ارزیابی تراس های مسیر کنونی رودخانه زاینده رود با استفاده از شاخص تکامل خاک رخ هاردن (PDI)

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی عصر رفسنجان

2 گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ولی‌عصر رفسنجان

3 استادیار مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان اصفهان

4 استاد دانشگاه صنعتی اصفهان

چکیده

چکیده
سابقه و هدف: یکی از مهم‌ترین اهداف علم خاک‌شناسی بررسی و شناخت تغییر و تحول محیط سطحی زمین در گذشته و استفاده از الگوی کشف‌شده برای پیش‌بینی تغییر و تحولات محیطی در آینده، به‌منظور بهبود مدیریت سرزمین است. از این رو و به‌منظور درک چگونگی تکوین و تکامل اراضی دشت آبرفتی رودخانه زاینده‌رود، پژوهش پیش‌رو در بخشی از اراضی مسیر کنونی رودخانه در مقیاس مطالعاتی نیمه‌تفضیلی طراحی شد.
مواد و روش‌ها: سطوح زمین‌ریختی با استفاده از تفسیر استریوسکوپی عکس‌های هوایی با مقیاس 1:20000 و بر اساس سیستم طبقه‌بندی سلسله مراتبی زینک تعیین شدند. تعداد 48 خاک‌رخ با فواصل 1 کیلومتر در یک کیلومتر براساس شیوه رایج مطالعات نیمه‌تفصیلی خاک و طبق الگوی نمونه‌برداری شبکه‌ای منظم در واحد‌های زمین‌ریختی تفکیک‌شده، حفر گردید. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، رده‌بندی خاک‌ها مطابق با کلید رده‌بندی آمریکایی(2014) نهایی شد. درجه تکامل خاک‌ها طبق شاخص تکامل خاک‌رخ هاردن (PDI) برای هشت خاک‌رخ شاهد مورد بررسی قرار گرفت.
یافته‌ها: طبق مطالعات پیشین، مسیر رودخانه زاینده‌رود در طول زمان جریان آن، یک مسیر واحد و تعداد تراس‌های مربوطه در دشت زاینده‌رود تنها سه مورد فرض می‌شد. در آخرین پژوهش انجام شده، مشخص شد که رودخانه زاینده‌رود در طول زمان، سه مسیر جداگانه را طی نموده است. اما تا کنون هیچگونه مطالعه‌ای پیرامون تفکیک تراس‌های آن در مسیرهای سه‌گانه انجام نشده است. در این پژوهش، تفسیر استریوسکوپی عکس‌های هوایی و بازدیدهای صحرایی نشان داد که مسیر کنونی رودخانه زاینده‌رود خود شامل یک مجموعه با سه تراس است که هر یک از این سه تراس نیز شامل زیرتراس‌هایی می‌باشند. همچنین بررسی‌های صحرایی و آزمایشگاهی نشان داد که 48 خاک‌رخ حفرشده در این پژوهش در قالب چهار تحت رده argids، calcids، cambids و orthents قرار دارند که در نهایت شامل هشت فامیل خاک متفاوت شده‌اند. خاک‌‌رخ‌های مذکور بر اساس حضور، عدم حضور و عمق و سایر ویژگی‌های ژئومورفیک افق‌های مشخصه‌ آرجیلیک، کلسیک و کمبیک متفاوت بوده و بر اساس مقادیر محاسبه‌شده شاخص PDI، برای خاک‌رخ‌‌های شاهد درجه تکامل آنها مشخص شده و به اثبات رسید.
نتیجه‌گیری: نتایج نشان داد که پوشش خاکی در سطح سه تراس مسیر کنونی رودخانه زاینده‌رود، دارای تنوعی بیش‌تر از آن‌چه پیش از این گزارش شده، می‌باشد و این تنوع نشان‌دهنده تفاوت در سن تراس‌های مذکور است. مطالعات خاک‌شناسی نیز مشخص کرد که خاک‌های تراس اول مجموعه مسیر کنونی رودخانه، دارای بیشترین مقدار PDI و تکامل نسبت به خاک‌های دو تراس دیگر می‌باشند. در پوشش خاکی تراس اول وجود افق‌های مشخصه آرجیلیک و کلسیک مؤید این نتیجه است. از سوی دیگر خاک‌های موجود در تراس دوم نیز نسبت به خاک‌های تراس اول میزان شاخص PDI و درجه تکامل کم‌تر و نسبت به خاک‌های مربوط به تراس سوم درجه تکامل بیش‌تری داشتند. بنابراین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که اراضی آبرفتی رودخانه‌ای در مسیر کنونی زاینده‌رود مستقلاً دارای سه تراس سنی متفاوت هستند؛ در حقیقت تراس های سه گانه خود شامل چند تراس حد واسط می باشند. از نتایج این مطالعه می‌توان پیش‌بینی نمود که تعدادی تراس در مسیرهای قبلی رودخانه وجود دارد که برای اثبات آن‌ها احتیاج به تحقیق بیشتری است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation of the Terraces of the Zayandeh‒rud River’s Current Pathway Using the Harden’s Profile Development Index (PDI)

نویسندگان [English]

  • Shaghayegh Havaee 1
  • Ardavan Kamali 2
  • Norair Toomanian 3
  • Mohammad Reza Mosaddeghi 4
1 Department of Soil Science, College of Agriculture, Vali-e-Asr University of Rafasnjan, Iran.
2 Department of Soil Science, College of Agriculture, Vali-e-Asr University of Rafasnjan, Iran.
3 Associate professor of soil science, Agriculture and natural resource research center of Esfahan
4 Department of Soil Science, College of Agriculture, Isfahan University of Technology, Isfahan 84156-83111, Iran.
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: One of the most important goals of the soil science is to investigate the changes in the earth surface systems in the past and useing their patterns to predict environmental changes in the future in order to improve land management. Therefore, this study was conducted on the current Zayandeh‒rud River’s pathway in a semi-detailed scale in order to understand the development of alluvial plain of the river.
Materials and methods: Geomorphic surfaces were determined using a stereoscopic interpretation of aerial photos with a scale of 1:20000 and based on the Zinck’s hierarchical classification system. Fourty eight profiles were drilled at 1 km/km network, according to the common method of semi-detailed soil studies in a grid survey pattern. Soil classification was finalized in accordance with the Soil Survey Staff. The degree of soil evolution was studied according to Harden's soil development index (PDI) for eight control pedons.
Results: According to previous studies, the Zayandeh-e-Rud River during its flow time lave had a single pathway three terraces in the Zayandeh-rud plain. The last research showed that the Zayandeh-roud River runs through three separate way over time. In this study, the interpretation of aerial photos and field study cleared that the current pathway of the Zayandeh‒rud River includes a series of three terraces, which each terrace consists of sub-terraces. Also it was found that Fourty eight profiles in this research were classified in four suborder (including argids, calcids, cambids and orthents) with eight soil families. On the other hands, the calculated PDI values for the control pedons of these eight families also were different. This indicated difference of degree of soil evolution in the current river’s paethway.
Conclusion: Therefore, it can be concluded that the soil of three terraces of the current the Zayandeh‒rud River’s way is more diverse than previously reported, and this variation indicates the difference in the age of these terraces. Pedologic study also revealed that the soils of the first terrace had the highest PDI and evolution. Presence of argillic and calcic horizons in these profiles confirms this conclusion. On the other hand, the soils in the second terrace also had a lower PDI index and less degree of development than the first terrace, and were more developed than third terrace’s soils. Therefore, it can be stated the curent pathway has three independent age terraces with multi-interior terraces. From the results of this study, it can be anticipated that also there are terraces on previous river pathway, which require more research to prove them.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Geomorphic Surfaces
  • Zayandeh‒rud River’s Pathways
  • Sub Terraces
  • PDI index

مراجع

1.Alonso, P.C., Sierra, E., Ortega, C., and Dorronsoro. 1994. Soil development indices of
soils developed on fluvial terraces (Peòaranda de Bracamonte, Sala manca, Spain). Catena.
23: 295-308.
2.Ayoubi, S. 2002. Pedogenic evidence of climate change in the quaternary period in the paleosols of Isfahan and Imam Khayes. Doctoral dissertation, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology.
3.Badía, D., Martí, C., Casanova, J., Gillot, T., Cuchí, J.A., Palacio, J., and Andrés, R., 2015.
A Quaternary soil chronosequence study on the terraces of the AlcanadreRiver (semiarid Ebro Basin, NESpain). Geoderma. 241-242: 158-167.
4.Barshad, I. 1959. Factors affecting clay formation. Clays Clay Miner. 6: 110-132.
5.Bilzi, A.F., and Ciolkosz, E.J. 1977. A field morphology rating scale for evaluating pedological development. Soil Sci. 124: 45-48.
6.Birkeland, P.W. 1984. Holocene soil chronofunctions, Southern Alps, New Zealand. Geoderma. 34: 115-134.
7.Bockheim, J.G., Kelsey, H.M., and Marshall III, J.G. 1992. Soil development, relative dating and correlation of late Quaternary marine terraces in southwestern Oregan. Quat. Res.
37: 60-74.
8.Bull, W.B. 1990. Stream-terrace genesis: implications for soil development. Geomorphology 3: 351-367.
9.Bull, W.B. 1991. Geomorphic responses to climatic change. OxfordUniversity Press,
New York, 336p.
10.Buol, S.W., Hole, F.D., and McCracken, R.J. 1973. Soil Genesis and Classification.
Iowa State Univ. Press, Ames, IO, 2nd ed., 404p.
11.Cohen, S., Willgoose, G., Svoray, T., Hancock, G., and Sela, S. 2015. The effects of sediment transport, weathering and aeolian mechanisms on soil evolution. J. Geophys. Res. F: EarthSurf. 120: 2. 260-274.
 12.Dolatshahi, A.R., Esfandiari, K., Momeni, A., and Hajmolana, N. 2000. Instructions for laboratory analysis of soil and water samples. No. 467, Soil and Water Research Institute, Ministry of Agriculture and Natural Resources, Tehran, Iran.
13.Harden, J.W. 1982. A quantitative index of soil development from field descriptions, examples from a chronosequence in Central California. Geoderma. 28: 1-28.
14.Harden, J.W., and Taylor, E.M. 1983. A quantitative comparison of soil development in four climatic regimes. Quat. Res. 20: 342-359.
15.Ibáñez, J.J., Vargas, R.J., and Vázquez-Hoehne, A. 2013. PedodiversityState of the Art and Future Challenges. In: J.J. Ibáñez, and J. Bockheim (Ed.), Pedodiversity. Taylor & Francis Group, Boca Raton, FL, USA, Pp: 133-152.
16.Isadpanah, B., Farmanara, M., and Eskandarzadeh, I. 1974. Final Report on Semi-Sedimentary Soil Science in Vardoush Region, IsfahanProvince. No. 391, Soil Science and Fertility Institute, Ministry of Agriculture and Natural Resources, Tehran, Iran.
17.Jafarian, M.A. 1986. Geography of the past and the developmental stages of the Zayandehrud valley. Res.J. Isf. Univ. 1: 31-15.
18.Jenny, H. 1941. Factors in Soil Formation. McGraw-Hill, New York. Kao, H., Chen, W.P., 2000. The Chi-chi earthquake sequence: active out-of-sequence thrust faulting in Taiwan. Science. 288: 2346-2349.
19.Khademi, H., Mermut, A.R., and Krouse, H.R. 1997. Sulfur isotope geochemistry of gypsiferous Aridisoils from central Iran. Geoderma. 80: 195-209.
20.Khanaamani, A., Jafari, R., Sangouni, H., and Shahbazi, A. 2011. Evaluation of Soil Status Using Remote Sensing Technology and Geographic Information System (Case study: Segzi Plain of Isfahan). J. Rem. Sens. App. GIS Natur. Resour. Sci. 3: 37-25.
21.Leamy, M.L., Milne, J.D.G., Pullar, W.A., and Bruce, J.G. 1973. Paleopedology and stratigraphy in the New Zealand Quaternary succession. N. Z. J. Geol. Geophys. 16: 723-744.
22.Makarian, M., Pourkermani, M., Sherkati, S., and Motamedi, H. 2011. Structural analysis of Chinese carpets in part of central Iran basin. Monthly Exploration and Production, 78: 55-48.
23.Morrison, R.B. 1968. Means of time-stratigraphic division and longdistance correlation of Quaternary successions. In: Morrison, R.B., and WrightJr. Jr., H.E. (Eds.), Means of Correlation of Quaternary Successions. Int. Assoc. Quat. Res., VII Congress, Proc. 8: 1-113.
24.Mulcahy, M.J., and Churchward, H.M. 1973. Quaternary environments and soils in Australia. Soil Sci. 116: 156-169.
25.Nourbakhsh, F. 2002. A Study on the Soils of Zarrin Shahr, Talekhoncheh and Kharmhine. SoilWaterRes.Center J. No. 1143.
26.Phillips, J.D. 1999. Earth surface systems: complexity, order and scale. Oxford: Blackwell.
27.Ramesht, M.H. 1992. Zayandeh‒RudRiver and its Impact on Spatial Image of Isfahan. Thesis of Doctor, Department of Geography, TarbiatModaresUniversity, Tehran.
28.Saldana, A., and Ibanez, J.J., 2004. Pedodiversity analysis at large scales: an example of three fluvial terrain of the HenaresRiver (central Spain). Geoderma. 62: 123-138.
29.Salehi, M.H., and Khademi, H. 2007. Fundamentals of soil mapping. IsfahanUniversity of Technology Press. (In Persian)
30.Schaetzl, R.J., and Anderson, S. 2005. Soils: genesis and geomorphology. CambridgeUniversity Press.
31.Schoeneberger, P.J., Wysocki, D.A., Benham, E.C., and Staff, S.S. 2012. Field book for describing and sampling soils. Natural Resources Conservation Service. NationalSoilSurveyCenter, Lincoln, NE, USA.
32.Soil Taxonomy. 2014. Keys to Soil Taxonomy. 12th ed. USDA-Natural Resources Conservation Service, Washington, DC.  
33.Toomanian, N. 2006. How to develop land, soil diversity and quantitative mapping of some pedogenic characteristics in some parts of Central Iran, Ph.D. Soil college, Faculty of Agriculture, Isfahan University of Technology.
 34.Torrent, J., Schwertmann, U., and Schulze, D.J. 1980. Iron oxide mineralogy of some soils of two river terrace sequences in Spain. Geoderma. 23: 191-208.
35.Tsai, H., Huang, W.S., Hseu, Z.Y., and Chen, Z.S. 2006. A river terrace soil chronosequence of the Pakua tableland in Taiwan. Soil Sci. 171: 167-179.
36.Tsai, H., Huang, W.S., Hseu, Z.Y., and Chen, Z.S. 2007. Pedogenic approach to resolving the geomorphic evolution of the Pakua river terraces in central Taiwan. Geomorphology.
83: 14-28.
37.Zinck, J.A. 1988. Physiography and soils. Lecture Notes for Soil Students. Soil Science Division. Soil Survey Courses Subject Matter: K6 ITC, Enschede, Netherlands.
مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک
دوره 25، شماره 2
خرداد و تیر 1397
صفحه 1-23

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار