نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 دانشجوی دکتری مهندسی آبخیزداری، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه گرگان
2 دانشیار بخش تحقیقات حفاظت خاک و آبخیزداری، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی سیستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
چکیده
کلیدواژه‌ها
موضوعات
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Extended Abstract:
1- Introduction
Existing challenges in arid regions have caused climatic and environmental problems such as low rain, winds with high speed and intensity as well as lack of vegetation. These problems happen by destroying and transporting particles leading to the influx of sand flowing into agricultural lands and residential centers. This is one of the most concerns of residents in the arid and desert region of the country. Because, it causes a lot of life and financial losses, the move of sands, and the formation of sand dunes are influenced by interactions between wind flow, the site of deposition, and the morphology of the sedimentation site that gives rise to wind landforms. The vegetation cover plays an important role in determining the morphology and dynamicsby influencing transportation conditions and trapping the sand carried by the winds. This process takes the form of creating a wind vision during a natural reaction, with the creation of the Nebaka phenomenon. The phenomenon appears in desert areas to neutralize wind erosion stress. Accordingly, the presence of vegetation is a prerequisite for Nebakas and controlling the flow of sand flows in arid and desert areas due to the specific climatic conditions in these areas. Numerous studies have been conducted to investigate the effect of vegetation factors on Nebaka formation. The volume of Nebakas is influenced by the vegetative form. The volume of its constituents is different from each other. Vegetation factors have played an important role in the development of Nebakas. Studies have shown that the vegetation cover has the main role in the formation and development of Nebakas so that vegetation reduces sediment replacement and limits its source. Among the critical areas that are referred to as the main focus of wind erosion, the Sistan region has always been affected by wind erosion. The present study was conducted with the aim of investigating the effect of vegetation restoration on morphometric components of Nebaka and its effect on sand dunes stabilization in the Nimroz area of Sistan province.
2- Methodology
To achieve the purpose of the present study, after floodwater spreading and forestry operations in the Nimroz area of Sistan during 2003, parameters of Nebaka including Nebaka high, Nebaka base diameter, Nebaka volume, vegetation cover, plant height, wind direction, and back to the wind in 45 Nebakas to the Tamarix species were measured at different time intervals in a 16-year period by restoration vegetation and installing 5 linear transects with a length of 50 m randomly in the area. Then, by measuring the morphometric properties of Nebakas, the correlation of morphometric components was investigated using correlation analysis and multivariate regression analysis.
3– Results and Discussions
In the correlation analysis regarding the morphometric characteristics of Nebaka, the findings showed that a significant correlation (at the level of 0.99) of the plant characteristics such as vegetation cover and high plant parameters such as Nebaka high, Nebaka base diameter, Nebaka volume, wind direction, and back to the wind. The multiple regression analysis approved 92.9 percentage of the volume changes of the Nebaka with the vegetation cover. Investigating the amount of sediment stabilized in the Nebaka also showed that increasing vegetation wills increased the volume of Nebaka in such a way that with increasing vegetation, the volume of Nebakas on average increased from .0.53m3 in 2008 to 15.69m3 in 2018 with the amount of stabilized sediments increased from 184.97 ton to 879.79 ton. The statistical comparison of the measured data showed that there is a significant difference (at the level of 0.01) between the mean stabilized sediments in Nebakas during the research process. According to the results of the study, the restoration of vegetation in the study area shows a good background for the formation of Nebakas. As a result, a considerable amount of sands has stabilized in these Nebakas.
4– Conclusions
In this study, the role of wind activity in the formation and development of Nebaka areas where wind power was low was confirmed. Based on the result of this research, a significant amount of wind sediments has been stabilized in Nebakas. As a result, the Sistan area is always affected by wind erosion and the problem of sand dunes. The method of restoring vegetation by doing flood and forestry plans in susceptible areas is effective to stabilize the sand with the creation of the Nebaka phenomenon in the study area. Re-vegetation in the study area has provided a good basis for the creation of Nebakas in the region.
Keywords: Canopy Cover, Desertification, Forestry, Sediment, Stabilization.
References
- Ahmed, M., Al-Dousari, N., Al-Dousari, A. (2015). The Role of Dominant Perennial Native Plant Species in Controlling the Mobile Sand Encroachment and Fallen Dust Problem in Kuwait. Arabian Journal of Geosciences, 9(2), 134.
- Al-Awadhi, J. M. (2014). The Effect of a Single Shrub on Wind Speed and Nabkhas Dune Development: A Case Study in Kuwait. International Journal of Geosciences, 5(1), 20.
- Corrigan, B. M., Van Wyk, B. E., Geldenhuys, C. J., & Durand, J. F. (2008). Vegetation Cover Changes of the Sand Forest in the KwaNibela Peninsula, St Lucia from 1937–2002. South African Journal of Botany, 2(74), 364.
- Dougill, A. J., & Thomas, A. D. (2002). Nebkha Dunes in the Molopo Basin, South Africa and Botswana: Formation Controls and Their Validity as Indicators of Soil Degradation. Journal of Arid Environments, 50(3), 413-428.
- Du, J., Yan, P., & Dong, Y. (2010). The Progress and Prospects of Nebkhas in Arid Areas. Journal of Geographical Sciences, 20(5), 712-728.
- Haney, A., Bowles, M., Apfelbaum, S., Lain, E., & Post, T. (2008). Gradient Analysis of an Eastern Sand Savanna's Woody Vegetation, and Its Long-Term Responses to Restored Fire Processes. Journal of Forest Ecology and Management, 256(8), 1560-1571.
- Jun, R., Lin, T., (2003). A Numerical Taxonomy of the Genus Nitraria from Gansu Province, China. Journal of Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica, 23(4), 572–576.
- Karavas, N., Georghiou, K., Arianoutsou, M., & Dimopoulos, D. (2005). Vegetation and Sand Characteristics Influencing Nesting Activity of Caretta Caretta on Sekania Beach. Journal of Biological Conservation, 121(2), 177-188.
- Lancaster, N., & Baas, A. (1998). Influence of Vegetation Cover on Sand Transport by Wind: Field Studies at Owens Lake, California. Earth Surface Processes and Landforms: The Journal of the British Geomorphological Group, 23(1), 69-82.
- Lang, L., Wang, X., Hasi, E., & Hua, T. (2013). Nebkha (Coppice Dune) Formation and Significance to Environmental Change Reconstructions in Arid and Semiarid Areas. Journal of Geographical Sciences, 23(2), 344-358.
کلیدواژه‌ها [English]
مقدمه
پوشش گیاهی نقش مهمی در تعیین دینامیک و مورفولوژی تپه‌های ماسه‌ای در محیط‌های بیابانی با تأثیر بر حمل و ترسیب ماسه‌هایی دارد که با باد حمل می‌شوند ( Baas, 1998: 69& Lancaster). در شرایط کنونی حدود 30 میلیون هکتار از اراضی کشور متأثر از فرسایش بادی است؛ این در حالی است که فقر پوشش گیاهی و سطح وسیع دشت‌ها همراه با حساسیت آنها به فرسایش موجب شکل‌زایی باد در این مناطق می‌شود (نگارش و لطیفی، 1388: 43). وقوع این فرایند با تخریب و حملونقل ذرات به بروز پیامدهایی ازجمله هجوم ماسه‌های روان به اراضی کشاورزی و مراکز سکونتگاهی و همچنین راههای ارتباطی می‌انجامد که ضمن نابودی آنها، گسترش مناطق بیابانی و مهاجرت ساکنان این مناطق را در پی دارد (محمودی و همکاران، 1392: 67)؛ از این رو پوشش گیاهی ازجمله عوامل مؤثر بر حفاظت از سطح زمین به شمار می‌رود که تخریب آن نقش بسزایی در ازهم‌گسیختگی ذرات خاک و حرکت مواد با باد دارد. نوع و تراکم پوشش گیاهی باعث دینامیک رسوبات در سیستم می‌شود؛ به گونه‌ای که با ایجاد ناهمواری در سطح زمین ضمن کاهش سرعت باد از انتقال رسوب نیز می‌کاهد و منبع آن را محدود می‌کند؛ بر این اساس وجود پوشش گیاهی در سطح زمین با تأثیرگذاشتن بر شرایط حملونقل باعث ترسیب مواد حمل‌شده با باد می‌شود (Corrigan et al., 2008: 364; Karavas et al., 2005: 179). این فرایند در قالب ایجاد چشم‌انداز بادی طی واکنشی طبیعی با ایجاد پدیدة نبکا در مناطق بیابانی نمایان می‌شود که برای خنثی‌کردن تنش فرسایش بادی در مناطق بیابانی به وقوع می‌پیوندد (یوسفی و همکاران، 1396: 1).
پیشینة پژوهش
پژوهش‌های متعددی درزمینة بررسی تأثیر پوشش گیاهی بر تشکیل نبکا و نقش آن در تثبیت شن‌های روان انجام شده است؛ ازجمله:
زیزونگ و همکاران[1] (۲۰۱۰) در پژوهشی تأثیر پوشش گیاهی را بر نبکاهای حوضة آبخیز رودخانة هوتان[2] در کشور چین بررسی کردند. نتایج پژوهش آنها با بررسی ویژگی‌های بوم‌شناختی و اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها، بیان‌کنندة آن بود که حجم نبکاها متأثر از فرم رویشی و حجم گونة گیاهی تشکیل‌دهندة آنها متفاوت بوده و ویژگی‌های مورفولوژیکی گیاه نقش بسزایی در توسعة این نبکاها داشته است.
در پژوهشی دیگر، الاوادهی[3] (۲۰۱4) تأثیر ویژگی‌های پوشش گیاهی را بر مورفولوژی نبکاهای ساحلی شمال شرق کویت با اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری نبکا بررسی کرد و به این نتیجه رسید که ارتفاع نبکا با ارتفاع گیاه و طول نبکا با پارامترهای ارتفاع و مساحت تاج پوشش گیاه همبستگی معنا‌داری دارد.
لو و همکاران[4] (2016) در پژوهشی مبنی بر بررسی ارتباط ویژگی‌های مورفولوژیکی گیاه و اثر آن بر مراحل رشد نبکا در بخش‌های بیابانی چین با بررسی گونه‌های گیاهی و اندازه‌گیری ویژگی‌های پوشش گیاهی و اثر آن بر مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها، دریافتند تراکم گونه‌های گیاهی در مراحل رشد نبکاها معنادار است و با توسعة نبکاها، غنای گیاهی و تراکم آنها افزایش یافته است.
ال- دوساری و همکاران[5] (2018) تأثیر پوشش گیاهی را بر تشکیل نبکا و تثبیت شن‌های روان در کشور کویت بررسی کردند.
در پژوهش‌های انجام‌شده در داخل کشور نیز پورخسروانی و همکاران (۱۳۸۸) ارتباط مورفولوژی گیاهی را با مورفومتری نبکاهای گونة روماریا تورسستانیکا مدنظر قرار دادند. نتایج پژوهش آنها نشان داد میان ارتفاع گیاه و قطر تاج پوشش با ارتفاع نبکا در سطح احتمال کمتر از ۱ درصد و با ضریب تبیین به‌ترتیب ۵۸ و ۵۴ درصد، ارتباط معنا‌داری برقرار است و براساس تحلیل رگرسیون چندگانه، ۷۴ درصد تغییرات ارتفاع نبکا با دو مؤلفة عمودی و افقی پوشش گیاهی توجیه‌پذیر بوده است.
نتایج پژوهش نگهبان و همکاران (۱۳۹۲) در بررسی اثر پوشش گیاهی بر مورفولوژی نبکاهای حاشیة غربی دشت لوت با اندازه‌گیری ویژگی‌های مورفومتری نبکاها و ویژگی‌های پوشش گیاهی و تجزیه و تحلیل آماری داده‌ها نشان داد همبستگی عناصر مورفومتری نبکاهای مربوط به هر گونة گیاهی در پلات‌های اندازه‌گیری‌شده متفاوت است. آنها دلیل این امر را اثر متفاوت عوامل تأثیرگذار بر نبکاها ازجمله اندازة پوشش گیاهی و فرایندهای بادی بر قسمت‌های مختلف منطقة پژوهش گزارش کرده‌اند.
ترنج‌زر و فتحی (۱۳۹۴) در بررسی ویژگی‌های مورفومتری نبکاهای تیپ گیاهی قره‌داغ کویر میقان با اندازه‌گیری مؤلفه‌های مورفومتری در ۲۶ نبکا و تجزیه و تحلیل آماری آنها به این نتیجه رسیدند که همبستگی معنا‌داری بین حجم نبکا با عوامل پوشش گیاهی مانند قطر تاج پوشش و مساحت پوشش گیاهی (۶۸/۰ r=) وجود دارد و با تشکیل این نبکاها در منطقه، حجم زیادی از خاک این محدوده تثبیت شده است.
افزون بر این، عرب‌عامری و حلبیان (1396)، یوسفی و همکاران (1398) و نگهبان و روشن[6] (2020) نیز با بررسی مورفولوژی گیاهی و ارتباط آن با مؤلفه‌های مورفومتری نبکا، تأثیر پوشش گیاهی را بر تشکیل نبکا و تثبیت تپه‌های ماسه‌ای ارزیابی کردند.
بررسی پیشینة پژوهش نشان می‌دهد پوشش گیاهی نقش بسزایی در تشکیل و توسعة نبکاها دارد؛ به‌طوری که از انتقال رسوب می‌کاهد و منبع آن را محدود می‌کند. این مهم با توجه به گسترش مناطق بیابانی و فقر پوشش گیاهی در مناطق خشک، نیازمند ارائة راهکارهایی مناسب برای احیای پوشش گیاهی و پیرو آن، کنترل حرکت شن‌های روان در این مناطق است که در پژوهش‌های انجام‌شده کمتر مدنظر قرار گرفته است.
ازجمله مناطق بحرانی کشور، منطقة سیستان است که همواره در معرض فرسایش بادی و هجوم شن‌های روان قرار دارد. پیامد این فرایند، تسریع سیر قهقرایی و بروز مشکلات زیست‌محیطی است که حیات ساکنان این منطقه را تهدید می‌کند؛ بنابراین ارائة راهکارهایی مناسب با توجه به اصل همزیستی برای فائق‌آمدن بر مشکلات ناشی از هجوم شن‌های روان و تثبیت آنها در این منطقه، امری ضروری و اجتناب‌ناپذیر است و بستری مناسب را برای کنترل کانون‌های فرسایشی در این منطقه فراهم می‌کند؛ بر این اساس و نبود پژوهش‌های پیشین در منطقة مدنظر، هدف از انجام پژوهش حاضر، بررسی تأثیر احیای پوشش گیاهی بر مؤلفه‌های مورفومتری نبکا و نقش آن در تثبیت شن‌های روان در منطقة نیمروز سیستان است.
روش‌شناسی پژوهش
معرفی منطقة پژوهش
محدودة پژوهش در شرق کشور و شمال استان سیستان و بلوچستان قرار دارد و از توابع شهرستان نیمروز با مختصات ۶۱ درجه و 2۹ دقیقه تا ۶۱ درجه و 3۱ دقیقه طول شرقی و ۳۱ درجه و 14 دقیقه تا ۳۱ درجه و ۱4 دقیقه و ۳۰ ثانیه عرض شمالی است. این منطقه در ارتفاع متوسط ۴۸۰متری از سطح دریا واقع شده است (شکل ۱). متوسط بارندگی محدوده، ۴۷ میلی‌متر و میانگین درجه‌حرارت، متوسط حداکثر و حداکثر مطلق سالیانه به‌ترتیب ۱۸، ۲۵ و ۴۳ درجة سانتی‌گراد است (جهان‌تیغ و جهان‌تیغ، 1396: 12). این محدوده تبخیر زیاد و رطوبت کمی دارد؛ به‌طوری که متوسط رطوبت سالیانة آن، ۲۸ درصد و تبخیر آن، حدود ۵ متر در سال است. سیستان بیشترین روزهای همراه با گرد و غبار را در جهان دارد؛ به‌طوری که هرساله به‌طور متوسط ۷/۱۶۰ روز از سال وزش باد به همراه طوفان و گرد و غبار در آن وجود دارد که به متلاشی‌شدن زیست‌بوم آن انجامیده است (جهان‌تیغ و جهان‌تیغ، 1398: 59). پوشش گیاهی این محدوده را عمدتاً گیاهان شورپسند و مقاوم به خشکی مانند گز[7]، خارشتر[8]، سالسولا[9]، سئودا[10] و بونو[11] تشکیل می‌دهد. خاک منطقه بافت متوسط دارد که به شوری متمایل و ازلحاظ مواد غذایی عمدتاً فقیر است.
شکل ۱. منطقة پژوهش در شهرستان، استان و کشور
داده‌های گردآوری‌شده
در این پژوهش گردآوری اطلاعات به‌صورت کتابخانه‌ای و میدانی انجام شده است. از روش کتابخانه‌ای برای گردآوری اطلاعات مربوط به مبانی نظری و شاخص‌های پژوهشی و از روش‌های میدانی برای گردآوری داده‌ها با بهره‌گیری از اندازه‌گیری‌های میدانی طی دوره‌ای 16ساله و در سه بازة زمانی مختلف (1387، 1392 و 1397) استفاده شده است. پارامترهای مطالعه‌شده در دو بخش مربوط به ویژگی‌های مورفومتری نبکا و ویژگی‌های پوشش گیاهی در 135 نبکای مشاهداتی از نوع گونة گیاهی گز (Tamarix) بررسی شده است (جدول 1)؛ همچنین برای بررسی ویژگی‌های مورفومتری نبکاها از متر و دستگاه GPS و برای تعیین بافت خاک از چگال‌سنج نوع H152- ASTM استفاده شده است.
جدول 1. مؤلفه‌های استفاده‌شده در این پژوهش
|
مؤلفه‌های مطالعه‌شده |
پارامترهای مطالعه‌شده |
منبع |
|
ویژگی‌های مورفومتری نبکا
|
ارتفاع نبکا (متر) |
Lang et al., 2013؛ پورخسروانی و همکاران، 1388؛ پورخسروانی و گلی‌مختاری، 1395؛ عرب‌عامری و حلبیان، 1396 |
|
قطر قاعدة نبکا (متر) |
||
|
حجم نبکا (مترمکعب) |
||
|
دامنة رو به باد (متر) |
||
|
دامنة پشت به باد (متر) |
||
|
ویژگی‌های پوشش گیاهی
|
ارتفاع گیاه (متر) |
Al-Awadhi, 2014؛ نگهبان و همکاران، 1392 |
|
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
روش پژوهش
فرایند اجرای این پژوهش مطابق با شکل 2 و برپایة مقایسة مؤلفه‌های مورفومتری نبکا و ویژگی‌های پوشش گیاهی طی یک دورة زمانی 16ساله پس از اجرای عملیات پخش سیلاب و جنگل‌کاری ادارة منابع طبیعی شهرستان زابل انجام شده است. گفتنی است اجرای این طرح در سال 1382 با هدف جلوگیری از مدفون‌شدن روستای شریف‌آباد در پایین‌دست عرصة مطالعه‌شده انجام شده که متأثر از فرسایش بادی و هجوم شن‌های روان است.
طی عملیاتی میدانی، ویژگی‌های پوشش گیاهی و مؤلفه‌های مورفومتری نبکا ازجمله ارتفاع نبکا، قطر قاعدة نبکا، حجم نبکا، قطر تاج پوشش گیاه، ارتفاع گیاه، دامنة رو به باد و دامنة پشت به باد طی سه بازة زمانی مختلف پس از اجرای طرح اندازه‌گیری شد. بدین منظور پس از استقرار پوشش گیاهی و ایجاد نبکا در منطقه در سال 1387 براساس روش تک‌بعدی و واحد نمونه‌برداری طولی با استقرار ۵ ترانسکت خطی به طول ۵۰ متر به‌طور تصادفی پارامترهای یادشده برای ۴۵ نبکا با پراکنش مناسب در سطح عرصة پژوهش اندازه‌گیری شد (نگهبان و همکاران، 1392: 23؛ پورخسروانی و گلی‌مختاری، 1395: 223- 224). این فرایند به‌ترتیب در سال‌های 1392 و 1397 نیز تکرار شد. در شکل 3، نمایی از پارامترهای اندازه‌گیری‌شده در نبکاهای منتخب ارائه شده است.
شکل 2. مراحل اجرای پژوهش حاضر در محدودة پژوهش
شکل 3. نمایی از پارامترهای اندازه‌گیری‌شده روی نبکاهای محدودة پژوهش
محاسبة حجم و وزن رسوبات تثبیت‌شده در نبکاها
به‌منظور بررسی میزان حجم رسوبات تثبیت‌شده در نبکاها از رابطة ۱ استفاده شد (Dougill and Thomas, 2002: 417).
رابطة 1
در این رابطه، V حجم مخروط نبکا به مترمکعب، rشعاع قاعدة مخروط نبکا و h ارتفاع مخروط نبکا به متر است؛ همچنین به‌منظور تعیین بافت خاک از ۱۵ نبکا از اعماق ۰ تا ۲۰، ۲۰ تا ۴۰ و ۴۰ تا ۶۰ سانتی‌متری رسوبات با استفاده از آگر نمونه‌برداری و آزمایش بافت برای این نمونه‌ها به روش هیدرومتری انجام شد (علی‌نژاد و همکاران، 1397: 703). در تعیین بافت نمونه‌های برداشت‌شده از نبکاها، نخست با استفاده از مادة گلگان (هگزا متافسفات سدیم) و دستگاه همزن، جداسازی ذرات انجام و براساس روش هیدرومتری درصد ذرات شن، سیلت و رس تعیین شد (شکل 4 و جدول 2).
شکل 4. نمایی از آزمایش هیدرومتری نمونه‌های رسوب برداشت‌شده
جدول 2. تجزیه و تحلیل ذرات تشکیل‌دهندة رسوبات
|
نمونه |
درصد ذرات تشکیل‌دهندة بافت رسوبات |
بافت رسوبات |
||
|
درصد شن |
درصد سیلت |
درصد رس |
||
|
۱ |
۸۰ |
۵ |
۱۵ |
Sandy LOAM |
|
۲ |
۸۱ |
۶ |
۱۴ |
Sandy LOAM |
|
۳ |
۷۹ |
۵ |
۱۶ |
Sandy LOAM |
|
۴ |
۷۵ |
۶ |
۱۹ |
Sandy LOAM |
|
۵ |
۷۶ |
۵ |
۱۹ |
Sandy LOAM |
|
۶ |
۹۰ |
۴ |
۶ |
Sandy |
|
۷ |
۷۸ |
۵ |
۱۷ |
Sandy LOAM |
|
۸ |
۸۹ |
۵ |
۶ |
Sandy |
|
۹ |
۸۵ |
۶ |
۹ |
Sandy LOAM |
|
۱۰ |
۹۱ |
۴ |
۵ |
Sandy |
|
۱۱ |
۸۰ |
۶ |
۱۴ |
Sandy LOAM |
|
۱۲ |
۸۶ |
۶ |
۸ |
Sandy LOAM |
|
۱۳ |
۷۳ |
۶ |
۲۱ |
Sandy LOAM |
|
۱۴ |
۸۵ |
۶ |
۹ |
Sandy |
|
۱۵ |
۹۱ |
۴ |
۵ |
Sandy |
رابطة ۲
در این رابطه، Pbوزن مخصوص ظاهری، Ms ذرات جامد خاک برحسب تن و Vt حجم کل خاک برحسب مترمکعب است. در ادامه با اندازه‌گیری ویژگی‌های مورفومتری نبکاها، همبستگی مؤلفه‌های مورفومتری براساس آنالیز همبستگی و تحلیل رگرسیون چندمتغیره بررسی شد. به‌منظور مقایسة آماری ویژگی‌های مورفومتری نبکاها، ضمن بررسی نرمال‌بودن داده‌ها با استفاده از آزمون کولموگروف اسمیرنوف، از آزمون t در محیط نرم‌افزاری 23SPSS استفاده شد (ترنج‌زر و فتحی، 1394: 38؛ عرب‌عامری و حلبیان، 1396: 98).
یافته‌های پژوهش
بررسی ویژگی‌های مورفولوژی نبکاها
نتایج آمار توصیفی مؤلفه‌های مورفومتری نبکاهای منتخب مربوط به گونة گیاهی از نوع گز (Tamarix) طی سه بازة زمانی مختلف در جدول 3 ارائه شده است. با اجرای عملیات پخش سیلاب و جنگل‌کاری، با استقرار اولیة پوشش گیاهی در سال ۱۳۸۷، بیشترین ارتفاع نبکاهای اندازه‌گیری‌شده، ۲/۱ و کمترین آن، ۸/۰ متر و میانگین ارتفاع نبکاها، ۰۲/۱ و دامنة آن، ۴/۰ متر است. حداکثر حجم نبکاها، ۶۲۹/۰ و حداقل آن، ۲۶۵/۰ مترمکعب و بیشترین قطر تاج پوشش و ارتفاع گیاه به‌ترتیب برابر با ۸۴/۰ و 1 متر است؛ همچنین بیشترین اندازة دامنة پشت به باد برابر با ۷/۱ و بیشترین اندازة دامنة رو به باد برابر با ۱ متر است. براساس اندازه‌گیری‌های انجام‌شده در سال ۱۳۹۲، روند تغییرات این عوامل نسبت به سال ۱۳۸۷ به‌ترتیب ۸/۱+، ۶۶/۰+، ۷۵/۰+، ۲/۰+، ۱۶/۰+ و ۲۲/۰+ و در سال ۱۳۹۷ نسبت به سال ۱۳۹۲ به‌ترتیب برابر با ۶۲/۱۳+، ۸۱/۰+، ۲/۱+، ۴/۰+، ۵۲/۱+ و ۷/۱+ است که درمجموع طی دورة بررسی‌شده، مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها به‌طور جالب توجهی افزایش یافته است. نمایی از استقرار پوشش گیاهی و تشکیل نبکاها طی سال‌های بررسی‌شده در شکل 5 ارائه شده است.
در بررسی آمار توصیفی مؤلفه‌های مورفومتری نبکاها نتایج نشان‌دهندة تغییرات محسوس مقادیر دامنه، حداقل، حداکثر و میانگین تمام پارامترهای مطالعه‌شده است؛ به‌طوری که طی دورة بررسی‌شده همة مؤلفه‌های مطالعه‌شده به‌طور چشمگیری افزایش یافته‌اند. در تحلیل همبستگی معیارهای مورفومتری نبکاهای منتخب یافته‌ها نشان داد همبستگی عوامل مربوط به پوشش گیاهی (ارتفاع گیاه و قطر تاج پوشش) با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده در سطح ۹۹ درصد معنادار است که همبستگی زیاد این مؤلفه را با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده نشان می‌دهد. این امر حاکی از تأثیرپذیری بسیار زیاد ویژگی‌های مورفومتری نبکا (متغیرهای وابسته) از این دو متغیر مستقل است؛ به بیان دیگر با احیای پوشش گیاهی در منطقة پژوهش و رشد و تکامل آن (گونة گیاهی از نوع Tamarix)، ارتفاع و قطر تاج گیاه افزایش یافته که این فرایند باعث ایجاد و توسعة نبکاها در منطقة پژوهش شده است (جدول 3).
جدول 3. مشخصات آمار توصیفی پارامترهای مورفومتری نبکاهای منتخب
|
سال ۱۳۸۷ |
||||||||||||
|
مؤلفه |
دامنه |
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
واریانس |
انحراف معیار |
چولگی |
|||||
|
ارتفاع نبکا (متر) |
۴/۰ |
۸/۰ |
۲/۱ |
۰۲/۱ |
۰۲۲/۰ |
۱۴۸/۰ |
۵۵۲/۰- |
|||||
|
قطر قاعدة نبکا (متر) |
۶/۰ |
۶/۱ |
۲/۲ |
۰/۲ |
۰۶۰/۰ |
۲۴۴/۰ |
۳۶/۱- |
|||||
|
حجم نبکا (مترمکعب) |
۴۲۴/۰ |
۲۶۵/۰ |
۶۲۹/۰ |
۵۳/۰ |
۰۲۷/۰ |
۱۶۳/۰ |
۴۱/۱- |
|||||
|
ارتفاع گیاه (متر) |
۳۷۰/۰ |
۶۳/۰ |
۰/۱ |
۸۲/۰ |
۰۲/۰ |
۱۴۳/۰ |
۲۴۴/۰- |
|||||
|
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
۲۴۰/۰ |
۶/۰ |
۸۴/۰ |
۷۲/۰ |
۰۱۱/۰ |
۱۰۶/۰ |
۱۶۴/۰ |
|||||
|
دامنة رو به باد (متر) |
۱ |
۱ |
۲ |
۴۸/۱ |
۱۸۷/۰ |
۴۳۲/۰ |
۰۴۱/۰ |
|||||
|
دامنة پشت به باد (متر) |
۹/۰ |
۷/۱ |
۶/۲ |
۲۶/۲ |
۱۵۳/۰ |
۳۹۱/۰ |
۸۷۹/۰- |
|||||
|
سال ۱۳۹۲ |
||||||||||||
|
مؤلفه |
دامنه |
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
واریانس |
انحراف معیار |
چولگی |
|||||
|
ارتفاع نبکا (متر) |
۵/۰ |
۴/۱ |
۹/۱ |
۶۸/۱ |
۰۳۷/۰ |
۱۹۲/۰ |
۵۹۰/۰- |
|||||
|
قطر قاعدة نبکا (متر) |
۶/۰ |
۰/۳ |
۶/۳ |
۲۴/۳ |
۰۶۸/۰ |
۲۶۰/۰ |
۵۴۱/۰ |
|||||
|
حجم نبکا (مترمکعب) |
۵۵/۱ |
۶۳/۱ |
۱۸/۳ |
۳۲/۲ |
۳۷۳/۰ |
۶۱۰/۰ |
۴۲۵/۰ |
|||||
|
ارتفاع گیاه (متر) |
۱/۰ |
۰/۱ |
۱/۱ |
۰۲/۱ |
۴۱۲/۰ |
۵۷/۰ |
۵/۱ |
|||||
|
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
۵۳/۰ |
۲/۱ |
۷۳/۱ |
۴۷/۱ |
۰۴۴/۰ |
۲۱۲/۰ |
۰۸۵/۰- |
|||||
|
دامنة رو به باد (متر) |
۹/۰ |
۱/۱ |
۲ |
۶۲/۱ |
۱۱۷/۰ |
۳۴۲/۰ |
۸۴۵/۰- |
|||||
|
دامنة پشت به باد (متر) |
۱/۱ |
۷/۱ |
۸/۲ |
۴۸/۲ |
۱۶۷/۰ |
۴۰۸/۰ |
۲۷۴/۰- |
|||||
|
سال ۱۳۹۷ |
||||||||||||
|
مؤلفه |
دامنه |
حداقل |
حداکثر |
میانگین |
واریانس |
انحراف معیار |
چولگی |
|||||
|
ارتفاع نبکا (متر) |
۲ |
۵/۱ |
۵/۳ |
۴۹/۲ |
۳۸۴/۰ |
۶۱۹/۰ |
۳۸۱/۰ |
|||||
|
قطر قاعدة نبکا (متر) |
۴/۵ |
۴/۳ |
۸/۸ |
۳۷/۶ |
۹۶/۲ |
۷۲/۱ |
۲۳۰/۰ |
|||||
|
حجم نبکا (مترمکعب) |
۸۵/۲۹ |
۰۹/۳۲ |
۲۴/۲ |
۶۹/۱۵ |
۷/۱۰۶ |
۳۳/۱۰ |
۲۵۱/۰ |
|||||
|
ارتفاع گیاه (متر) |
۱ |
۸/۰ |
۸/۱ |
۴۲/۱ |
۰۷۲/۰ |
۱۷۶/ |
۳۷۲/۰ |
|||||
|
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
۵/۳ |
۵/۱ |
۵ |
۶۷/۲ |
۹۴۵/۰ |
۹۷۲/۰ |
۹۳۳/۰ |
|||||
|
دامنة رو به باد (متر) |
۳/۳ |
۷/۱ |
۵ |
۰۷/۳ |
۷۹۸/۰ |
۸۹۳/۰ |
۰۷۷/۰ |
|||||
|
دامنة پشت به باد (متر) |
۴/۵ |
۲ |
۴/۷ |
۲۲/۴ |
۶۸/۱ |
۲۹۷/۱ |
۳۳۲/۰ |
|||||
شکل 5. وضعیت پوشش گیاهی و نبکاهای تشکیل‌شده در محدودة پژوهش طی سه بازة زمانی مختلف (۱۳۸۷- ۱۳۹۲- ۱۳۹۷)
تحلیلهمبستگیویژگی‌هایمورفومترینبکاهای منتخب
نتایج حاصل از همبستگی مؤلفه‌های مورفومتری نبکاهای گونة گیاهی گز در جدول 4 ارائه شده است. تحلیل همبستگی معیارهای مورفومتری نبکاهای منتخب نشان می‌دهد ارتفاع نبکا با سه مؤلفة قطر تاج پوشش، دامنة رو به باد و پشت به باد همبستگی معنادار دارد، اما با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده هیچ‌گونه همبستگی نشان نمی‌دهد؛ درمقابل همبستگی ارتفاع گیاه با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده در سطح ۹۹ درصد معنادار است که همبستگی زیاد این مؤلفه را با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده نشان می‌دهد. این فرایند بیان‌کنندة آن است که با افزایش ارتفاع این گونة گیاهی، میزان ماسة بیشتری با اندام‌های هوایی گیاه به دام افتاده که موجب گسترش و تکامل تپة نبکا در همة جهت‌ها شده است. در بررسی ارتباط قطر تاج پوشش با سایر مؤلفه‌ها نیز، یافته‌ها حاکی از همبستگی زیاد این معیار با سایر مؤلفه‌های بررسی‌شده است. این مسئله بیان‌کنندة این امر است که قطر تاج پوشش نقش بسزایی در توسعه و تکامل نبکاهای مطالعه‌شده داشته که این مهم با اجرای عملیات جنگل‌کاری و استقرار پوشش گیاهی در منطقه صورت گرفته است؛ بر این اساس ارتفاع گیاه و قطر تاج پوشش که دو متغیر مستقل هستند (به‌جز با یکدیگر) با همة مؤلفه‌های مورفومتری نبکا همبستگی زیاد دارند که این امر نشان‌دهندة تأثیرپذیری بسیار زیاد ویژگی‌های مورفومتری نبکا (متغیرهای وابسته) از این دو متغیر مستقل است. ویژگی‌های منتخب دیگر که به‌نوعی متغیر وابسته به شمار می‌روند نیز، همبستگی معنا‌داری با سایر مؤلفه‌های مطالعه‌شده دارند.
جدول 4. تحلیل همبستگی معیارهای مورفومتری نبکاهای مطالعاتی
|
متغیر |
ارتفاع نبکا (متر) |
ارتفاع گیاه (متر) |
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
حجم نبکا (مترمکعب) |
دامنة رو به باد (متر) |
دامنة پشت به باد (متر) |
|
ارتفاع نبکا (متر) |
۱ |
|
|
|
|
|
|
ارتفاع گیاه (متر) |
۲۹۰/۰ |
۱ |
|
|
|
|
|
قطر تاج پوشش گیاه (متر) |
*۴۲۴/۰ |
**۷۸۶/۰ |
۱ |
|
|
|
|
حجم نبکا (مترمکعب) |
۳۰۷/۰ |
**۸۰۹/۰ |
**۸۸۴/۰ |
۱ |
|
|
|
دامنة رو به باد (متر) |
*۴۲۴/۰ |
**۸۲۹/۰ |
**۸۴۵/۰ |
**۹۶۵/۰ |
۱ |
|
|
دامنة پشت به باد (متر) |
**۴۷۹/۰ |
**۸۳۰/۰ |
**۸۶۲/۰ |
**۸۶۲/۰ |
**۹۱۴/۰ |
۱ |
*رابطه در سطح ۹۵ درصد معنادار است. **رابطه در سطح ۹۹ درصد معنادار است.
معادلات رگرسیونی گام‌به‌گام بین صفات مربوط به نبکاها با عوامل پوشش گیاهی
به‌منظور برآورد معادلات رگرسیونی گام‌به‌گام بین صفات مربوط به نبکاها با عوامل پوشش گیاهی، حجم نبکاها به‌مثابة متغیر وابسته و عوامل مربوط به پوشش گیاهی ازجمله ارتفاع گیاه، قطر تاج پوشش و مساحت تاج پوشش گیاهی به‌مثابة متغیر مستقل وارد مدل رگرسیونی شدند. براساس نتایج به‌دست‌آمده، مساحت تاج پوشش گیاهی، ۹/۹۲ درصد تغییرات حجم نبکاهای ایجادشده را در محدودة اجرای طرح توجیه می‌کند (جدول 5)؛ به‌طوری که اگر Y حجم نبکا و X1 مساحت پوشش گیاهی در نظر گرفته شود، معادلة کلی رگرسیون گام‌به‌گام به‌صورت رابطة زیر است:
رابطة 3 X1۱۱/۱۵+ ۵/۱۲Y = -
در این معادله Y، حجم نبکا و X1، مساحت پوشش گیاهی است. با توجه به معادلة به‌دست‌آمده، مساحت پوشش گیاهی در جهت مثبت بر حجم نبکاهای ایجادشده تأثیرگذار است.
جدول 5. نتایج تجزیة رگرسیون گام‌به‌گام حجم نبکاها با مؤلفه‌های پوشش گیاهی
|
مراحل رگرسیون گام‌به‌گام |
|
|
|
۱ |
|
عدد ثابت |
۵/۱۲- |
|
مساحت پوشش گیاهی |
۱۱/۱۵ |
|
ضریب تبیین R2 |
۹۲۹/۰ |
بررسی مقدار رسوبات تثبیت‌شده در نبکاها
با تعیین بافت رسوبات تثبیت‌شده (دارای بافت شنی تا شن- لوم) در نبکاها و برآورد وزن مخصوص ظاهری رسوبات (۷/۱)، مقدار وزن رسوبات تثبیت‌شده (Ms) در نبکاهای منتخب طی دورة بررسی‌شده برآورد شد (شکل 6). براساس نتایج به‌دست‌آمده، میزان رسوب تثبیت‌شده در نبکاها در سال ۱۳۸۷ برابر با ۹۷/۱۸۴ تن بوده که این میزان در سال ۱۳۹۲ به ۳۵/۳۳۱ تن و در سال ۱۳۹۷ به ۷۹/۸۷۹ تن افزایش یافته است؛ این روند، تغییرات زیادی را در میزان رسوب تثبیت‌شده طی دورة بررسی‌شده نشان می‌دهد؛ به‌طوری که با مقایسة آماری داده‌های اندازه‌گیری‌شده، یافته‌ها بیان‌کنندة اختلاف معنادار (در سطح یک درصد) بین مقدار رسوب تثبیت‌شده در نبکاها طی سال‌های بررسی‌شده است (جدول 6).
شکل 6. مقایسة میزان رسوب تثبیت‌شده در نبکاهای منتخب طی دورة بررسی‌شده
جدول 6. تجزیة میانگین میزان رسوب تثبیت‌شده در نبکاها طی دورة بررسی‌شده
|
متغیر |
سال |
میانگین |
انحراف معیار |
t آزمون |
||
|
T |
Df |
Sig |
||||
|
میزان رسوب تثبیت‌شده |
سال اول |
۴۳/۱ |
۴۳۹/۰ |
۴۱/۶- |
۴۵ |
*۰۰/۰ |
|
سال دوم |
۲۵/۶ |
۶۴۲/۱ |
||||
|
میزان رسوب تثبیت‌شده |
سال اول |
۴۳/۱ |
۴۳۹/۰ |
۲۴/۹- |
۴۵ |
*۰۰/۰ |
|
سال سوم |
۴۴/۶۹ |
۶۰/۱۶ |
||||
|
میزان رسوب تثبیت‌شده |
سال دوم |
۲۵/۶ |
۶۴۲/۱ |
۶۳/۸- |
۴۵ |
*۰۰/۰ |
|
سال سوم |
۴۴/۶۹ |
۶۰/۱۶ |
||||
* معنا‌داری در سطح یک درصد
نتیجه‌گیری
بررسی مورفومتری نبکاهای مطالعه‌شده نشان می‌دهد هرچه مورفولوژی گیاهی مانند ارتفاع گیاه و قطر تاج پوشش بیشتر باشد، گیاه میزان بیشتری از رسوبات بادی را به دام می‌اندازد و نبکاهای بزرگ‌تری را ایجاد می‌کند. این یافته با نتایج پورخسروانی و همکاران (138۹)، ترنج‌زر و فتحی (1394) و نگهبان و روشن (1398) مطابقت دارد.
پوشش گیاهی، بخشی مهم در تشکیل نبکا و عاملی مؤثر در به‌دام‌انداختن رسوبات بادی و تثبیت آنها در نبکاهاست (Jun & Lin, 2003: 573 Du et al., 2010: 714;). با توجه به شاخص‌های مورفولوژیکی گونة گیاهی درخت گز، کشت این گونة گیاهی در منطقة پژوهش نقشی بسیار اساسی در ارتفاع تپه‌های نبکا دارد و هرچه حجیم‌تر باشد، ماسه‌های بیشتری را به دام می‌اندازد و موجب گسترش نبکاها می‌شود؛ به‌طوری که براساس نتایج به‌دست‌آمده از مدل رگرسیونی، مساحت تاج پوشش گیاهی، ۹/۹۲ درصد تغییرات حجم نبکاهای ایجادشده در محدودة اجرای طرح را توجیه می‌کند. این امر گویای تأثیر مثبت مساحت پوشش گیاهی بر حجم نبکاهای ایجادشده در منطقه است که با استقرار کامل پوشش گیاهی در منطقه صورت گرفته و با یافته‌های مقصودی و همکاران (1394)، پورخسروانی و گلی‌مختاری (1395)، احمد و همکاران (2015) و ال- دوساری و همکاران (2018) در بررسی اثر پوشش گیاهی بر ویژگی‌های مورفومتری نبکاها مطابقت دارد.
پوشش گیاهی تأثیر بسزایی بر شرایط دینامیکی رسوبات با کاهش انتقال رسوب و محدودکردن منابع آن دارد (Haney et al., 2008: 1562). در بررسی میزان رسوبات تثبیت‌شده در نبکاها، یافته‌ها نشان می‌دهد با افزایش پوشش گیاهی و توسعة نبکاها، میزان رسوب تثبیت‌شده در آنها نیز افزایش یافته است؛ به‌طوری که با مقایسة آماری داده‌های اندازه‌گیری‌شده، یافته‌ها بیان‌کنندة اختلاف معنادار (در سطح یک درصد) بین مقدار رسوب تثبیت‌شده در نبکاها طی سال‌های بررسی‌شده است. این فرایند نقش مؤثر احیای پوشش گیاهی را در تثبیت شن‌های روان در منطقه نشان می‌دهد.
در بررسی جهت‌یافتگی خاص نبکاها، یافته‌ها بیان‌کنندة آن است که وزش بادهای غالب در منطقه، عامل اصلی تشکیل این نبکاها در محدودة پژوهش بوده است. از آنجا که نبکاها در مناطقی که انرژی باد کم باشد به‌خوبی توسعه می‌یابند، استقرار پوشش گیاهی با توجه به جهت ردیف‌های کشت (شمال شرقی– جنوب غربی) که عمود بر جهت وزش بادهای غالب در منطقه است و همچنین وجود دایک دریاچة هامون به‌مثابة مانعی در مسیر وزش بادهای منطقه، با خنثی‌سازی اثر باد شرایطی مناسب را برای تشکیل نبکا در منطقة پژوهش فراهم کرده است؛ این نتیجه با نتایج پژوهش‌های وانگ و همکاران (۲۰۰۸) و لانگ و همکاران (۲۰۱۳) همخوانی دارد. در این پژوهش‌ها بر عملکرد فعالیت باد در تشکیل نبکاها و توسعة نبکاها در مناطقی تأکید شده که انرژی باد کمتر بوده است.
در پژوهش حاضر برای نخستین‌بار در منطقة سیستان، تأثیر احیای پوشش گیاهی بر مؤلفه‌های مورفومتری نبکا و نقش آن در تثبیت شن‌های روان طی یک بازة زمانی 16ساله بررسی شد. براساس نتایج به‌دست‌آمده از این پژوهش، پس از اجرای عملیات پخش سیلاب و جنگل‌کاری ادارة منابع طبیعی شهرستان زابل در سال 1382، با استقرار اولیة پوشش گیاهی ازجمله گونة گز (Tamarix)، زمینة مناسبی برای تشکیل نبکاها فراهم شد که پیرو آن، میزان زیادی از رسوبات بادی در نبکاها تثبیت شد و با تکامل ویژگی‌های مورفولوژیکی گیاه (قطر تاج پوشش و ارتفاع)، این نبکاها گسترش یافت؛ این امر به تثبیت و کنترل تپه‌های ماسه‌ای و شن‌های روان در منطقه انجامید.
بر این اساس با احیای پوشش گیاهی در منطقه، زمینة مناسبی برای ایجاد نبکاها فراهم شده که بخش زیادی از رسوبات بادی در آنها تثبیت شده است. اگر عملیات پخش سیلاب و جنگل‌کاری در این منطقه اجرا نمی‌شد، روستای شریف‌آباد در پایین‌دست در شن‌های روان مدفون می‌شد؛ از این رو با توجه به اینکه منطقة سیستان همواره متأثر از فرسایش بادی و معضل شن‌های روان بوده است، پیشنهاد می‌شود احیای پوشش گیاهی در قالب طرح‌های پخش سیلاب و جنگل‌کاری در مناطق مستعد برای تثبیت کانون‌های فرسایشی و کنترل شن‌های روان در سایر نقاط منطقة سیستان اجرا شود؛ همچنین به‌منظور استقرار پوشش گیاهی طی سال‌های ابتدای کشت، این عرصه‌ها قرق و از چرای دام در این مناطق جلوگیری شود.
)
