تونس و شمال بورکینافاسو پرداختهاند و 473 نبکا را اندازهگیری کردهاند. دوگیل و توماس[11] (2000)، به بررسی تپههای ماسهای نبکا در حوضه آبخیز مولوپو در آفریقای جنوبی و بوتسوانا پرداختهاند. آنها در این پژوهش به بررسی شکل نبکاها بهعنوان سند و شاخصی برای تخریب خاک در این منطقه پرداختهاند و بیان کردهاند که در قسمتهایی از این حوضه که شکل نبکاها کمتر دستخوش تغییرات شده، تخریب کمتری در خاک ایجاد شده است. کانگ و همکاران[12] (2002)، به بررسی فرایند رشد و ساختار داخلی نبکاهای گز در مناطق انتقالی بیابانی در بخش شمالی واحۀ هوتان در چین پرداختهاند. مونتنی و راسل[13] (2006) بیش از 1200 نبکا را در تپههای ماسهای ساحلی جنوب ایسلند و همچنین مورفومتری و سایر شاخصهای مؤثر در توزیع و پراکندگی نبکاها را بررسی کردهاند. وانگا و همکاران[14] (2006)، در پژوهشی به بررسی و توسعۀ نبکاها، تأثیرات فرسایش بادی و تخریب زمین در مناطق نیمهبیابانی شمال چین پرداختهاند. فیتزسیمونس و همکاران[15] (2007) به سنیابی تپههای ماسهای طولی در بیابانهای تیراری[16] و استرزلکی[17] در استرالیا و با روش [18]OSL پرداختند. علاوه بر این، فیتزسیمونس و همکاران (2009) با توجه به ویژگیهای رسوبات بادی به بازسازی شرایط دیرینۀ محیطی در بیابانهای تیراری و استرزلکی در استرالیا با ترکیبی از شیوههای مشاهدات میدانی، برش مقاطع عرضی، آنالیز اندازۀ ذرات رسوبات بادی و پراشسنجی اشعه ایکس (XRD)[19] پرداختند.
لی زیزونگ و همکاران[20](2010)، در مقاله خود به بررسی و تحلیل نبکاهای گز در حوضه آبخیز رودخانۀ هوتان در چین پرداختهاند. همچنین، تلفر و همکاران[21] (2010) بررسی محیط دیرینه و توالی زمانی تپههای شنی طولی با روش سنیابی OSLو یک مدل تجمعی پرداختند.
در رابطه با مطالعات انجامگرفته بر روی نبکاها در ایران، نخستینبار محمودی طی مقالهای به بیان ویژگیهای مورفولوژیک نبکاها پرداخت و سیر تحول آن را از پیدایش تا مرگ بررسی کرد (محمودی، 1356)؛ ولی و پورخسروانی (1388) با تکیه بر روشهای کمی، خصوصیات ژئومورفولوژی موجود در چشمانداز نبکاهای حوضه آبریز کویر سیرجان را بررسی و ارتباط بین عوامل مؤثر در شکلزایی نبکاها را تعیین کردهاند. آنها با ثابت نگه داشتن برخی از عوامل مؤثر در شکلگیری نبکاها، میزان نقش عامل پوشش گیاهی را در شکلشناسی نبکاها بررسی کردهاند. پورخسروانی و همکاران (1388) به بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با ویژگیهای مورفومتری نبکاهای گونۀ روماریا تورکستانیکا پرداختهاند و چنین نتیجه گرفتهاند که ارتباط معناداری میان ارتفاع نبکا و قطر قاعدۀ نبکا در سطح احتمال کمتر از یکدرصد با ضریب تبیین 49% برای رابطۀ خطی درجه 2 و 50% برای رابطۀ درجه 3 وجود دارد. پورخسروانی و همکاران (1389)، به بررسی و گروهبندی مقایسهای نبکاهای سیدلیتزیا فلوریدا، روماریا تورکستانیکا و الحاجی مانیفرا بر اساس عملکرد فرمهای رویشی گیاهان در منطقۀ خیرآباد سیرجان پرداختهاند و نتیجه گرفتهاند که حجم نبکاها متأثر از فرم رویشی و حجم گونۀ گیاهی تشکیل دهندۀ آن است. پورخسروانی و همکاران (1389) در مقالهای به بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با خصوصیات مورفومتری نبکاهای گونۀ تاماریکس ماسکاتنسیس در منطقۀ خیرآباد سیرجان پرداختهاند و بهترین ارتباط بین خصوصیات گیاهی و حجم تپه نبکا را به صورت چشمگیری مربوط به تاج پوشش گیاهی تاماریکس ماسکاتنسیس دانستهاند. موسوی و همکاران (1389)، با استفاده از مؤلفههای مورفومتری نبکا از طریق الگوریتم Topsis، نوعی گروهبندی مقایسهای از نبکاهای شمال شرق کویر سیرجان ارائه کردهاند و مناسبترین نوع آنها را برای تثبیت ماسههای روان معرفی کردهاند. امینی و همکاران (1390) در جنوب شرق دریای خزر، به شناسایی نبکاهای این منطقه پرداختهاند و وضعیت فرم و مورفومتری آنها را بررسی و نتایج را با سایر مناطق ایران به منظور اجرای طرحهای مناسب برای کنترل فرسایش بادی در مناطق بحرانی با اولویت بالا مقایسه کردهاند. مقصودی و همکاران (1391) به بررسی ارتباط میان ویژگیهای مورفومتری نبکاها با گونههای گیاهی مورد مطالعه خود در غرب دشت لوت (شرق شهداد – دشت تکاب) پرداختهاند. در پژوهش پیش رو، تلاش بر آن است تا با توجه به نوع چینههای نبکاها و ویژگیهای آنها شرایط اقلیمی حاکم بر منطقۀ مطالعاتی را در چینهها بازآفرینی کرد. همچنین، ارتباط بین ویژگی بادها و تغییرات سطح و میزان استخراخ آب زیرزمینی بر ساختار نبکاها و تشدید فرسایش در آنها بررسی شود. بدین منظور حوضه علاء در استان سمنان واقع در حاشیۀ کویر مرکزی بهعلت سهولت دسترسی، منطقۀ مطالعاتی انتخاب شد (جدول1).
جدول 1- پیشینۀ پژوهش در جهان و ایران
|
مولفه مورد مطالعه |
پژوهشگران (خارج از ایران) |
سال |
توضیح |
|
خصوصیات مورفولوژیکی و تکامل ژئومورفولوژیکی نبکا |
هسپ |
1981 |
بررسی عوامل مؤثر در شکلگیری نبکاها و ارتباط ساختاری آنها با خصوصیات مورفولوژیک نبکاها |
|
زندا و همکاران |
1981 |
بررسی تکامل ژئومورفولوژیکی نبکاهای گز در امتداد رودخانۀ تاریم |
|
|
کک و همکاران |
1993 |
بررسی عوامل مهم و مؤثر بر مورفولوژی نبکا |
|
|
خلف و همکاران |
1995 |
بررسی خصوصیات مورفولوژیک و ارتباط آنها با ویژگیهای رویشی گیاهان و خصوصیات مورفومتری نبکا |
|
|
خصوصیات مورفومتری نبکا |
تنگبرگ و چن |
1998 |
مقایسۀ مورفومتری نبکاهای مرکزی تونس و شمال بورکینافاسور |
|
دوگیل و توماس |
2000 |
بررسی شکل نبکا بهعنوان سند و شاخصی برای تخریب خاک |
|
|
گانگ و همکاران |
2002 |
بررسی فرایند رشد و ساختار داخلی نبکاها در مناطق بیابانی شمال هوتان چین |
|
|
مونتنی و راسل |
2006 |
بررسی مورفومتری و سایر شاخصهای مؤثر در توزیع و پراکندگی نبکا |
|
|
وانگا و همکاران |
2006 |
بررسی توسعۀ نبکاها و تأثیرات فرسایش بادی و تخریب زمین بر نبکاها |
|
|
مطالعات دیرینه محیطی و سنیابی |
فیتزسیمونس و همکاران |
2007 |
سنیابی تپههای ماسهای طولی در بیابانهای استرالیا با روش OSL |
|
فیتزسیمونس و همکاران |
2009 |
بازسازی شرایط دیرینه محیطی با توجه به ویژگیهای رسوبات بادی در بیابانهای استرالیا از طریق شیوههای مشاهدات میدانی، برش مقاطع عرضی، آنالیز اندازۀ ذرات رسوبات بادی و پراش سنجی اشعه ایکس (XRD) |
|
|
تلفر و همکاران |
2010 |
بررسی محیط دیرینه و توالی زمانی تپههای شنی طولی با روش سنیابی OSL و یک مدل تجمعی |
|
|
مورفومتری نبکا و ارتباط آن با مورفولوژی گونه گیاهی نبکا
|
پژوهشگران در داخل ایران |
||
|
ولی و پورخسروانی |
1388 |
بررسی خصوصیات ژئومورفولوژیکی چسم انداز نبکاها در کویر سیرجان |
|
|
پورخسروانی و همکاران |
1388 |
بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با ویژگیهای مورفومتری نبکاها |
|
|
پورخسروانی و همکاران |
1389 |
بررسی و گروهبندی مقایسهای چند گونۀ گیاهی نبکا بر اساس فرم رویشی گیاهان در منطقه خیرآباد سیرجان |
|
|
پورخسروانی و همکاران |
1389 |
بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با خصوصیات مورفومتری نبکا در منطقه خیرآباد سیرجان |
|
|
موسوی و همکاران |
1389 |
گروهبندی مقایسهای نبکاهای شمال شرق کویر سیرجان با استفاده از مؤلفههای مورفومتری نبکا از طریق الگوریتم Topsis |
|
|
امینی و همکاران |
1390 |
شناسیایی و بررسی وضعیت فرم و مورفولوژی نبکاها در جنوب شرقی دریای خزر و مقایسۀ آنها با نبکاهای سایر مناطق ایران |
|
|
مقصودی و همکاران |
1391 |
بررسی ویژگیهای مورفومتری نبکاها با گونههای گیاهی در غرب دشت لوت (شرق شهداد- دشت تکاب) |
|
1-1- منطقۀمطالعاتی
محدودۀ مورد مطالعه در این پژوهش نبکازارهای حوضه علاء در محدودۀ سیاسی شهرستان سمنان. این حوضه در حاشیۀ کویر مرکزی قرار دارد و از شمال به مهدیشهر، از شرق به امیریه، از غرب به سرخه و از جنوب به شهر سمنان محدود شده است. حوضه علاء در عرض جغرافیایی 35 درجه و 29 دقیقه و 57 ثانیه تا 35 درجه و 35 دقیقه و 57 ثانیه شمالی و طول جغرافیایی 53 درجه و 28 دقیقه و 8 ثانیه تا 53 درجه و 34 دقیقه و 23 ثانیه شرقی قرار دارد (شکل1) و مساحت آن تقریباً km2 39 است. از نظر زمینشناسی سازندهای این حوضه عمدتاً از رسوبات کواترنری است و شامل رسوبات تراسهای کواترنری و رسوبات سطح دشتسرها و نیز پهنههای رسی است که حدودkm2 20 از مساحت حوضه را این رسوبات رسی در بر میگیرد. همچنین، متوسط بارندگی در این حوضه 141.3 میلیمتر در سال و متوسط دما 18.4 درجه سانتیگراد و میانگین سالانۀ تبخیر بالقوه 2500 میلیمتر است. همچنین، بر طبق روش دومارتن این حوضه دارای اقلیم خشک، بر طبق روش آمبرژه دارای اقلیم خشک و سرد و نیز بر طبق روش کوپن اقلیم این حوضۀ بیابانی است.
شکل 1- موقعیت جغرافیایی حوضه علاء
1-2- دادهو روش پژوهش
دادههای پژوهش: در این پژوهش دادههای مورد استفاده شامل تصاویر ماهوارهای+ ETMمربوط به سال 2002، نقشۀ توپوگرافی 1:25000ورق سمنان، آمار باد ایستگاه سینوپتیک سمنان (سالهای آماری 1378- 1387) و دادههای مربوط به منابع آب زیرزمینی و تعداد چاههای منطقه (از سال آماری 72-73 تا 89-90) استفاده شده است. همچنین، برای بررسی ویژگیهای مورفومتری نبکاها از متر، GPS و نیز برای گرانومتری و دانهسنجی رسوبات از دستگاه شیکر و الکهای مختلف استفاده شده است.
روش پژوهش طی مراحل زیر دستهبندی است :
مشخصکردن محدودۀ مورد نظر از روی تصاویر ماهوارهای ETM+ و نقشه توپوگرافی 1:25000و سپس بازدید میدانی از منطقۀ مورد مطالعه. بازدید کلی چشمانداز منطقه و انتخاب 5 نبکا در سطح محدوده برای نمونهبرداری. بدین منظور در نبکاهای انتخابشده ویژگیهای مورفومتری نبکاها شامل قطر قاعده، ارتفاع، طول و عرض نبکاها و نیز به منظور بررسی خصوصیات گونه گیاهی تشکیلدهندۀ نبکا، عوامل مورفولوژیکی چون قطر تاج گیاه و ارتفاع گیاه اندازهگیری و موقعیت جغرافیایی نبکاهای انتخابی با استفاده از GPS ثبت شد. درخور ذکر است در اندازهگیری ارتفاع گیاه بلندترین شاخه گیاه ملاک اندازهگیری بوده است.
در نبکاهای انتخابی مقاطعی طولی به ارتفاع 30 سانتیمتر برش داده شد (مقاطع 30 سانتیمتری با توجه به ابعاد نبکاهای مورد بررسی انتخاب شد). در ادامه لایههای مختلف تشکیلدهندۀ نبکا شمارش و ویژگیهای هر لایه از لحاظ رنگ، ضخامت، میزان چسبندگی ذرات، وجود یا نبودِ آشفتگی در هر لایه (که نشاندهندۀ تغییر جهت وزش باد است) ثبت شد. در گام بعدی نمونه رسوبهایی به میزان 250 گرم از بالاترین لایه، لایه وسط و پایینترین لایه بهمنظور انجام گرانومتری برداشت شد.
گرانومتری و دانهسنجی نمونههای رسوب برداشتشده در آزمایشگاه: به این منظور نمونهها در آزمایشگاه با استفاده از دستگاه شیکر و الکهای شماره 2000، 1000، 500، 250، 125، 63 میکرن و کمتر از 63 میکرون غربال و سپس با استفاده از نتایج به دست آمده از گرانومتری، هیستوگرام (بارگراف) و منحنی تجمعی رسوبات ترسیم شد. برای رسم هیستوگراف اندازۀ ذرات را بر روی محور X رسم شده است، بهنحوری که از چپ به راست اندازۀ ذرات کاهش مییابد؛ ذرات درشت در طرف چپ و ذرات ریز در طرف راست و مقدار وزنی ذرات یا درصد وزنی آنها روی محور Y قرار گرفت. بالاترین نقطه تجمع در این هیستوگرامها را نما یا مد میگویند و اگر هیستوگرام دارای یک مرکز تجمع باشد، آن را یونی مدال[22] و اگر دارای دو مرکز تجمع باشد، آن را بایمدال[23] و در صورتی که دارای چندین مرکز تجمع باشد، آن را مولتی مدال[24]مینامند. این مراکز تجمع نشاندهندۀ ناجوری رسوبات و منعکسکنندۀ منشأ آنهاست؛ مثلاً اگر هیستوگرام بایمدال باشد، ممکن است رسوب از دو منشأ سرچشمه گرفته باشد (موسویحرمی، 1389، 62). همچنین، منحنیهای تجمعی با مقیاس احتمالی برای نمونههای گرانومتریشده نیز ترسیم شد، در این منحنیها نیز نحوۀ قراگیری اندازۀ ذرات و مقدار وزنی ذرات همانند نحوۀ قرارگیری آنها در هیستوگرام است. شیب خط در این منحنیها تابعی از انحراف معیار یا جورشدگی ذرات رسوبی است؛ هر چه شیب خط بیشتر باشد، انحراف معیار کمتر و جورشدگی بهتر است و هر قدر شیب خط کمتر باشد، میزان انحرافمعیار بیشتر و جورشدگی بدتر است. همچنین، زمانی که ذرات از نظر اندازه در گروههای مختلفی قرار گیرند، در روی این منحنیها بهوسیلۀ خطهای مستقیم شکسته مشخص میشوند که این نیز منعکسکنندۀ سازوکارهای مختلف رسوبگذاری ذرات است (همان : 66).
علاوه بر موارد بالا، آمار باد ایستگاه سینوپتیک سمنان از سال آماری 1387- 1378 برای ترسیم گلباد حوضه علا استفاده شد.
در نهایت بهمنظور برقراری ارتباط بین ویژگیهای لایههای نبکا و افزایش استخراج از آبهای زیرزمینی (بهویژه از طریق چاههای عمیق و نیمهعمیق) دادههای مربوط به منابع آب زیرزمینی و تعداد چاههای منطقه از سال آماری 72-73 تا سال 89-90 در محیط نرمافزاری Excel تجزیه و تحلیل شد.
2- یافتههای پژوهش
2-1- چینهشناسی
اگرچه چشماندازهای نبکایی به ظاهر یکسان و یکنواخت هستند، ساختمان قوسی و تناوبی از لایههای ماسه، نهشته بادی ریز و برگ گیاهان در هر نبکا بیانگر شرایط اقلیمی و هیدرولوژیکی حاکم در دورۀ شکلگیری چینهها و رشد آن است. در دورههای اقلیمی و هیدرولوژیکی مختلف اندازۀ ذرات، جنس و رنگ ذرات تشکیلدهندۀ نبکا و حتی میزان چسبندگی آنها در هر چینه متفاوت است و با توجه به این خصوصیات میتوان به بازسازی شرایط حاکم بر تکامل نبکا پرداخت. ویژگیهای مورفومتری 5 نبکای نمونۀ مطالعه در جدول 2 نمایش داده شده است. درخور ذکر است درختچه تشکیلدهندۀ نبکاهای محدودۀ مطالعاتی این پژوهش عمدتاً از گونۀ Haloxylon است.
جدول 2- ویژگیهای مورفومتری گونۀ گیاهی نبکاهای مورد مطالعه
|
شمارۀ نمونه |
قطر تاج گیاه (متر) |
ارتفاع گیاه (متر) |
ارتفاع نبکا (متر) |
قطر قاعده نبکا (متر) |
طول نبکا (متر) |
عرض نبکا (متر) |
|
نبکا 1 |
2 |
90/1 |
50/0 |
2 |
2 |
5/1 |
|
نبکا 2 |
30/2 |
75/1 |
50/0 |
80/1 |
75/1 |
30/1 |
|
نبکا 3 |
70/2 |
75/2 |
50/0 |
50/1 |
50/2 |
50/1 |
|
نبکا 4 |
10/2 |
15/2 |
55/0 |
90/1 |
90/1 |
80/1 |
|
نبکا 5 |
20/2 |
20/2 |
50/0 |
2 |
20/2 |
50/1 |
با توجه به مقاطع 30 سانتیمتری که در 5 مورد از نبکاها برش داده شد، به بررسی چینهها پرداخته و مشخص شد چینههای زیرین این نبکاها که در زمان دورتری شکل گرفتهاند، عمدتاً از ماسههای در حد سیلت و رس هستند که رسوبات نمکی ندارند. چینههای بالایی آنها عمدتاً همراه با ترکیبات کلسیتی است که نشان از وقوع یک دورۀ سیلابی در سطح منطقه دارد. ترکیبات رسی و آهکی بر اثر چسبندگی مواد و کوبیدگی بهویژه در قسمتهای پای درختچه و پیرامون نبکاها سبب تشکیل قشری سخت شده که بخشهایی از این قشر سخت بعدها و بهدنبال وزش بادهای منطقه بهوسیلۀ ماسه پوشیده شده است (شکل 2).
شکل2- قشر سخت آهکی- رسی ایجادشده در سطح نبکا
در نمونههای بررسیشده ضخامت لایههای زیرین که در دورههای گذشته تشکیل شدهاند، در مقایسه با لایههای بالایی کمتر است که به علت کوتاهتربودن دورۀ خشکی است و عمدتاً شامل ذرات ریز همگن سیلت و رس با رنگی روشن و چسبندگی کم هستند. لایههای میانی در نمونههای مورد بررسی در برخی نمونهها دارای چینهبندی متقاطع هستند که این چینهبندی متقاطع بیانگر دورههای آشفتگی در جهت وزش بادهای منطقه است. این لایهها بسیار نازک و فشرده و متشکل از دانههای تقریباً درشتتر ماسههای شفاف با قطر یک تا دو میلی متر بوده که بیانگر حمل ماسههای شستهشده در دورههای بارانی منطقه بهوسیلۀ توفانهای ماسهای و نه بادهای غالب منطقه است. چینههای جدیدتر نبکاهای بررسیشده ضخامت بیشتری دارند (شکل 3) که دلالت بر رسوبگذاری بیشتر در دورههای جدیدتر به علت افزایش خشکی و طول دوره خشکسالی در منطقه و نیز برداشت بیشتر مواد بهوسیلۀ باد و رسوبگذاری آنها در محل نبکاهاست. رنگ این چینهها روشن و ترکیبات آنها عمدتاً از رس، سیلت و ماسه همراه با مواد حلشده کلسیتی با چسبندگی بیشتر مواد است، به گونهای که در قسمتهای سطحی نبکا و پای درختچه آن قشری سخت تشکیل شده است. تشخیص تعداد قابل توجه لایهها که در یکی از نمونههای مورد بررسی به 11 لایه نیز میرسد، نشان از فعالیت باد در دورههای مکرر، اما با قدرت و طول مدت وزش متفاوت در سطح منطقه است. از سوی دیگر، نبودنِ ترکیبات دیگر در چینههای مورد بررسی، مانند نبودنِ قشر نمک، نشان از تشکیل لایههای نبکا از کانیهای محلی منطقه است. همچنین، تراکم زیاد ریشههای گیاه و گسترش درخور توجه این ریشهها حتی تا اعماق زیاد نشان از فعالبودن گیاهان تشکیلدهندۀ نبکاها و پایین رفتن مداوم سطح آبهای زیرزمینی در منطقه است. در پارهای موارد شاخههایی از تاغهای تشکیلدهندۀ نبکاها شکسته و در قسمتهای پای گیاه زیر ماسههای بادی مدفون شده که آثار آنها به دنبال حفر مقاطع در نبکاها برای نمونهبرداری بهخوبی مشهود است و باید توجه داشت که این شاخهها با ریشههای گیاه اشتباه گرفته نشود. هر چند عمر چندانی از نبکاهای حوضۀ مورد بررسی نگذشته، آثار فرسایش بادی و حفر حفرههای کوچک و بزرگ بهوسیلۀ جاندران حفار که عمدتاً بهدنبال جستوجوی سایه یا استفاده از آب ریشۀ گیاهان و لانهسازی انجام میپذیرد، بهخوبی بر سطح نبکاها مشاهده میشود.
شکل 3- تعداد لایهها و ضخامت و جنس رسوبات آنها در یکی از نبکاهای مورد مطالعه
تفسیر گرانومتری رسوبات نبکاها از طریق هیستوگرامها و منحنیهای تجمعی با مقیاس احتمالی بیانگر آن است که از مجموع 15 نمونه رسوبی گرانومتریشده تنها در دو مورد از نمونههای رسوبی هیستوگرام آنها دارای دو مرکز تجمع یا مد است، به عبارتی، فقط در دو نمونۀ رسوبی مربوط به لایۀ پایینی نبکای شمارۀ 2 و لایۀ پایینی نبکای شمارۀ 4 هیستوگرام بایمدال است (شکل 4) و بقیۀ هیستوگرامهای ترسیمشده یونی مدال است. بایمدالبودن این دو نمونه نشان میدهد که رسوبات دارای بینظمی و ناجوری هستند و این ناجوری منعکسکنندۀ منشأ آنهاست و در این حالت احتمالاً رسوبات از دو منشأ سرچشمه گرفته باشند، اما هیستوگرامهای یونی مدال بیانگر نظم و جورشدگی رسوباتی است که از یک منشأ سرچشمه گرفتهاند.
شکل 4- هیستوگرامهای بایمدال نمونههای رسوبی نبکاها که بیانگر بینظمی و ناجور بودن رسوبات نبکا و از دو منشأبودن آنها در این نمونههاست.
همچنین، منحنیهای تجمعی با مقیاس احتمالی بیانگر آن است که تمام منحنیهای ترسیمشده دارای 5 خط مستقیم شکسته هستند. این شکستگیها دال بر این است که ذرات رسوبی نبکاها در گروههای مختلفی قرار دارند و سازوکارهای مختلفی از رسوبگذاری در نبکاها تأثیرگذار بوده است. همچنین، بررسی شیب منحنی نشان میدهد تعداد کمی از نمونهها (فقط 3 مورد، یعنی لایۀ پایینی نبکای 4، لایۀ بالایی نبکای 4 و لایۀ پایینی نبکای 2) دارای شیب کم، انحراف معیار بیشتر و جورشدگی بدتر است و منحنی بقیۀ نمونههای نبکاها دارای شیب زیاد، انحرافمعیار کم و نیز جورشدگی بهتر هستند. در مجموع میتوان گفت در بیشتر نمونهها جورشدگی ذرات رسوبی نبکاها بهتر بوده که این جورشدگی بهتر سبب شده تا تجمع ذرات در اطراف مرکز تمایل منحنی بیشتر باشد، اما در جورشدگی بدتر توزیع ذرات در اطراف مرکز تمایل منحنی کمتر است (شکل 5).
شکل 5- منحنیهای تجمعی با مقیاس احتمالی از نمونههای رسوبی نبکاهای مورد بررسی
2-2- بررسی سطح آبهای زیرزمینی منطقه
تحلیل سطح آب زیرزمینی با استفاده از آمار چاههای پیزومتری سال 1370 تا 1390 صورت گرفته است. آنالیز این دادهها نشان داد سطح آبهای زیرزمینی این حوضه به مقدار 18.87 متر در بازه زمانی مورد مطالعه افت داشته است. به گونهای که در سالهای 1370-1375 سطح آب به طور میانگین در عمق 42.05 متری قرار داشته، اما در سالهای 1380-1385 سطح آب بهشدت و حدود 10 متر افت کرده و به عمق 52.42 متری رسیده است و در سال 1390 سطح آب به طور میانگین در عمق 60.92 متری از سطح زمین قرار گرفته است (شکل 6). همچنین، این کاهش و افت سطح آب را در بررسی عمق چاههای حفاریشده نیز میتوان مشاهده کرد، به گونهای که عمق چاهها از 16.5 متر در دهۀ 70 به حدود 45.82 متر در دهۀ 80 رسیده است که این افزایش عمق ناشی از افت سطح آب زیرزمینی است. حال، تأثیر این کاهش سطح آب زیرزمین بر روی نبکاها معلوم میشود، به نحوی که درختچههای نبکاهای حوضۀ مطالعاتی برای تأمین و دستیابی به آب دارای ریشههای عمیقی هستند و در صورت افت بیشتر سطح آب این درختچهها خشک و محیط فعلی رسوبگذاری آنها به محیطی کاوشی برای فعالیت باد تبدیل میشود و فرایند بادبردگی بر سطح و حاشیۀ نبکاها تسلط مییابد.
شکل 6- نمودار تغییرات میانگین عمق سطح آب زیرزمینی در حوضه علاء در دوره آماری 1390- 1370
2-3- بررسی وضعیت بادهای منطقه
گلباد در حقیقت تحلیل سینوپتیک و هواشناسی باد است که از طریق آن، جهت و فراوانی شدیدترین بادهای موجود در منطقه بهدست میآید. برای بررسی خصوصیات بادهای منطقه آمار 10ساله از سال 1378تا 1387 تجزیه و تحلیل شد. بر این اساس، در حوضه علاء باد شمال غربی بیشترین فراوانی را دارد که بادی ملایم است و باد شمالی نیز قویترین و شدیدترین بادهای حوضه هستند (شکل 7). بر طبق این گلباد در صورتی که محیط تراکمی نبکاها به علت افت مداوم سطح آب زیرزمینی به محیطی با فرسایش کاوشی تبدیل شود، شهرهای حاشیۀ جنوب شرقی و جنوبی این نبکاها در معرض توفانهای گرد و خاک حاصل از بادبردگی رسوبات سطح و پهلوی این نبکاها قرار میگیرند.
شکل7- گلباد حوضه علاء از سال آماری 1387-1378
3- نتیجهگیری
نبکاها از اشکال تراکمی فرسایش بادی هستند و بر اثر رسوبگذاری نهشتههای بادی در اطراف درختچهها ایجاد میشوند. اگرچه چشماندازهای نبکایی به ظاهر یکسان و یکنواخت هستند، اما خصوصیات آنها بهخوبی معماری درونیشان را تعیین میکند که آن نیز منعکسکنندۀ تغییرات اندازههای ذرات شن در تپههاست. ساختمان قوسی و تناوبی از لایههای ماسه، نهشته بادی ریز و برگ گیاهان در هر نبکا بیانگر شرایط اقلیمی و هیدرولوژیکی حاکم در دورۀ شکلگیری چینهها و رشد آن است. در دورههای اقلیمی و هیدرولوژیکی مختلف اندازۀ ذرات، جنس و رنگ ذرات تشکیلدهندۀ نبکا و حتی میزان چسبندگی آنها در هر چینه متفاوت است و با توجه به این خصوصیات میتوان به بازسازی شرایط حاکم بر تکامل نبکا پرداخت. با توجه به مقاطع برش داده شده در نبکاهای مورد مطالعه، مشخص شد چینههای زیرین این نبکاها که در زمان دورتری شکل گرفتهاند، عمدتاً از ماسههای در حد سیلت و رس و فاقد وجود قشر نمکی هستند. چینههای بالایی آنها عمدتاً همراه با ترکیبات کلسیتی بوده که نشان از وقوع یک دورۀ سیلابی در سطح منطقه است. همچنین، ضخامت لایههای زیرین در مقایسه با لایههای بالایی کمتر بوده که به علت کوتاهتربودن دورۀ خشکی است و عمدتاً شامل ذرات ریز همگن سیلت و رس با رنگ روشن و چسبندگی کم هستند. لایههای میانی در نمونههای مورد بررسی در برخی نمونهها دارای چینهبندی متقاطع هستند که این چینهبندی متقاطع بیانگر دورههای آشفتگی در جهت وزش بادهای منطقه است. این لایه ها بسیار نازک و فشرده و متشکل از دانههای تقریباً درشتتر ماسههای شفاف با قطر یک تا دو میلیمتر و بیانگر حمل ماسههای شستهشده در دورههای بارانی منطقه بهوسیلۀ توفانهای ماسهای و نه بادهای غالب منطقه است. چینههای جدیدتر نبکاهای مورد بررسی دارای ضخامت بیشتری هستند که دلالت بر رسوبگذاری بیشتر در دورههای جدیدتر به علت افزایش خشکی و طول دورۀ خشکسالی در منطقه و نیز برداشت بیشتر مواد بهوسیلۀ باد و رسوبگذاری آنها در محل نبکاهاست. همچنین، تمام منحنیهای تجمعی ترسیمشده از دادههای گرانومتری دارای 5 خط مستقیم شکسته هستند که این شکستگیها دال بر این است که ذرات رسوبی نبکاها در گروههای مختلفی قرار دارند و سازوکارهای مختلفی از رسوبگذاری در نبکاها تأثیرگذار بوده است. علاوه بر این آنالیز این دادههای چاههای پیزومتری حوضه علاء نشان داد که سطح آبهای زیرزمینی این حوضه به مقدار 18.87 متر در بازه زمانی مورد مطالعه افت داشته است که این کاهش سطح آب نقش مؤثری در چینههای نبکاها داشته است و در صورت تداوم این افت سطح آب، محیط تراکمی نبکاها به محیطی با فرسایش کاوشی تبدیل میشود و شهرهای حاشیۀ جنوب شرقی و جنوبی این نبکاها را در معرض توفانهای گرد و خاک حاصل از باد بردگی رسوبات سطح و پهلوی نبکاها قرار میدهد.
منابع
امینی، آرش، موسویخرمی، رضا، لاهیجانی، حمید، محبوبی، اسداله، (1390). تجزیه و تحلیل مکانی و فرم نبکاها بهمنظور بررسی فرسایش بادی و حفاظت خاک (مطالعۀ موردی: میانکاله درجنوب شرقی خزر)، مجلۀ پژوهش حفاظت آب و خاک، جلد هجدهم، شمارۀ 4، صفحات 240- 233.
پورخسروانی، محسن، ولی، عباسعلی، موحدی، سعید، (1389). گروهبندی مقایسهای نبکاهای سیدلیتزیا فلوریدا، روماریاتورکستانیکا و الحاجی مانیفرا بر اساس عملکرد فرمهای رویشی گیاهان در منطقۀ خیرآباد سیرجان، فصلنامۀ فضای جغرافیایی، سال دهم، شمارۀ 31، صفحات 158- 137.
پورخسروانی، محسن، ولی، عباسعلی، معیری، مسعود، (1388). بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با خصوصیات مورفومتری نبکاهای گونه روماریا تورسستانیکا، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، شمارۀ 69، صفحات 113- 99.
پورخسروانی، محسن، ولی، عباسعلی، معیری، مسعود، (1389). بررسی ارتباط مورفولوژی گیاهی با خصوصیات مورفومتری نبکاهای گونه Tamarix mascatensis در منطقۀ خیرآباد سیرجان، جغرافیا و برنامهریزی (دانشگاه تبریز)، سال 15، شمارۀ 32، صفحات 237 – 219.
محمودی، فرجالله، (1356). تولد و مرگ یک نبکا، مجلۀ دانشکدۀ ادبیات و علوم انسانی داشگاه تهران، بهار و تابستان، شمارۀ 97 و 98، صفحات 314- 299.
مقصودی، مهران، نگهبان، سعید، باقری سید شکری، سجاد، چزغه، سمیرا، (1391). مقایسه و تحلیل ویژگیهای ژئومورفولوژیکی نبکاهای چهار گونۀ گیاهی در غرب دشت لوت (شرق شهداد – دشت تکاب)، پژوهشهای جغرافیای طبیعی، شمارۀ 79، صفحات 76- 55.
موسوی، سید حجت، پورخسروانی، محسن، محمودی محمدآبادی، طیبه، (1389). گروهبندی مقایسهای نبکاهای شمال شرق کویر سیرجان با استفاده از مطالعات الگوریتم TOPSIS، پژوهشهای جغرافیایی مناطق خشک، سال اول، شمارۀ اول، صفحات 105 – 87.
موسوی حرمی، رضا، (1389). رسوبشناسی، چاپ دوازدهم، انتشارات آستان قدس رضوی، ص 474.
ولی، عباسعلی، پورخسروانی، محسن، (1388). تحلیل مقایسهای ارتباط بین مؤلفههای مورفومتری نبکا و مورفولوژی گیاهی گونههای Alhagimannifera و Reaumuriaturkestanica، Tamarixmascatensis درکفه خیرآباد سیرجان، جغرافیا و برنامهریزی محیطی، سال 20، شمارۀ 3، صفحات 134-119.
Ardon, k., Tsoar, H., Blumberg, D.G.,) 2009(, Dynamics of nebkhas superimposed on a parabolic dune and their effect on the dune dynamics, Journal of Arid Environments 73 ,pp. 1014–1022
Bing, L., wenzhi, Z., Rong, Y.,) 2008(, Characteristics and Spatial heterogeneity of Tamarix Ramosissima Nebkhas in desert-oasis Ecotones, Journal of Acta Ecologica Sinica, 28 (4), pp. 1446-1455.
Cooke, R.u, warren, A., Goudie, A.,) 1993(, Desert Geomorphology, ucl press, London, 256 pp.
Dougill, A. J., Thomas, A.D.,) 2002(, Nebkha dunes in the Molopo Basin, SouthAfrica and Botswana: formation controls andtheir validity as indicators of soil degradation, Journal of arid environments 50, pp. 413- 428.
Hesp, P. 1981, Foredunes and blowouts: Initiation, geomorphology and dynamics, Geomorphology 48: 245–268.
Fitzsimmons, K. E., Rhodes, E. J., Magee, J. W., Barrows, T. T.,) 2007(, The timing of linear dune activity in the Strzelecki and Tirari Deserts, Australia, Quaternary Science Reviews, No. 26, pp. 2598–2616
Fitzsimmons, K. E., Magee, J. W., Amos, K. J.,) 2009(, Characterisation of aeolian sediments from the Strzelecki and Tirari Deserts, Australia: Implications for reconstructing palaeoenvironmental conditions, Sedimentary Geology, No. 218, pp. 61–73.
Langford, R.P.,) 2000(, Nabkha (Coppice Dune) Fields of South-central New Mexico, U S A, Journal of Arid Environments, V. 46, pp. 25-41.
Jianhui, D., Ping,Y., yuxiang, D.,) 2010(, The progress and prospects of nebkhas in arid areas, Journal of Geography Science, 20(5), pp.712-728.
Khalaf, f.I., Miska, R., Al-Douseri, A.,) 1995(, Sedimentolongical and Morphological characteristics of some nebkhas deposits in the northern coastal plain of Kuwait, Arabia, Journal of Arid Environments.29, pp.267-292.
Mountney, N.P., Russell, A.J.,) 2006(, Coastal aeolian dune development, Solheimasandur, Southern Iceland, Sedimentary Geology, No. 192, pp.167-181.
Qong, M., Takamura, H., Hudaberdi, M.,) 2002(, Formation and Internal Structure of Tamarix Cones in the Taklimakan Desert, Journal of Arid Environments, Vol. 50, PP. 81-97.
Telfer, M.W., Bailey, R.M., Burrough, S.L., Stone, A.E.S., Thomas, D.S.G., Wiggs, G.S.F., 2010, Understanding linear dune chronologies: Insights from a simple accumulation model, Geomorphology, No. 120, pp. 195–208.
Tengberg , A., Chen, D.) 1998(, A comparative analysis of nebkhas in central Tunisia and northern Burkina Faso, Geomorphology, 22, PP. 181-192.
Wanga, B., Wanga , X. T., Donga, Z., Liuc, B. X., Qiana, G.,) 2006(, Nebka Development and its Significance to Wind Erosion and Land Degradation in Semi-arid Northern China, Journal of Arid Environments, Vol. 65, PP. 129-141.
Zhenda,Z., Zhiping, CH., Zheng, W., Chen, D.,) 1981(, The Study of Taklimakan Desert Landforms, Beijing, Science Press, China.
Zhizhong , L., Shengli, W., Chen, Sh., Chen, X., Jianhui , J., QI, L.,) 2010(, Bio-geomorphologic Features and Growth Process of Tamarix Nabkhas in Hotan River Basin, Xinjiang, Journal of Geographical Sciences, Vol. 20, No. 2, PP. 205-218.
[1] - Zhu et al
[2] - Nickling and Wolfe
[3] - Tengberg
[4] - Wang et al
[5] - Dougill and Thomas
[6] - Hesp
[7] - Zhenda
[8]- Cooke et al
[9] - khalaf et al
[10]- Tengberg & Chen
[11] - Dougill &Thomas
[12]- Qong et al.
[13] - Mountney& Russell
[14] - Wanga
[15] -Fitzsimmons et al.
[16] - Tirari
[17] -Strzelecki
[18] - optically stimulated luminescence dating
[19] -X-ray Diffractometry
[20] - Zhizhong
[21] - Telfer et al.
[22] - unimodal
[23] - bimodal
[24] - multimodal
)
