تاثیر عوامل محیطی و خاکساز بر تنوع خاک های مناطق کرمان و لاله زار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 عضو هیات علمی

2 دانشگاه شهیدباهنر کرمان

3 دانشگاه شهید باهنر کرمان

چکیده

سابقه و هدف: مطالعه تنوع خاک منجر به افزایش آگاهی از شرایط و عوامل ایجاد‌کننده تنوع در منطقه می‌گردد. در تکامل خاک، فرآیند توسعه خاک طی مسیرهای خاکسازی پیش‌رونده، مسیرهای خاکسازی کاهنده و عوامل، فرآیندها و شرایط برون‌زا و درون‌زا پیش می‌رود و درنتیجه خاک‌های متنوع ایجاد می‌شود. تاثیر و شدت عوامل بیرونی (محیطی) و درونی (فرآیندهای خاکسازی) بر تنوع خاک در محیط-های مختلف، متفاوت است. این مطالعه‌ سعی دارد کارایی شاخص‌های تنوع در بیان تنوع خاک در محیط‌های با عوامل بیرونی و درونی متفاوت را بررسی کند.
مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، تفکیک لندفرم‌ها به وسیله‌ی نرم‌افزارGoogle Earth و بازدیدهای صحرایی انجام گرفت و در نهایت، 23 خاکرخ حفر، تشریح و نمونه‌برداری شد. برخی خصوصیات خاک شامل pH، EC، CEC، گچ، کربنات کلسیم معادل، بافت و میزان مواد‌آلی اندازه‌گیری شد و با استفاده از رژیم حرارتی و رطوبتی مناطق مطالعاتی، خاک‌های منطقه به روشUSDA (2014) طبقه‌بندی گردید. تفکیک دو منطقه کرمان و لاله‌زار، با استفاده از نقشه رقومی ارتفاع و خواص هیدرولوژی مناطق و با کمک گرفتن از نرم‌افزار ENVI و ARCMAP انجام گرفت. براساس شاخص دومارتن، شاخص گور و شاخص جاکارد، عدم شباهت عوامل خاکسازی اقلیم، توپوگرافی و مواد‌مادری در مناطق کرمان و لاله‌زار بررسی شد. برای تعیین تفرق رده‌بندی در دو منطقه مورد مطالعه، شاخص‌های غنا، یکنواختی، شانن و سیمپسون محاسبه گردید. در ادامه از آمار کلاسیک جهت مقایسه تفرق دو منطقه مورد مطالعه در یک حدود اطمینان مشخص استفاده شد. در نهایت با برقراری ارتباط بین تعداد نمونه و سطح اشکال اراضی، اهمیت نسبی منابع درونی و بیرونی در ایجاد تنوع خاک بدست آمد.
یافته‌ها: نتایج حاکی از حضور خاک‌های متفاوت و متنوع در دو منطقه بود. اختلاف فاحش عوامل خاکسازی اقلیم، توپوگرافی و مواد-مادری منجر به حضور خاک‌های متفاوت در دو منطقه مطالعاتی شده است. در منطقه لاله‌زار خاک هیستوسول و مالی‌سول به طور موضعی تشکیل گردیده است. شاخص‌های تنوع خاک از سطح رده به فامیل خاک روند افزایشی نشان دادند. نتایج نشان داد تفرق خاک در هر دو منطقه مطالعاتی، براساس سلسله مراتب رده‌بندی در سیستم USDA افزایش می‌یابد. در لندفرم‌های مختلف، بیشترین تنوع در دشت‌دامنه‌ای و در سطح فامیل مشاهده گردید. با وجود توانمندی دو شاخص سیمپسون و شانن در نمایش روند تنوع براساس سلسله مراتب طبقه‌بندی، شاخص سیمپسون نسبت به شاخص شانن از نظر آماری کارایی بیشتری داشت، به طوریکه تفاوت شاخص‌ تنوع سیمپسون در دو منطقه کرمان و لاله‌زار معنی‌دار گردید. نسبت bi/b در کرمان 25/1 و در لاله‌زار 46/0 بدست آمد که به ترتیب، نشان دهنده تاثیر بیشتر عوامل ذاتی و عوامل محیطی در تکامل خاک کرمان و لاله‌زار است.
نتیجه‌گیری: در مقیاس مکانی بزرگ تاثیر عوامل محیطی در تکامل خاک مشخص‌تر از عوامل درونی است و با کوچک کردن مقیاس مکانی به تاثیر عوامل درونی پی خواهیم برد. شاخص‌های تفرق در جهت نمایش تنوع خاک به صورت کمی، توانمند و فراهم آورنده‌ اطلاعات مفیدی هستند که در جهت نقشه‌برداری خاک و مدیریت بهینه خاک قابل استفاده می‌باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The effect of environmental and pedogenic factors on soil diversity in Kerman and Lalehzar regions

نویسندگان [English]

  • Azam Jafari 1
  • Samira Keshtkar 2
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Study of soil diversity leads to an increase of awareness of the conditions and factors creating of diversity in the region. During soil evolution, soil development occurred by progressive and regressive pedogenic pathways, and exogenic and endogenic factors, processes and conditions and consequently, it leads to the formation of diversity soils. Effect and intensity of exogenic (environmental) and endogenic (pedogenic processes) factors on soil diversity is distinct in different environments. This study explores the efficiency of diversity indices in expression of soil diversity in environments with external and internal factors.
Materials and methods: The landforms differentiation was done by Google Earth Software and field excursion and then, 23 profiles were drilled, described and sampled. Some soil properties including pH, EC, CEC, soil texture, percentage of gypsum, lime and organic matter were measured and the soils were classified by using soil temperature and moisture regime and USDA (2014). Separation of two study areas; Kerman and Lalehzar, was done by using digital elevation map and hydrological properties and also, ENVI and ARCMAP softwares. Based on the indices of Domartin, Gower and Jaccard, dissimilarity of soil forming factors of climate, topography and parent material was identified in Kerman and Lalehzar regions, respectively. The diversity indices of richness, evenness, Shannon and Simpson were calculated. Then, comparison of soil diversity in two study regions was carried out by using the classical statistics in a specified confidence limits. Finally, the relationship between sample size and landforms area was used for identification of the relative importance of internal and external resources in soil diversity.
Results: The results showed the presence of different and diverse soils in both areas. Sharp difference of soil forming factors climate, topography and parent material has led to formation of different soils in two study areas. Histosols and Mollisols are locally composed in Lalehzar region. The results showed that soil diversity increase according to soil taxonomy hierarchy in USDA system. In different landforms, the maximum diversity was observed in piedmont plain and in soil family level. Despite the ability of Shannon and Simpson indices to display soil diversity based on taxonomic hierarchy, Simpson index has statistically more performance than to Shannon index. The Simpson diversity index was significantly difference in two study areas. The ratio of bi/b obtained 1.26 for Kerman and 0.46 for Lalehzar, that is stated the effect of inherent and environmental factors on soil evolution in Kerman and Lalehzar, respectively.
Conclusion: In large spatial scale, the effect of environmental factors on soil evolution is more clear than inherent factors and with decreasing of spatial scale, the effect of inherent factors is specified. Diversity indices are powerful in the presentation of quantitatively soil diversity and provide useful information for soil mapping and optimum soil management.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Landforms
  • diversity indices
  • internal factors
  • external factors
1.Abbaszadeh Afshar, F., Ayoubi, Sh., and Jafari, A. 2018. The extrapolation of soil great
groups using multinomial logistic regression at regional scale in arid regions of Iran.
Geoderma. 315: 36-48.
2.Abbaszadeh Afshar, F., Ayoubi, Sh., Jafari, A., and Khademi, H. 2015. Considering soil
diversity index and soil-landscape evolution relationship in the arid region of Bam, southeast
Iran. J. Soil Manage. Sust. Prod. 52: 71-91. (In Persian)
3.Esfandiarpoor Borujeni, E., Toomanian, N., Salehi, M.H., and Mohammadi, J. 2009.
Assessing Geopedological soil mapping using diversity and similarity indices (A case study:
Borujen area, Chaharmahal-Va-Bakhtiari province). J. Water Soil. 23: 100-114.
4.Freestone, A.L., and Inouye, B.D. 2006. Dispersal limitation and environmental heterogeneity
shape scale-dependent diversity patterns in plant communities. Ecology. 87: 2425-2432.
5.Geographical Organization of Ministry of Defense and Armed Forces. 2003. Culture of
settlements geography of Kerman province. 1: 7-8.
6.Gower, J. 1971. A general coefficient of similarity and some of its properties. Biometrics.
27: 857-874.
7.Ibanez, J.J., Caniego, J., San Jose, F., and Carrera, C. 2005. Pedodiversity-area relationships
for islands. Ecological Modelling. 182: 257-269.
8.Ibanez, J.J., De Alba, S., Lobo, A., and Zucarello, V. 1998. Pedodiversity and global soil
patterns at coarse scales (with discussion). Geoderma. 83: 171-214.
9.Ibanez, J.J., De-Alba, S., Bermudez, F.F., and Garcia-Alvarez, A. 1995. Pedodiversity:
concepts and measures. Catena. 24: 215-232.
10.Iran Meteorological Organization, 2015. http://www.irimo.ir/eng/index.php.
11.Jaccard, P. 1912. The distribution of the flora in the alpine zone. New Phytologist. 11: 37-50.
12.Jafari, M., and Sarmadian, F. 2003. Basics of Soil Classification. Tehran Univ. Press.
(In Persian)
13.Maazollahi, M. 2009. Study of soil formation and evolution in a climotoposequence in
Lalehzar - Kerman region. Soil science M.Sc. Thesis, Shahid Bahonar University of Kerman,
Kerman, 145p. (In Persian)
14.Magurran, A.E. 1988. Why diversity? Ecological diversity and its measurement, Springer,
Pp: 1-5.
15.Martin, M.A., and Rey, J.M. 2000. On the role of Shannon’s entropy as a measure of
heterogeneity. Geoderma. 98: 1-30.
16.McBratney, A.B., and Minasny, B. 2007. On measuring pedodiversity. Geoderma.
141: 149-154.
17.Mueller, T.G., Pusuluri, N.B., Mathiasd, K.K., Cornelius, P.I., Barnhisel, R.I., and Shearer,
S.A. 2004. Map quality for ordinary and inverse distance weighted interpolation. Soil Sci.
Soc. Am. J. 68: 2042-2047.
18.Philips, J.D., and Marion, D. 2005. Biomechanical effects, lithological variations and local
pedodiversity in some forest soils of Arkansas. Geoderma. 124: 73-89.
19.Phillips, J.D. 2001. Divergent evolution and the spatial structure of soil landscape variability.
Catena. 43: 101-113.
20.Phillips, J.D. 2005. Weathering instability and landscape evolution. Geomorphology.
67: 255-272.
21.Saldana, A., and Ibanez, J.J. 2004. Pedodiversity analysis at large scales: an example of three
fluvial terrain of the Henares River (central Spain). Geoderma. 62: 123-138.
22.Shannon, C.E. 1948. A mathematical theory of communication. Bell Syst. Technic. J.
27: 379-423.
23.Simpson, E.H. 1949. Measurement of diversity. Nature. 163: 688.
24.Taylor, L.R. 1978. Bates, Williams, Hutchinson - a variety of diversities. P 1-28, In: I.A.
Mound and N. Warloff (Eds.), Diversity of insect Faunas. Ninth Symposium of the Royal
Entomological Society. Blackwell, Oxford.
25.White, R.E. 2013. Principles and Practice of Soil Science: the soil as a natural resource,
John Wiley & Sons.