اثرات تراس بندی زمین بر روی خواص خاک در منطقه پاریورات در شمال شرق اسپانیا. یک تجزیه تحلیل چند متغیره Effects of land terracing on soil properties in the Priorat region in Northeastern Spain: A multivariate analysis
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2007
توضیحات
رشته های مرتبط: کشاورزی، علوم خاک، بیولوژی و بیوتکنولوژی خاک و رده بندی خاک
منطقه پاریورات، که یک منطقه قدیمی تولید شراب در محبط کوهستانی مدیترانه ای شمال شرق اسپانیا است، از دهه ۱۹۹۰ میلادی تحت تغییرات بنیادینی با تبدیل مناطق با پوشش گیاهی طبیعی و متروک به تاکستان های جدید تراس بندی شده قرار گرفته است. در اکثریت موارد، این تغییرات پوشش زمین شامل تراس بندی خاک با پشته های با ارتفاع بیش از ۲متر و جوی هایی که ساختمان خاک آن به طور کامل تغییر یافته است می باشد. هدف این مطالعه، تجزیه تحلیل اثرات این تغییرات و دست ورزی های خاک بر روی خواص فیزیکی خاک نظیر بافت، نگه داشت آب و ظرفیت نفوذ در منطقه معرف مورد مطالعه است. خاک ها به صورت لیتیک زروارتنت طبقه بندی شدند و نام محلی آن لیکورل llicorell است. برای این مطالعه، دو شرایط متفاوت در دامنه به طول ۱۰۰ متر مطالعه شد. یکی در بخش تخریب نشده با پوشش گیاهی طبیعی و یکی در تاکستان تراس بندی شده دو ساله(تخریب شده). نمونه های خاک سطحی از ۰ تا ۲۰ سانتی متر در چندین نطقه در امتداد شیب برای تحلیل بافت، مواد آلی و پایداری خاکدانه جمع اوری شدند. در این نقاط، هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از نفوذ سنج دیسکی اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که در این خاک های با درصد بالای عناصر دانه درشت( بیش از ۶۰ درصد)، مطالعه انجام شده طی تبدیل و تغییر موجب تغییراتی در توزیع اندازه ذرات دانه ریز می شود. به علاوه، تسطیح موجب کاهش مقدار مواد آلی خاک های زراعی شد. این تغییرات بر هدایت هیدرولیکی، ظرفیت نگه داشت آب( که تا ۴۵ درصد کاهش یافت) و پایداری خاک دانه علاوه بر روابط بین همه این متغیر ها تاثیر گذاشتند. لغات کلیدی: تراس بندی خاک، تاکستان مکانیزه، پایداری خاک دانه، هدایت هیدرولیکی، ظرفیت نگه داشت آب، آنالیز چند متغیره ۱-مقدمه تغییرات بنیادینی که کشاورزی اروپا در چند دهه گذشته تجربه کرده اند، تحت فرایند های بزرگ مقیاس کاربری ارضی و تغییرات پوشش زمین (LUCC) بوده است. این تغییرات موجب تغییرات مهم در چشم انداز، تخریب زمین و فنون مدیریتی جدید در نتیجه کنار گذاشتن عملیات مدیریت سنتی و تشدید استفاده از اراضی حاصلخیز تر می شود (García-Ruiz et al., 1996; Zalidis et al., 2002; Borselli et al., 2006). در منطقه مدیترانه، این تغییرات به عنوان یکی از نیروهای اصلی تخریب محیط زیست از طریق وارد کردن اثرات خود بر خاک و منابع آب ((Zalidis et al., 2002)) و تنوع زیستی عمل می کنند(Bielsa et al., 2005).. هم چنین، تخریب و تبدیل اراضی کشاورزی در نتیجه پیشرفت های فناوری و محدودیت های اقتصادی اجتماعی ایجاد شده که از یک سری اراضی برای افزایش بازدهی و تولید در قالب بازارهای ملی و بین المللی استفاده می کند. این فرایند مستلزم دست ورزی خاک( تسطیح زمین و عملیات تراس بندی) برای آماده سازی خاک برای زراعت جدید و مدیریت برای اعمال کاربری جدید از طریق حذف پوشش گیاهی ناخواسته و مرز های اراضی است((Borselli et al., 2006).). در برخی از موارد، این تغییرات با سیاست کشاورزی رایج پشتیبانی می شود که خود یارانه ها و محرک هایی را در اختیار می گذارد که نه تنها بر کاربری ارضی کشاورزی بلکه بر چشم انداز روستایی تاثیر می گذارد( باسچ ۲۰۰۶). در منطقه مدیترانه ای، انگور یکی از مهم ترین محصولات طی دهه گذشته می باشد که از تحت تبدیل و تغییر قابل توجه زمین قرار گرفته اند. (Martínez-Casasnovas and SánchezBosch, 2000; Pla and Nacci, 2003). آن ها تحت سیاست کشاورزی اتحادیه اروپا از طریق طرح های باز سازیو تبدیل می باشد( کمیسیون سازمان دهی EC No. 1227/2000، ۳۱ می ۲۰۰۰ که قوانین خاصی را برای شورای EC (1493/1999) در خصوص تولید پتانسیل در اختیار می گذارد ) که موید هزینه اقتصادی زیاد اجرای این عملیات است. نمونه ای واضح از تبدیل و تغییر زمین برای استفاده از زمین جهت کشت نهالستان های انگور،QDO پاریورات است. پاریورات یک منطقه قدیمی برای تولید انگور در کاتالونیا شمال شرق اسپانیا است که تاکستان ها از قرن ۲۱ در آن زراعت می شوند. ماکزیمم دوره توسعه در قرن ۱۹ بود زمانی که بیش از ۷۵ درصد زمین را تاکستان ها پوشش داده و کل چشم انداز پاریورات تبدیل شد((Figueras and Calvó, ۲۰۰۳).). طی نیمه نخست قرن بیستم، این بخش تحت بحران هایی قرار گرفته است که موجب تغییر کاربری ارضی و متروکه شدن اراضی کشاورزی گردید(Douglas et al., 1996).. این مشکل در ۱۹۹۰ زمانی که گروه کوچکی از تولید کننده ها، روش های بازاریابی و تولید شراب جدید را ایجاد کردند که موجب شد تا تولید شراب در راس معاملات بازاری قرار گیرد. این موجب افزایش جذب کشاورزان از مناطق دیگر که مشغول خرید زمین طی دهه گذشته بودند برای ایجاد سیستم های کشت مکانیزه گردید. ماشین آلات سنگین نظیر بولدوزر ها امروزه برای جا به جایی و دست ورزی زیاد خاک برای ایجاد سیستم های تراس بندی جدید در تاکستان ها استفاده می شوند. تراس های جدید دارای پشته های ۲٫۵ متر بوده و بدون حفاظ بوده و شیب آن ها حدود ۳۶ درصد است. دست ورزی های خاکی مطابق با رهنمود های فنی نمی باشد و با توجه به نیاز های مالک و یا شخص تعیین می شود. جا به جایی حدود ۷۷,۷۵۰ متر مکعب در هکتار را شامل می شود(Cots-Folch et al., 2006). این کار ها موجب اصلاح خصوصیات سطح خاک می شوند که بر خواص نفوذ در سطح تاثیر می گذارند (Poesen et al., 1990; Léonard and Andrieux, 1998; Malet et al., 2003) و با دیگر فرایند های ژئومورفیک نظیر فرسایش (Lundekvam et al., 2003) و حرکات توده ای طی زمان های بارش اثر متقابل دارند. تغییرات مکانی ایجاد شده توسط این عملیات موجب نفوذ پذیری همگن و واکنش های رواناب بر روی دامنه ها می شومند. توزیع مجدد خاک هم چنین موجب تغییر پایداری خاک دامنه و پایداری تراس ها گردیده و خطر حرکات توده ای را افزایش می دهد. برخی از مطالعات به بررسی تغییرات مکانی خواص خاک در امتداد دامنه پرداخته اند((Agbenin and Tiessen, 1995; Bartoli et al., 1995). با این حال مطالعه ای وجود ندارد که بر اثرات سیستم های تراس بندی مکانیزه جدید بر روی خواص خاک تاکید داشته باشد. می توان اثرات تجمعی ناشی از توزیع مجدد خاک را بر روی فرسایش ناشی از شخم((Van Muysen et al., 1999; Torri et al., 2002; De Alba et al., 2004))، تراس های کند کننده سرعت آب((Dercon et al., 2003),)، فشردگی ناشی از ماشین آلات سنگین (Ferrero et al., 2005) یا انتقال و جا به جایی ناشی از تراس بندی در دامنه های پر شیب گزارش کرد. همه این عملیات موجب تغییرات تدریجی در خواص خاک از بخش های فوقانی به طرف پایینی کرت ها می شوند((Thapa et al., 1999; Turkelboom et al., 1997) و این بر تولید و عملکرد خاک تاثیر می گذارند((Turkelboom et al., 1996).). برای پر کردن این خلا و شکاف در سیستم های تراس بندی مکانیزه، هدف این مطالعه تجزیه تحلیل تاثیر تراس بندی بر خواص فیزیکی خاک نظیر پایداری خاک دانه ها در خاک، نفوذ پذیری و ظرفیت نگه داشت بامقایسه خواص تاکستان های سنتی و مناطق جنگلی با مورفولوژی خاک طبیعی و تاکستان های جدیدا تراس بندی شده ناشی از عملیات دست ورزی خاک در منطقه نمونه پاریورات QDO, می باشد. ۲-۴ آماره ها آنالیز آماری( آزمون های میانگین و آنالیز واریانس یک سویه) برای تایید تفاوت های معنی دار انجام شدند. حداقل اختلاف معنی دار تجزیه واریانس یک سویه به صورت آزمون اختلاف معنی دار یا مقایسات میانگین استفاده شد( تفاوت های معنی دار در سطح ۹۵ درصد). به علاوه، آنالیز چند متغیره( آنالیز خوشه ای و مولفه های اصلی) برای تحلیل رابطه بین متغیر های مطالعه شده و تغییرات ناشی از عملیات مکانیکی انجام شد. این آنالیز با استفاده از نرم افزار STATGRAPHICS 5.1 انجام شد. هر دوی آنالیز مولفه های اصلی و آنالیز خوشه ای به طور کسترده ای در مطالعات محیطی برای طبقه بندی، مدل سازی و ارزیابی استفاده می شوند. آنالیز مولفه های اصلی موجب کاهش ابعاد با آشکار سازی چندین مولفه مهم می شود که به آن مولفه های اصلی می گویند. هر مولفه اصلی از حیث p مولفه جدید تعریف میشود. نخستین مولفه که همان مقدار ویژه است توجیه کننده ماکزیمم واریانس کل است، دومین مولفه، دومین ترکیب خطی است و با نخستین مولفه هم بستگی ندارد که توجیه کننده ماکزیمم واریانس باقی مانده است.معمولا تعداد کمی از مولفه ها توجیه کننده درصد بالای واریانس کل می باشند یعنی مجموعه داده ها را می توان از حیث فضای با بعد کوچک تر توصیف کرد. به منظور تسهیل تفسیر هر مولفه، چرخش واریماکس استفاده شد. داده ها به میانگین صفر و واریانس واحد استاندارد شدند. آنالیز نخستین مولفه اصلی همه نمونه های متعلق به تیمار های کاربری ارضی انجام شدند. هدف از این کار این بود تا روشن شود آیا بین تیمار های کاربری ارضی تفاوت وجود دارد یا نه؟ امتیازات فاکتور PC تجزیه تحلیل شد. از نتایج مشاهده شده، نمونه ها به دو مجموعه داده بسته به تغییر خاک تفکیک شدند: تاکستان های تراس بندی شده( تیمار های TV + TVc)، و مناطق متروک+تاکستان های قدیمی با پوشش گیاهی طبیعی( کشت شده در دامنه اصلی+تیمار های OV + AB).
منطقه پاریورات، که یک منطقه قدیمی تولید شراب در محبط کوهستانی مدیترانه ای شمال شرق اسپانیا است، از دهه ۱۹۹۰ میلادی تحت تغییرات بنیادینی با تبدیل مناطق با پوشش گیاهی طبیعی و متروک به تاکستان های جدید تراس بندی شده قرار گرفته است. در اکثریت موارد، این تغییرات پوشش زمین شامل تراس بندی خاک با پشته های با ارتفاع بیش از ۲متر و جوی هایی که ساختمان خاک آن به طور کامل تغییر یافته است می باشد. هدف این مطالعه، تجزیه تحلیل اثرات این تغییرات و دست ورزی های خاک بر روی خواص فیزیکی خاک نظیر بافت، نگه داشت آب و ظرفیت نفوذ در منطقه معرف مورد مطالعه است. خاک ها به صورت لیتیک زروارتنت طبقه بندی شدند و نام محلی آن لیکورل llicorell است. برای این مطالعه، دو شرایط متفاوت در دامنه به طول ۱۰۰ متر مطالعه شد. یکی در بخش تخریب نشده با پوشش گیاهی طبیعی و یکی در تاکستان تراس بندی شده دو ساله(تخریب شده). نمونه های خاک سطحی از ۰ تا ۲۰ سانتی متر در چندین نطقه در امتداد شیب برای تحلیل بافت، مواد آلی و پایداری خاکدانه جمع اوری شدند. در این نقاط، هدایت هیدرولیکی اشباع با استفاده از نفوذ سنج دیسکی اندازه گیری شد. نتایج نشان می دهد که در این خاک های با درصد بالای عناصر دانه درشت( بیش از ۶۰ درصد)، مطالعه انجام شده طی تبدیل و تغییر موجب تغییراتی در توزیع اندازه ذرات دانه ریز می شود. به علاوه، تسطیح موجب کاهش مقدار مواد آلی خاک های زراعی شد. این تغییرات بر هدایت هیدرولیکی، ظرفیت نگه داشت آب( که تا ۴۵ درصد کاهش یافت) و پایداری خاک دانه علاوه بر روابط بین همه این متغیر ها تاثیر گذاشتند. لغات کلیدی: تراس بندی خاک، تاکستان مکانیزه، پایداری خاک دانه، هدایت هیدرولیکی، ظرفیت نگه داشت آب، آنالیز چند متغیره ۱-مقدمه تغییرات بنیادینی که کشاورزی اروپا در چند دهه گذشته تجربه کرده اند، تحت فرایند های بزرگ مقیاس کاربری ارضی و تغییرات پوشش زمین (LUCC) بوده است. این تغییرات موجب تغییرات مهم در چشم انداز، تخریب زمین و فنون مدیریتی جدید در نتیجه کنار گذاشتن عملیات مدیریت سنتی و تشدید استفاده از اراضی حاصلخیز تر می شود (García-Ruiz et al., 1996; Zalidis et al., 2002; Borselli et al., 2006). در منطقه مدیترانه، این تغییرات به عنوان یکی از نیروهای اصلی تخریب محیط زیست از طریق وارد کردن اثرات خود بر خاک و منابع آب ((Zalidis et al., 2002)) و تنوع زیستی عمل می کنند(Bielsa et al., 2005).. هم چنین، تخریب و تبدیل اراضی کشاورزی در نتیجه پیشرفت های فناوری و محدودیت های اقتصادی اجتماعی ایجاد شده که از یک سری اراضی برای افزایش بازدهی و تولید در قالب بازارهای ملی و بین المللی استفاده می کند. این فرایند مستلزم دست ورزی خاک( تسطیح زمین و عملیات تراس بندی) برای آماده سازی خاک برای زراعت جدید و مدیریت برای اعمال کاربری جدید از طریق حذف پوشش گیاهی ناخواسته و مرز های اراضی است((Borselli et al., 2006).). در برخی از موارد، این تغییرات با سیاست کشاورزی رایج پشتیبانی می شود که خود یارانه ها و محرک هایی را در اختیار می گذارد که نه تنها بر کاربری ارضی کشاورزی بلکه بر چشم انداز روستایی تاثیر می گذارد( باسچ ۲۰۰۶). در منطقه مدیترانه ای، انگور یکی از مهم ترین محصولات طی دهه گذشته می باشد که از تحت تبدیل و تغییر قابل توجه زمین قرار گرفته اند. (Martínez-Casasnovas and SánchezBosch, 2000; Pla and Nacci, 2003). آن ها تحت سیاست کشاورزی اتحادیه اروپا از طریق طرح های باز سازیو تبدیل می باشد( کمیسیون سازمان دهی EC No. 1227/2000، ۳۱ می ۲۰۰۰ که قوانین خاصی را برای شورای EC (1493/1999) در خصوص تولید پتانسیل در اختیار می گذارد ) که موید هزینه اقتصادی زیاد اجرای این عملیات است. نمونه ای واضح از تبدیل و تغییر زمین برای استفاده از زمین جهت کشت نهالستان های انگور،QDO پاریورات است. پاریورات یک منطقه قدیمی برای تولید انگور در کاتالونیا شمال شرق اسپانیا است که تاکستان ها از قرن ۲۱ در آن زراعت می شوند. ماکزیمم دوره توسعه در قرن ۱۹ بود زمانی که بیش از ۷۵ درصد زمین را تاکستان ها پوشش داده و کل چشم انداز پاریورات تبدیل شد((Figueras and Calvó, ۲۰۰۳).). طی نیمه نخست قرن بیستم، این بخش تحت بحران هایی قرار گرفته است که موجب تغییر کاربری ارضی و متروکه شدن اراضی کشاورزی گردید(Douglas et al., 1996).. این مشکل در ۱۹۹۰ زمانی که گروه کوچکی از تولید کننده ها، روش های بازاریابی و تولید شراب جدید را ایجاد کردند که موجب شد تا تولید شراب در راس معاملات بازاری قرار گیرد. این موجب افزایش جذب کشاورزان از مناطق دیگر که مشغول خرید زمین طی دهه گذشته بودند برای ایجاد سیستم های کشت مکانیزه گردید. ماشین آلات سنگین نظیر بولدوزر ها امروزه برای جا به جایی و دست ورزی زیاد خاک برای ایجاد سیستم های تراس بندی جدید در تاکستان ها استفاده می شوند. تراس های جدید دارای پشته های ۲٫۵ متر بوده و بدون حفاظ بوده و شیب آن ها حدود ۳۶ درصد است. دست ورزی های خاکی مطابق با رهنمود های فنی نمی باشد و با توجه به نیاز های مالک و یا شخص تعیین می شود. جا به جایی حدود ۷۷,۷۵۰ متر مکعب در هکتار را شامل می شود(Cots-Folch et al., 2006). این کار ها موجب اصلاح خصوصیات سطح خاک می شوند که بر خواص نفوذ در سطح تاثیر می گذارند (Poesen et al., 1990; Léonard and Andrieux, 1998; Malet et al., 2003) و با دیگر فرایند های ژئومورفیک نظیر فرسایش (Lundekvam et al., 2003) و حرکات توده ای طی زمان های بارش اثر متقابل دارند. تغییرات مکانی ایجاد شده توسط این عملیات موجب نفوذ پذیری همگن و واکنش های رواناب بر روی دامنه ها می شومند. توزیع مجدد خاک هم چنین موجب تغییر پایداری خاک دامنه و پایداری تراس ها گردیده و خطر حرکات توده ای را افزایش می دهد. برخی از مطالعات به بررسی تغییرات مکانی خواص خاک در امتداد دامنه پرداخته اند((Agbenin and Tiessen, 1995; Bartoli et al., 1995). با این حال مطالعه ای وجود ندارد که بر اثرات سیستم های تراس بندی مکانیزه جدید بر روی خواص خاک تاکید داشته باشد. می توان اثرات تجمعی ناشی از توزیع مجدد خاک را بر روی فرسایش ناشی از شخم((Van Muysen et al., 1999; Torri et al., 2002; De Alba et al., 2004))، تراس های کند کننده سرعت آب((Dercon et al., 2003),)، فشردگی ناشی از ماشین آلات سنگین (Ferrero et al., 2005) یا انتقال و جا به جایی ناشی از تراس بندی در دامنه های پر شیب گزارش کرد. همه این عملیات موجب تغییرات تدریجی در خواص خاک از بخش های فوقانی به طرف پایینی کرت ها می شوند((Thapa et al., 1999; Turkelboom et al., 1997) و این بر تولید و عملکرد خاک تاثیر می گذارند((Turkelboom et al., 1996).). برای پر کردن این خلا و شکاف در سیستم های تراس بندی مکانیزه، هدف این مطالعه تجزیه تحلیل تاثیر تراس بندی بر خواص فیزیکی خاک نظیر پایداری خاک دانه ها در خاک، نفوذ پذیری و ظرفیت نگه داشت بامقایسه خواص تاکستان های سنتی و مناطق جنگلی با مورفولوژی خاک طبیعی و تاکستان های جدیدا تراس بندی شده ناشی از عملیات دست ورزی خاک در منطقه نمونه پاریورات QDO, می باشد. ۲-۴ آماره ها آنالیز آماری( آزمون های میانگین و آنالیز واریانس یک سویه) برای تایید تفاوت های معنی دار انجام شدند. حداقل اختلاف معنی دار تجزیه واریانس یک سویه به صورت آزمون اختلاف معنی دار یا مقایسات میانگین استفاده شد( تفاوت های معنی دار در سطح ۹۵ درصد). به علاوه، آنالیز چند متغیره( آنالیز خوشه ای و مولفه های اصلی) برای تحلیل رابطه بین متغیر های مطالعه شده و تغییرات ناشی از عملیات مکانیکی انجام شد. این آنالیز با استفاده از نرم افزار STATGRAPHICS 5.1 انجام شد. هر دوی آنالیز مولفه های اصلی و آنالیز خوشه ای به طور کسترده ای در مطالعات محیطی برای طبقه بندی، مدل سازی و ارزیابی استفاده می شوند. آنالیز مولفه های اصلی موجب کاهش ابعاد با آشکار سازی چندین مولفه مهم می شود که به آن مولفه های اصلی می گویند. هر مولفه اصلی از حیث p مولفه جدید تعریف میشود. نخستین مولفه که همان مقدار ویژه است توجیه کننده ماکزیمم واریانس کل است، دومین مولفه، دومین ترکیب خطی است و با نخستین مولفه هم بستگی ندارد که توجیه کننده ماکزیمم واریانس باقی مانده است.معمولا تعداد کمی از مولفه ها توجیه کننده درصد بالای واریانس کل می باشند یعنی مجموعه داده ها را می توان از حیث فضای با بعد کوچک تر توصیف کرد. به منظور تسهیل تفسیر هر مولفه، چرخش واریماکس استفاده شد. داده ها به میانگین صفر و واریانس واحد استاندارد شدند. آنالیز نخستین مولفه اصلی همه نمونه های متعلق به تیمار های کاربری ارضی انجام شدند. هدف از این کار این بود تا روشن شود آیا بین تیمار های کاربری ارضی تفاوت وجود دارد یا نه؟ امتیازات فاکتور PC تجزیه تحلیل شد. از نتایج مشاهده شده، نمونه ها به دو مجموعه داده بسته به تغییر خاک تفکیک شدند: تاکستان های تراس بندی شده( تیمار های TV + TVc)، و مناطق متروک+تاکستان های قدیمی با پوشش گیاهی طبیعی( کشت شده در دامنه اصلی+تیمار های OV + AB).
Description
The Priorat region, a traditional area for wine production in the Mediterranean mountain environment of NE Spain, has been undergoing drastic changes since the 1990s, with the conversion of abandoned and natural vegetation areas into new terraced vineyard plantations. In most cases, these land cover changes involve land terracing, with risers more than 2 m high and benches with the soil surface structure completely altered. The objective of this work is to analyse the impacts of these land transformations on soil physical properties such as texture, water retention and infiltration capacity in a sample area of the region. Soils are classified as Lithic Xerorthents and are locally called “ llicorell ” . For this study two different situations on a 100-m-long hillslope were studied: one in an undisturbed position, with natural vegetation and one in a disturbed two- year-old terraced vineyard. Samples of the soil surface from 0 to 20 cm were collected at several points along the slope for analysis of texture, organic matter and aggregate stability. At these locations, saturated hydraulic conductivity was measured using a disc permeameter. The results show that in these soils with a high percentage of coarse elements ( N 60%), work carried out during land transformation produced changes in the particle size distribution of the fine fraction. In addition, levelling reduced the organic matter content of the cultivated soils. These changes affected hydraulic conductivity, water retention capacity (which decreased by 45%) and aggregate stability, as well as the relationships between a ll these variables. © ۲۰۰۷ Elsevier B.V. All rights reserved.
