برآورد میزان فرسایش جانبی و بستر گالی با استفاده از تحلیل دندروژئومورفولوژیک ریشه‌های درختی در حوضة نیل‌کوه (گالیکش)، استان گلستان

مقدمه

دانش ژئومورفولوژی، یکی از شاخه‌های علوم زمین، ارتباط درونی و پیچیدة یک لندفرم و پویایی آن را به‌واسطة فرایندهای بادی، آبی، گرانش و تکتونیک تشریح (Gartner, 2007: 243) و نقش مهمی در تفسیر سیستم‌های فرسایشی و چگونگی حفاظت آب و خاک ایفا می‌کند. از دهة 1960 تاکنون دندروژئومورفولوژی برای تخمین میزان فرسایش ورقه‌ای به کار گرفته شده و بیشترین تلاش‌ها در این زمینه مربوط به تعیین نخستین سال شروع فرسایش است که اهمیت فوق‌العاده‌ای دارد (Bodoque et al, 2015: 3).

یکی از اشکال مهم فرسایش کاوشی گالی‌ها هستند که بر اثر حفر آب در نواحی کوهستانی به‌ویژه در مناطق اقلیمی خشک و نیمه‌خشک شکل می‌گیرند (عابدینی، 1392: 99) و اطلاعات مهمی درزمینة ثبت پیشینة تحولات و دینامیک حوضه در اختیار پژوهشگران و برنامه‌ریزان قرار می‌دهند؛ بنابراین مطالعة این اشکال، هم ازنظر بنیادی و هم ازنظر مدیریتی، برای کاهش خطر رخدادهای طبیعی به‌ویژه فرسایش خاک و حفاظت آب جنبة کاربردی فوق‌العاده‌ای دارد (کوک و دورکمپ ^[1]، 1377: 39).

یکی از مهم‌ترین روش‌های تعیین سن فرایندهای مورفولوژیک در دوره‌های زمانی چند صد تا چندین هزارساله، دندروکرونولوژی^[2] است (Winchester et al, 2007: 185). دندروکرونولوژی، رشته‌ای است که حلقه‌های سالیانة درختان را با استفاده از اندازه‌گیری تعداد و تغییرات حلقه‌ها مطالعه می‌کند؛ تغییراتی که به علت آب‌وهوا و تغییرات محیطی ایجاد می‌شود (بهرامی و همکاران، 1390: 113). حلقه‌های درختی که از دهة 1930 در ژئومورفولوژی^[3] به کار رفته است (Winchester et al, 2007: 186) را در سال 1971 میلادی آلِستالو^[4] با عنوان دندروژئومورفولوژی^[5]معرفی کرد (Winchester et al, 2007: 185; Ballesteros-Canovas et al, 2013: 114).

تکنیک دندروکرونولوژی در کلیات، وجوه اشتراک زیادی با دندروژئومورفولوژی دارد (Winchester et al, 2007:186) و یکی از دقیق‌ترین و واقعی‌ترین روش‌ها برای تعیین سن فرایندهای سطحی زمین است و در دهه‌های اخیر از ابزاری مکمل برای تعیین سن درخت به علمی وسیع و روشی قاطع در بازسازی تاریخ تحولات رویدادهای سطحی زمین تبدیل شده است (Stoffel, 2009: 1015). دندروژئومورفولوژی از شاخه‌های زیرمجموعة دندروکرونولوژی است (Gartner, 2007: 246) که حلقه‌های رشد سالیانه در ساقه و ریشة درختان و مورفولوژی آنها را در بعد فضا و زمان در دورة هولوسن^[6] مطالعه می‌کند (Perret et al, 2007: 222; Goudie, 2005: 270). استفاده از حلقه‌های رشد سالیانة درختی به‌منزلة شاهدی برای مطالعة فرایندهای سطحی زمین (Goudie, 2004: 115)، دربارة کاربرد اکولوژی گیاهی و دندروکرونولوژی در مورفوژنتیک و ژئومورفولوژی مبتنی بر مورفوکرونولوژی بحث و مطابقت سن درخت را با تقویم حلقه‌های رشد سالیانه بررسی می‌کند (Vandekerckhove et al, 2001: 124).

پیشینة پژوهش

دامنة پژوهش با این تکنیک به ‌قدری توسعه یافته است که پژوهشگران زیادی از این تکنیک در مطالعات محیطی همانند لرزه‌شناسی، فرسایش و رسوب‌گذاری، سیل، خزش، هیدرولوژی، حرکات دامنه‌ای، یخچال‌شناسی و آتشفشان‌شناسی^[7] استفاده کرده‌اند (Shroder, 1980; Winchester et al, 2007; Gartner, 2003, Gartner, 2007; Goudie, 2005; Cook, 1987; Corona et al, 2011; Vandekerckhove et al, 2001; Roer et al, 2006; Malik, 2008; Copini, 2007; Kaczka et al, 2006; Ballesteros- Canovas et al, 2013; Gartner et al, 2014; Silhan etal, 2016; Galia et al, 2017; Stoffel et al, 2017) و با توجه به شرایط محیطی گوناگون به نتایج متفاوتی نیز دست یافته‌اند.

براساس پژوهشی که در گالی‌های لسی جنوب لهستان انجام شده است، میانگین میزان فرسایش در گالی‌های کوچک 63/0 متر در سال برآورد شده است. بر همین اساس میزان فرسایش سالیانه در دیوارة گالی 21/0 تا 52/0 و در بستر گالی 18/0 تا 98/1 متر در سال برآورد شده است(Malik, 2008).

در پژوهشی دیگر که در شبه‌جزیرة ایبری انجام شده است، میانگین میزان فرسایش ورقه‌ای در حد فاصل بین گالی‌ها بین 2/6 تا 8/8 میلی‌متر در سال (2/125 و 8/177 تن در هکتار در سال) برآورد شده است (Bodoque et al, 2011).

مطالعه‌ای دیگر در جنوب لهستان نشان داد زیربری دامنه در قسمت‌های پایین‌دست گالی با دوره‌های فرسایشی شدید و بارش‌های سنگین سال‌های 1971 و 1984 مطابقت دارد (Malik, 2006).

در مطالعه‌ای دیگر تاریخچة فرسایش کناری در رودخانة بیلا اپرا^[8] در جمهوری چک با تغییرات آناتومیک ریشة درختی بررسی شده است (Malik and Matyja, 2008).

همچنین در منطقة پاتاگونیای کوه‌های آند، تعداد 21 سیل ناگهانی از دهة 1870 با ریشه‌های عریان در دیوارة کناری گالی‌ها و رودها بررسی شده است. نتایج نشان‌دهندة قابلیت مناسب آنالیز ریشه‌ها برای تعیین نواحی برداشت رسوب و همچنین شناسایی سیلاب‌هاست (Stoffel et al, 2012: 247).

با وجود پیشرفت‌های چشمگیر در دندروژئومورفولوژی در دهه‌های اخیر، تاکنون تحلیل فرایندهای ژئومورفیک براساس حلقة درختی بیشتر در نواحی کوهستانی آمریکای شمالی و اروپا تمرکز داشته است (Stoffel et al, 2009: 1031).

پژوهشی در کشور اسلواکی براساس 53 نمونه از ریشه‌های برون‌زدیافتة درختان پهن‌برگ نشان داد میزان فرسایش کناره‌ای گالی‌ها یک سانتی‌متر در سال است (Silhan et al, 2016: 108).

پژوهش‌های مربوط به دندروژئومورفولوژی در ایران محدود بوده (بهرامی و همکاران، 1390، حسین‌زاده و جهادی طرقی، 1391، صفدری و همکاران، 1391، خزاعیان و همکاران، 1388، عزیزی و ارسلانی، 1391) و در منطقة پژوهش نیز تاکنون پژوهشی با این تکنیک انجام نشده است.

هدف پژوهش

با توجه به این کاستی‌ها، هدف از این مطالعه، بسط نظری و عملی حلقة درختی به‌منزلة تکنیکی مستقل در برآورد مقدار فرسایش خاک در ابعاد فضایی و زمانی در شرایط محیطی ایران است.

روش‌شناسی پژوهش

به‌منظور تعیین میزان فرسایش گالی براساس تحلیل حلقه‌های درختی در حوضة پژوهش، نخست محدودة حوضة آبخیز از نقشة 1:500000 توپوگرافی و نقشة زمین‌شناسی 1:100000 در محیط ArcGIS 9.3 رقومی و سپس براساس آن نقشه‌های شیب و جهت و ارتفاع منطقه تهیه شد؛ علاوه بر این نقشه‌ها، نقشة مربوط به زمین‌شناسی و واحدهای مورفولوژیک منطقه نیز تهیه شد. در این بررسی ریشه‌هایی که سن آنها بازة زمانی سال‌های 1380 تا 1394 را دربرمی‌گیرند، طی دورة 2 ساله (94-1392) نمونه‌برداری شده‌اند. کمترین و بیشترین سن نمونه‌ها 3 و 14 سال است.

در این مطالعه تعداد 50 نمونه از ریشة درختان پهن‌برگ تعیین سن شدند؛ شامل انجیلی^[9] (15 نمونه)، خرمالوی وحشی^[10] (1 نمونه)، توسکا^[11] (2 نمونه)، بلوط^[12] (9 نمونه)، ممرز^[13] (17 نمونه)، ولیک^[14] (3 نمونه) و افرا^[15] (3 نمونه) که پس از فرسایش عریان شده بودند. هنگام برداشت نمونه‌ها، اطلاعاتی مانند مختصات نقاط برداشتی (شیب، مختصات جغرافیایی و ارتفاع نمونه از سطح دریا) به کمک دستگاه GPS و فاصلة هریک از نمونه‌ها از دیوارة جانبی و زیرین گالی ثبت شد. پس از برداشت، مقاطع به مدت دست‌کم یک تا دو ماه در شرایط طبیعی قرار داده شد تا خشک شوند و سپس به‌منظور وضوح بهتر و شمارش حلقه‌ها با دستگاه سمبادة برقی مقاطع تهیه‌شده صیقل داده شدند. به‌منظور حذف اثر مزاحم کشش قائم ساقه، نمونه‌ها در فاصلة دست‌کم 100 سانتی‌متری از تنه انتخاب شدند. این موضوع به‌صورت تجربی و از سوی برخی پژوهشگران نیز از 50 تا 150 سانتی‌متر است (Gartner, 2006: 122; Bodoque, 2005: 88).

شکل (1) نمونه‌هایی از موقعیت ریشه‌ها را برای محاسبة میزان فرسایش زیرین و جانبی گالی نشان می‌دهد.

برای اندازه‌گیری میزان پس‌روی کناری و عمیق‌شدگی بستر گالی روش‌های بسیاری در مقیاس بلندمدت، میان‌مدت و کوتاه‌مدت به کار برده می‌شود (Goudie, 2004: 48). مقیاس به‌کاررفته در این مطالعه در واحد زمانی میان‌مدت (46-3 سال) است (Vandekerckhove et al, 2001: 1) که به عقیدة متخصصان نسبت به مقیاس‌های بلندمدت و کوتاه‌مدت از دقت و اعتبار بیشتری برخوردار است؛ به‌ویژه اگر طول دورة زمانی کمتر از 35 سال باشد (Beck, 2006:248).

شکل 1. نمونه‌هایی از موقعیت ریشه‌ها برای محاسبة میزان فرسایش زیرین (نمونة 1) و جانبی گالی (نمونه‌های 2 و 3)

فرایندهای فرسایشی و عریان‌سازی ریشه‌ها با توجه به ماهیت رویداد فرسایشی (پیوسته^[16]، ناگهانی^[17]) واکنش‌های متفاوتی را در ساقه و ریشه‌های عریان ایجاد می‌کند. از آنجا که بعضی از ریشه‌های عریان پس از رویداد فرسایشی (جریان آواری، لاهار، سیل و زمین‌لغزش) به مدت طولانی زنده نمی‌مانند و می‌میرند، درخت با کمبود آب و فرآورده‌های مغذی مواجه خواهد شد؛ بنابراین همزمان با تغییرات آناتومیک، قطر ساقة اصلی یا تنة درخت نیز باریک‌تر خواهد شد.

در حالتی که پدیدة عریان‌شدن جزئی و انتهای ریشه کماکان در خاک باشد، ریشه به رشد خود ادامه و نقش خود را انجام خواهد داد؛ ولی در قسمت عریان آن، تغییرات کالبدی صورت خواهد گرفت. مشخص‌کردن این تغییر در مجموعة حلقة درختی، تعیین‌کنندة لحظة عریان‌سازی است. عریان‌سازی متوالی ریشه‌ها معمولاً به فرایندهای آرام مربوط است که میزان آن کم است (Stoffel and Bollschweiler, 2008: 194).

مطالعة این روش بر 3 پیش‌فرض استوار است که در تخمین میزان واقعی فرسایش لازم است (Vandekerckhoveet al, 2001: 125)؛ براساس پیش‌فرض اول، نمونة قابل تعیین سن پیش از شکل‌گیری گالی وجود داشته است. در این صورت دورة زمانی فرسایش واقعی () نسبت به سن نمونه تعیین سن شده (datable object ) کمتر برآورد می‌شود؛ به بیان دیگر میزان فرسایش در نمونة قابل تعیین سن را بیشتر از دورة زمانی واقعی برآورد می‌کند؛ بنابراین:

پیش‌فرض دوم به این موضوع اشاره دارد که نمونة قابل تعیین سن، نتیجة بلافصل فرسایش است (مانند درختان افتاده در اثر رانش)؛ بنابراین دورة زمانی فرسایش واقعی () با سن نمونة قابل تعیین سن (datable object ) برابری می‌کند؛ به بیانی، میزان واقعی فرسایش با سن نمونة تعیین سن شده مطابقت دارد؛ بنابراین:

براساس پیش‌فرض سوم، نمونة قابل تعیین سن با اندکی تأخیر پس از رویداد فرسایش شکل می‌گیرد (مانند رشد مجموعه‌ای از درختان در بستر گالی). در این حالت سرعت یا میزان فرسایش در نمونة قابل تعیین سن (datable object )، کمتر از دورة زمانی واقعی () برآورد می‌شود؛ بنابراین:

همان‌طور که در شکل (2) نیز مشخص شده است، برای محاسبة میزان پس‌روی گالی سه حالت وجود دارد؛ در حالت اول ریشه روی یک دیوارة جانبی گالی قرار داشته است؛ یعنی فقط یک دیوارة گالی تکیه‌گاه دو سرریشه است (نمونة 1). در حالت دوم ابتدای ریشه در دیوارة جانبی گالی و انتهای آن در بستر گالی قرار داشته است (نمونة 2). در این دو حالت ریشه کمتر از نصف پهنای گالی را دربرمی‌گیرد؛ بنابراین علت عریان‌شدن ریشه، پس‌روی دیوارة جانبی گالی است. گاهی ریشه عرض یک گالی را طی می‌کند و یک سر آن در یک دیواره و سر دیگر آن در دیوارة مقابل گالی قرار می‌گیرد؛ بنابراین علت عریان‌شدن ریشه، پس‌روی بستر گالی است (Vandekerckhove et al, 2001: 129) (نمونة 3). لازم به یادآوری است در تمامی این حالات ریشه مقدم بر گالی است و بنابراین پیش‌فرض اول و معادلة 1 مصداق پیدا می‌کند.

شکل 2. طرح شماتیک ریشه‌ها روی دیوارة کناری و بستر گالی که برگرفته از اشکال 1 است. در این شکل نوع و جهت پس‌روی گالی با پیکان مشخص شده است.

منطقة پژوهش با مساحت 75/19 کیلومترمربع در شمال کشور و شرق دریاچة خزر با نام حوضة نیل‌کوه (بخشی از محدودة پارک ملی گلستان) در محدودة شهرستان گالیکش در طول جغرافیایی 55،489548 درجه تا 55،567676 درجه شرقی و عرض جغرافیایی 37،267836 درجه تا 37،319641 درجه شمالی واقع شده است (شکل 3) و از سه طرف جنوب، شرق و غرب با کوه‌های البرز شرقی و از ضلع شمالی به جادة ارتباطی شمال ـ بجنورد - مشهد محصور است.

حوضة پژوهش در شهرستان گالیکش، بخش لُوه و دهستان قراولان قرار دارد و در آن روستاهای پاسنگ بالا، پاسنگ پایین، سُرخَن‌آباد و پَتَکی واقع شده‌اند که براساس سرشماری سال 1390 درمجموع 2296 نفر در آن ساکن هستند که فعالیت بیشتر آنها کشاورزی است.

کمترین و بیشترین ارتفاع در حوضة آبخیز نیل‌کوه به ترتیب 240 و 1248 متر است. ارتفاع متوسط وزنی آن برابر با 5/584 متر از سطح دریاست که با استفاده از معادلة گرادیان، میزان متوسط بارندگی سالیانة آن برابر با 42/692 میلی‌متر و حجم بارندگی سالیانه برابر با 78/9 میلیون مترمکعب برآورد شده است که در اسفند با 5/68 میلی‌متر بارندگی بیشترین و خرداد با 9/16 میلی‌متر بارندگی کمترین میزان بارندگی ماهانه را دارد. این حوضه در زمستان با 18/168 میلی‌متر بیشترین و در تابستان با 6/99 میلی‌متر بارندگی کمترین میزان بارندگی فصلی را دارد. طبق برآورد، میانگین کمترین درجه‌حرارت سالیانه برابر با 61/8، میانگین بیشترین درجه‌حرارت سالیانه برابر با 07/22 و میانگین ماهانة دما برابر با 71/16 درجه سانتی‌گراد است. در این منطقه بهمن، سردترین و مرداد، گرم‌ترین ماه سال است. نوع اقلیم منطقه به روش دمارتن و آمبرژه به ترتیب به‌صورت نیمه‌مرطوب و نیمه‌مرطوب معتدل است.

شکل 3. موقعیت جغرافیایی منطقة پژوهش

ازنظر زمین‌شناسی، منطقة پژوهش جزئی از زون البرز شرقی و کپه‌داغ به حساب می‌آید (درویش‌زاده و محمدی، 1386: 71) که ویژگی‌های چینه‌شناسی و تکتونیکی آن عبارت‌اند از: سازند لار (JL) که از سنگ آهک، آهک‌های دولومیتی و دولومیت قهوه‌ای روشن شکل گرفته است؛ این سازند در جنوب حوضه واقع شده است و 176 هکتار مساحت دارد و 91/8درصد حوضه را تشکیل می‌دهد (جدول 1)؛ سازند خوش‌ییلاق (Dkh) از سنگ آهک رسی فسیل‌دار زردرنگ شکل گرفته است؛ این سازند 1076 هکتار مساحت دارد و 48/54درصد مساحت حوضه را دربرمی‌گیرد. سنگ آهک دولومیتی (JMZ) که با مساحت 542 هکتار غرب حوضه را دربرگرفته است، 44/27درصد از مساحت حوضه را می‌پوشاند. پرتگاه دیوارة جانبی گسلی در سطح این سازند و سازند خوش‌ییلاق به‌راحتی دیده می‌شود. رسوبات لسی سست و منفصل دشت‌های آبرفتی و پادگانه‌های جوان کواترنر (Qm) از فرسایش ارتفاعات بالادست شکل گرفته و نقاط پست و کم‌ارتفاع شمال حوضه را دربرگرفته است. مساحت این بخش از حوضه 181 هکتار (16/9درصد کل حوضه) است.

جدول 1. واحدهای زمین‌شناسی حوضة آبخیز نیل‌کوه

در حوضة نیل‌کوه به دلیل عمق خوب خاک و نبود لایة محدودکننده ریشه‌دوانی با محدودیت خاصی مواجه نیست و به دلیل غلبة سازندهای آهکی در زیر و خاک لس در سطح در بیشتر وسعت ناحیه، PH خاک از حد متوسط (7) بیشتر است که یکی از عوامل مؤثر در تشکیل و توسعة گالی‌ها به شمار می‌رود (کردوانی، 1376: 108). گونه‌های درختی مهم حوضة آبخیز نیل‌کوه عبارت‌اند از: ممرز، بلوط، توسکا، افرا، انجیلی، خرمالوی وحشی، ون یا زبان‌گنجشک^[18]. مهم‌ترین کاربری زمین‌های حوضه به‌صورت جنگل و زمین‌های کشاورزی دیم و آبی است.

تجزیه‌وتحلیل یافته‌های پژوهش

تکنیک دندروژئومورفولوژیک بر این اصل کلی استوار است که تا زمانی که ریشه در درون خاک قرار دارد، حلقه‌های رشد سالیانة آن به‌صورت دایره‌ای یا متحدالمرکز است؛ اما پس از اینکه فرایند فرسایش موجب رخنمون ریشه شود، ادامة رشد حلقه‌ها از حالت قبلی خارج و به‌صورت غیردایره‌ای یا مختلف‌المرکز ظاهر می‌شود؛ در این صورت تعیین محل دقیق این تغییر در مجموعة حلقه‌های درختی موجب تعیین لحظة عریان‌شدن ریشه می‌شود که اهمیت زیادی بر نتایج حاصله خواهد داشت. پدیدة عریان‌شدن تدریجی ریشه به فرایندهای آهستة محیطی چون خزش، جریان سطحی بارش و فرسایش وابسته است که در تعیین میزان دقیق فرسایش مؤثرند (Stoffel and Bollschweiler, 2008: 193).

جدول (2) مختصات جغرافیایی، نوع سازند، مقدار و جهت شیب دامنه و واحد مورفولوژیک نمونه‌های برداشت‌شده را نشان می‌دهد که در ترکیب با داده‌های مندرج در جدول (3) تجزیه‌وتحلیل شده است. نمونه‌های 1 تا 35 مربوط به فرسایش کناری و نمونه‌های 36 تا 50 مربوط به فرسایش بستر گالی است. بررسی حاضر نشان می‌دهد تعداد 9 مورد از نمونه‌ها در واحد مورفولوژیک کوهستان و 41 مورد از نمونه‌ها نیز در واحد مورفولوژیک کوهپایه قرار دارد.

جدول 2. مختصات جغرافیایی، ارتفاع، نوع سازند، جهت و میزان شیب و واحدهای مورفولوژیک نمونه‌های برداشت‌شده

بر این اساس، نتایج بررسی نمونه‌های تعیین سن‌شدة مندرج در جدول (2) برای بررسی و مقایسه به تفکیک در دو جدول جداگانه ارائه شده است. جدول (3) میزان پس‌روی جانبی گالی و جدول (4) میزان افت بستر زیرین گالی را نشان می‌دهد. همان‌طور که در جدول (3) ارائه شده است، بیشترین و کمترین مقدار شیب به ترتیب 41 و 4درصد است. بیشترین و کمترین ارتفاع موجود در نمونه‌های به‌دست‌آمده برابر با 578 و 305 متر بالاتر از سطح دریاست. بیشترین میزان پس‌روی سالیانة دیوارة جانبی گالی 175/0 متر و کمترین میزان پس‌روی 016/0 متر است؛ میانگین میزان پس‌روی جانبی برابر با 053/0 متر است.

جدول 3. نمونه‌های برداشتی مربوط به فرسایش جانبی گالی

براساس نتایج به‌دست‌آمدة ارائه‌شده در جدول (4)، بیشترین و کمترین مقدار شیب به ترتیب برابر با 22 و 5 درصد است. بیشترین و کمترین ارتفاع نمونه‌برداری‌ها برابر با 504 و 340 متر است. بیشترین میزان فرسایش بستر 3/0 و کمترین میزان فرسایش بستر سالیانه 06/0 متر است؛ میانگین میزان فرسایش بستر سالیانه برابر با 107/0 متر است.

جدول 4. نمونه‌های برداشتی مربوط به فرسایش بستر گالی

در این پژوهش ارتباط بین میزان فرسایش کناری و بستر گالی با درصد شیب، ارتفاع و سازندهای زمین‌شناسی بررسی شده است. شکل (4) رابطة بین ارتفاع و میزان فرسایش سالیانة دیوارة جانبی را برای مقاطع جدول (3) نشان می‌دهد که شامل 35 نمونه است. همان‌گونه که در شکل (4) نشان داده شده است، ضریب همبستگی بین ارتفاع و میزان فرسایش دیوارة جانبی رابطة معناداری دارد و برابر با 3341/0 است. براساس معادلة خطی درجه اول که در شکل زیر نشان داده شده است، به ازای افزایش هر 100 متر ارتفاع مقدار فرسایش جانبی به اندازة 030/0 متر کاهش می‌یابد. براساس شکل زیر، دامنة ارتفاعی مقاطع نمونه‌برداری‌شده در محدودة ارتفاعی
578-305 متر است.

شکل 4. نمودار خطی بین میزان فرسایش سالیانة جانبی گالی و ارتفاع

شکل (5) رابطة بین شیب و میزان فرسایش سالیانة دیوارة جانبی گالی را برای مقاطع جدول (3) نشان می‌دهد. همان‌گونه که در شکل (5) نشان داده شده است، ضریب همبستگی بین درصد شیب و میزان فرسایش دیوارة جانبی گالی برابر با 2061/0 است. براساس معادلة خطی درجه اول که در شکل زیر نشان داده شده است، به ازای افزایش هر یک درصد شیب، مقدار فرسایش جانبی به اندازة 0016/0 متر کاهش می‌یابد. براساس شکل زیر، کمترین و بیشترین شیب مقاطع نمونه‌برداری‌شده به ترتیب 4 و 41درصد است.

شکل 5. نمودار خطی بین میزان فرسایش سالیانة جانبی گالی و شیب

همان‌طور که در اشکال (4) و (5) نشان داده شده است، بین میزان فرسایش جانبی از یک سو و مقدار شیب و ارتفاع از سوی دیگر رابطة معکوس برقرار است.

شکل (6) رابطة بین شیب و میزان فرسایش سالیانة بستر گالی را برای مقاطع جدول (4) نشان می‌دهد که شامل 15 نمونه است. بر این اساس ضریب همبستگی بین شیب و میزان فرسایش بستر رابطة معناداری دارد و برابر با 4066/0 است. براساس معادلة خطی درجه اول که در شکل زیر نشان داده شده است، بین شیب و فرسایش زیرین ارتباط مستقیم وجود دارد و به ازای افزایش هر یک درصد افزایش شیب، مقدار فرسایش بستر به اندازة 0088/0 متر افزایش می‌یابد. براساس شکل زیر، کمترین و بیشترین شیب در نمونه‌ها برابر با 5 و 22درصد است.

شکل 6. نمودار خطی بین میزان فرسایش سالیانة بستر گالی و شیب

شکل (7) رابطة بین ارتفاع و میزان فرسایش سالیانة بستر را برای مقاطع جدول (4) نشان می‌دهد که شامل 15 نمونه است. همان‌گونه که در شکل (7) نشان داده شده است، ضریب همبستگی بین ارتفاع و میزان فرسایش بستر گالی برابر با 6538/0 است. براساس معادلة خطی که در شکل زیر نشان داده شده است، به ازای افزایش هر 100 متر ارتفاع مقدار فرسایش بستر به اندازة 14/0 متر افزایش می‌یابد. شکل زیر، دامنة ارتفاعی مقاطع نمونه‌برداری‌شده در محدودة ارتفاعی 504-340 متر را نشان می‌دهد.

شکل 7. نمودار خطی بین میزان فرسایش سالیانة بستر گالی و ارتفاع

بنابراین همان‌طور که در اشکال (6) و (7) نشان داده شده است، بین میزان فرسایش بستر گالی از یک سو و مقدار شیب و ارتفاع از سوی دیگر رابطة مستقیم وجود دارد.

براساس نظر متخصصان هیدرولوژی، نیمرخ طولی آبراهه‌ها و گالی‌ها به‌صورت مقعر است و شیب آن به سمت پایین‌دست کاهش می‌یابد (کک، 1373: 207) تا به حالت تعادل برسد. بر این اساس، در بالادست پدیدة حفر زیرین و در پایین‌دست پدیدة پس‌روی دیوارة کناری غلبه دارد. درنتیجه نیمرخ عرضی گالی در بالادست V شکل و در پایین‌دست U شکل است. از طرفی می‌دانیم فرسایش کل گالی معمولاً به‌صورت خطی و پیوسته نیست؛ بلکه مراحل رشد ابتدایی، تثبیت و تکامل را طی دهه‌ها به‌طور نامنظم می‌گذراند (Ballesteros- Canovas et al, 2013: 113)؛ بنابراین اندازه و شکل گالی نشان‌دهندة مراحل تکاملی یک گالی است. اگر اندازة گالی کوچک و شکل آن V باشد، گالی در مراحل رشد اولیه قرار دارد و حالت ناپایداری شدیدتری در آن دیده می‌شود و فرسایش در آن با سرعت بیشتری در جریان است.

بررسی جداول (3) و (4) نشان می‌دهد میزان فرسایش کناری در سازند مزدوران (Jmz) که ترکیب دولومیتی دارد، برابر با 057/0 متر و در سازند خوش‌ییلاق (Dkh) که ترکیبی از آهک و مارن است، برابر با 050/0 متر است و میزان فرسایش بستر در سازند مزدوران برابر با 088/0 متر و در سازند خوش‌ییلاق برابر با 117/0 متر است. بررسی میانگین میزان فرسایش دیوارة جانبی و زیرین گالی به‌صورت توأمان در این دو سازند نشان می‌دهد فرسایش سالیانه در سازند خوش‌ییلاق برابر با 0835/0 متر بیشتر از سازند مزدوران برابر با 0725/0 متر است. علت فرسایش بیشتر در سازند خوش‌ییلاق را باید در ترکیب شیمیایی عناصر سازندة آن و نیز سختی کمتر آن نسبت به سازند مزدوران جست‌وجو کرد. بر این اساس وجود عنصر منیزیم (mg) در ترکیب دولومیتی سازند مزدوران موجب افزایش مقاومت آن دربرابر عوامل فرساینده شده است. سختی آهک در مقیاس موس برابر با 3 و سختی دولومیت در مقیاس موس برابر با 4-5/3 است (صداقت، 1389: 44). شکل (8) سازندهای زمین‌شناسی حوضة آبخیز و پراکندگی نمونه‌های مطالعه‌شده را نشان می‌دهد.

شکل 8. موقعیت نقاط برداشت‌شده نسبت به سازندهای زمین‌شناسی

بررسی این پژوهش نشان می‌دهد بیشترین نمونه‌های برداشتی در جهت شمال غرب با تعداد 27 نمونه است و سایر نمونه‌ها در جهات دیگر بین 7-4 مورد است. جدول (5) میزان فرسایش سالیانة جهات دامنه‌ای را به تفکیک فرسایش جانبی و زیرین نشان می‌دهد.

جدول 5. میزان فرسایش سالیانه براساس جهت دامنه و نوع پس‌روی