شواهد تغییرات اقلیمی و نوسانات سطح دریاچه ارومیه در خاک‌های دفن شده در حاشیه جنوب شرقی آن

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه مراغه

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه مراغه

چکیده

سابقه و هدف: خشک شدن دریاچه ارومیه و پسروی سواحل آن منجر به برجای ماندن پهنه وسیعی از اراضی شور در حواشی آن گردیده است. از آنجایی که خاک‌ها نشانه‌های محیطی که در آن تشکیل و تکامل یافته‌اند را در خود ثبت می‌کنند، مطالعه خاک‌ها در مجاورت دریاچه‌های خشک شده، می‌تواند اطلاعات ارزشمندی از گذشته منطقه و شرایط اقلیمی آن دوران در اختیار قرار دهند. لذا هدف از انجام این تحقیق، بررسی شواهد تغییرات سطح دریاچه ارومیه با مطالعه خاک‌های تکامل یافته در حاشیه جنوب شرقی آن بود
مواد و روش ها: برای انجام این تحقیق یک برش عمود بر دریاچه ارومیه در حاشیه جنوب شرقی آن در دشت بناب انتخاب شد. سپس هفت خاکرخ با شرایط تکاملی مختلف براساس واحدهای ژئومورفیک و فاصله از دریاچه ارومیه انتخاب، حفر و تشریح شدند. پنج خاکرخ در سطوح مختلف پلایای دریاچه ارومیه و دو خاکرخ در دشت بناب واقع شدند. از تمامی افق‌های مشخصه نمونه خاک جمع‌آوری گردید و برخی از آنالیزهای فیزیکوشیمیایی بر روی نمونه‌های خاک انجام شد. از برخی از افق‌های پدوژنیک نیز نمونه دست نخورده برای مطالعات میکرومورفولوژی تهیه گردید. همچنین مطالعه کانی‌شناسی برخی از افق‌های مشخصه نیز صورت گرفت.
یافته‌ها: نتایج نشان داد از میان خاکرخ‌های مطالعه شده، خاکرخ‌های 1 الی 5 دارای خاک شور و خاک‌ دفن‌شده بودند و تکامل آن‌ها تحت تأثیر رسوبات و نوسانات ناشی از دریاچه ارومیه بوده است. در تمامی این پنج خاکرخ، در خاک دفن‌شده، درجات مختلفی از تکامل مشاهده شد که نشان دهنده دوره زمانی متفاوت خروج آنها از زیر آب، پیش از دفن‌شدگی مجدد با رسوبات دریاچه‌ای بود. تا خاکرخ 3، با دور شدن از دریاچه ارومیه، خاک‌های دفن شده، تکامل بیشتری نسبت به خاک روئین نشان دادند و این بیانگر جوان بودن خاک در بالای این خاکرخ‌ها بود. مطالعه میکرومورفولوژیکی افق کلسیک دفن شده در عمق 50-105 سانتی‌متری خاک‌رخ 2 نشان داد که خاکدانه‌سازی و جداشدگی در این افق به خوبی اتفاق افتاده است و پوشش‌ها و پرشدگی‌های آهکی در دیواره و داخل منافذ مشاهده شد. در خاک دفن‌شده در خاکرخ 3، علاوه بر تکامل افق کلسیک، تشکیل اسمکتیت به صورت نوتشکیلی نیز مشاهده شد. در خاکرخ‌های 4 و5، خاک روئین نیز همانند خاک دفن‌شده تکامل خوبی داشت و این نشان داد که این بخش از منطقه مطالعاتی برای زمان نسبتا طولانی تحت تاثیر فرایندهای خاکسازی بوده است. براساس نتایج حاصل از این تحقیق، شواهدی از خاک دفن شده و رسوبات دریاچه‌ای در خاکرخ 6 که در اراضی کشاورزی واقع بود، مشاهده نگردید. در این خاکرخ، افق‌های کلسیک با تکامل خوب مشاهده شد که نشان از پایداری سطح و قدمت خاک در این منطقه حداقل نسبت به سایر خاکرخ‌ها داشت. بنابراین، به نظر می‌رسد که خاکرخ 5، احتمالا آخرین نقطه‌ای در حاشیه حنوب شرقی دریاچه ارومیه است که مستقیما تحت تاثیر دریاچه ارومیه واقع شده است.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج به دست آمده، وجود خاک‌های دفن شده و لایه‌بندی‌های مختلف با انقطاع بافتی در خاکرخ‌-های مطالعاتی نشان داد که دریاچه ارومیه در گذشته نیز به دلیل تغییرات اقلیمی، نوسانات زیادی از نظر گسترگی و عمق داشته است. براساس نتایج این تحقیق، گستردگی دریاچه ارومیه بیش از حداکثر گستردگی ثبت شده آن در صد سال گذشته بوده است و پسروی ساحل آن در حاشیه جنوب شرقی مرحله به مرحله و همراه با پیشروی‌های متعدد و رسوب‌گذاری‌های مجدد بوده است و به این طریق توانسته است بر روی روند تکامل خاک‌ها در مجاورت خود اثر گذار باشد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

The evidance of climatic changes and Urmia Lake surface fluctuations in buried soils of its southeastern shore

نویسندگان [English]

  • Nikou Hamzehpour 1
  • Somayeh Eslami 2
  • Effat Aghayi 2
  • sara Mola ali abasiyan 1
چکیده [English]

Background and objectives: Urmia Lake drying up and withdrawal of its shores resulted in remaining of vast saline lands around it. The study of soils as the indicator of the environmental condition, in which they have developed, can provide valuable information about the past climate of the area. The aim of this research was to study the evidence of the Urmia Lake fluctuations through the developed soils in its Southeastern shore.
Materials and methods: a transect perpendicular to Urmia Lake was studied in southeast Urmia Lake, in Bonab Plain. Seven pedons based on the variation of geomorphic surfaces and landscape change, were described and sampled along a transect next to the southeastern shore of Urmia Lake. Soil samples were collected from all diagnostic horizons and analyzed for some of their physicochemical characteristics. From some of the diagnostic horizons, undisturbed samples were gathered for micromorphological analysis. Clay mineralogy was also performed for some of the horizons.
Results: Results showed that among studied soil pedons, pedons 1, 2, 3, 4, and 5 had saline soils along with buried horiozons and their developments were mostly affected by Urmia Lake sediments and fluctuations. In all of these 5 soil pedons, buried soils with different degrees of development were detected, which showed that these soils had been exposed during different time periods, before further burial by lacustrine sediments. Buried soils in first 3 pedons had more developed soils than their upper soils, showing that upper soils are in their early stages of development. micromorphological study of buried Bk horizon in the depth of 50-105 cm of P2, revealed that it is a highly pedal and highly separated horizon with calcite coatings and infillings. Based on the results, no evidence of buried soils or lacustrine sediments was observed in pedon 6, which was located in agricultural lands, 1 km from pedon 5. In pedon 6, highly developed calcic horizons were observed, showing that this part of landscape has been stable for a long time, at least longer than other 5 studied pedons.
Conclusion: The existence of buried soils and textural discontinuities in some of the studied soil pedons showed that Urmia Lake had several fluctuations due to climatic changes and had also been much more extended than that of 1998 in the past. The study also revealed that its recession has happened during several stages which has also coincided with several expansions and consequent sedimentations, through which, soil evolution and development in its southeastern shore has affected.

کلیدواژه‌ها [English]

  • lithological discontinuity
  • soil evolution
  • buried soil
  • clay minerals
  • micromorphology

مراجع

1.Abbaslou, H., and Abtahi, A. 2008. Origin and distribution of clay minerals in calcareous, gypsiferous, saline soils and sediments of Bakhtegan lake bank, southern Iran. Iran Agricultural Research. 25: 81-86.
2.Alipour, S. 2006. Hydrogeochemistry of seasonal variation of Urmia Salt Lake, Iran. Saline systems. 2: 1. 1-19.
3.Ahmad, D.R., Chandra, R., Romshoo, S.A., Lone, M.A., and Ahmad, S.M. 2015. Isotopic and micromorphological studies of Late Quaternary loess-paleosol sequences of the Karewa Group: Inferences for palaeoclimate of KashmirValley. Quaternary International. 371: 122-134.
4.Amit, R., Gerson, R., and Yaalon, D.H. 1993. Stages and rate of the gravel shattering process by salts in desert Reg soils. Geoderma. 57: 3. 295-324.
 5.An, C.B., Lu, Y., Zhao, J., Tao, S., Dong, W., Li, H., Jin, M., and Wang, Z. 2011. A high-resolution record of Holocene environmental and climatic changes from LakeBalikun (Xinjiang, China): Implications for central Asia. The Holocene. 22: 1. 43-52.
6.Ayoubi, S., Eghbal, M.K., and Jalalian, A. 2006. Study of micromorphological evidences of climate change during quaternary recorded in paleosols from Isfahan. J. Water Soil Sci. 10: 1. 137-151. (In Persian)
7.Azizi, P., Mahmoodi, Sh., and Torabi, H. 2011. Morphological, physico-chemical and clay mineralogy investigation on gypsiferous soils in southern of Tehran, Iran. Middle-East J. Sci. Res. 7: 153-161.
8.Bouyoucos, C.J. 1962. Hydrometer method improved for making particle-size analysis of soil. Agron. J. 54: 464-465.
 9.Brown, I.R., and Warncke, D. 1988. Recommended cation tests and measures of cation exchange capacity. P 15-16. In: W.C. Dahnke (ed.) Recommended chemical soil test procedures for the North Central Region. North Dakota Agric. Exp. Stn. Bull. 499p.
10.Chapman, H.D. 1965. Cation-exchange capacity. P 891-901, In: C.A. Black (ed.). Methods of Soil Analysis, Part 2. American Society of Agronomy, Madison, Wisconsin, USA.
11.Colombo, C., Palumbo, G., Lorio, E.D., Russo, F., Terribile, F., Jiang, Zh., and Liu, Q. 2016. Soil development in a Quaternary fluvio-lacustrine paleosol sequence in Southern Italy. Quaternary International. 418: 195-207.
12.Department of meteorology of East Azerbajan. 2015. Annual weather stations of the East Azerbaijan province. Address: http://eamo.ir/Stats-and-Infos/ Yearly.aspx.
13.Djamali, M., de Beaulieu, J.L., Shah-Hosseini, M., Andrieu-Ponel, V., Ponel, P., Amini, A., Akhani, H., Leroy, S.A., Stevens, L., Lahijani, H., and Brewer, S. 2008. A late Pleistocene long pollen record from Lake Urmia, NW Iran. Quaternary Research. 69: 3. 413-420.
14.Emanifar, A., and Mohebbi, F. 2007. UromiaLake (Northwest Iran): a brief review. Saline Systems. 3: 1. 5-13.
15.Farzamnia, P., Manafi, Sh., and Momtaz, H.R. 2015. Evolution of soils formed on Quaternary sediments in some parts of Urmia Plain. J. Soil Manage. Sust. Prod. 5: 2. 93-111.(In Persian)
16.Forzoni, A., Storms, J.E.A., Reimann, T., Moreau, J., and Jouet, G. 2015.Non-linear response of the GoloRiver system, Corsica, France, to Late Quaternary climatic and sea level variations. Quaternary Science Reviews. 121: 11-27.
17.Givi, J., and Abtahi, A. 1985. Soil genesis as affected by topography and depth of saline and alkaline ground water under semiarid conditions in southern Iran. Iran Agricultural Research. 4: 11-27.
18.Hassanzadeh, E., Zarghami, M., and Hassanzadeh, Y. 2011. Determining the main factors in declining the UromiaLake level by using System Dynamics Modeling. Water Research Management. 26: 1. 129-145.
19.Jackson, M.L. 1985. Soil chemical analysis-advanced course. University of Wisconsin, college of Agriculture, Department of Soil Science, Madison, Madison, Wisconsin, USA, 991p.
20.Jacobs, P.M., and Mason, J.A. 2004. Paleopedology of soils in thick Holocene loess, Nebraska, USA. Revista Mexicana de Ciencias Geológicas.21: 1. 54-70.
21.Kelts, K., and Shahrabi, M. 1986. Holocene sedimentology of hypersaline Lake Urmia, north-western Iran. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Plalaeoecology. 54: 105-130.
22.Khormali, F., and Kehl, M. 2011. Micromorphological and development of loess-drived surface and buried soils along a precipitation gradiant in Northeren Iran. Quatarnary International. 234: 1-2. 109-123.
23.Kittric, J.A., and Hope, E.W. 1963. A procedure for the particle size separation of soil for X-ray diffraction analysis. Soil Sci. Soc. Amer. J. 96: 312-325.
24.Lanyon, L.E., and Heald, W.R. 1982. Magnesium, calcium, strontium and barium. P 247-261. In:A.L. Page (ed.) Methods of soil analysis. Part 2. 2nd ed. Agron. Monogr. 9. American Society of Agronomy and the Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA.
25.Long, H., Shen, J., Tsukamoto, S., Chen, J., Yang, L., and Frechen, M. 2014. Dry early Holocene revealed by sand dune accumulation chronology in BayanbulakBasin (Xinjiang, NW China). The Holocene. 24: 5. 614-626.
26.Lyons, R., Tooth, S., and Duller, G.A.T. 2014. Late Quaternary climatic changes revealed by luminescence dating, mineral magnetism and diffuse reflectance spectroscopy of river terrace palaeosols: a new form of geoproxy data for the southern African interior. Quaternary Science Reviews. 95: 43-59.
27.Manafi, Sh. 2010. Mineralogical evidence of climatic change in some semiarid soils of southern Urmia, Iran. Soil Science Agrochemistry and Ecology. 4: 17-24.
28.Meier, H.A., Driese, S.G., Nordt, C., Forman, S.L., and Dworkin, S.I. 2014. Interpretation of Late Quaternary climate and landscape variability based upon buried soil macro- and micromorphology, geochemistry and stable isotopes of soil organic matter, Owl Creek, central Texas, USA. Catena. 114: 157-168.
29.Nelson, R.E. 1982. Carbonate and Gypsum. P 181-196. In: A. L. Page (ed), Methods of Soil Analysis. Part II. Chemical and microbiological properties, 2nd ed., Agronomy Monograph. No: 9. American Society of Agronomy and
the Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA.
30.Page, A.L., Miller, R.H., and Keeney, D.R. 1982. Methods of Soil Analysis: Part 2. Chemical and Microbiological Properties, 2nd edition. Agronomy, vol. 9. American Society of Agronomy and the Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA.
31.Retallack, G.J. 2008. Soils of the past: an introduction to paleopedology. John Wiley & Sons, New Jersey, USA, 113p.
32.Rhoades, J.D. 1982. Soluble salts.P 167-179, In: A.L. Page (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Properties. American Society of Agronomy and the Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA.
33.Sharifi, A. 2002. Factors controlling the sedimentological and Geochemical Characteristics of the Lake Urmia. IranianNationalCenter for Oceanography, Internal Report Tehran. 131p. (In Persian)
34.Soil Survey Staff. 2014. Keys to soil taxonomy. 12th edition. USDA. NRCS, 372p.
35.Stevens, L., Djamali, M., Andrieu-Ponel, V., and de Beaulieu, J.L. 2012. Hydroclimatic vitiations over the last two glacial/interglacial cycles at Lake Urmia, Iran. J. Paleolimnol. 47: 645-660.
36.Stoops, G. 2010. Interpretation of micromorphological features of soils and regoliths. Elsevier, Amsterdam, Netherlands, 720p.
37.Stoops, G. 2003. Guidelines for Analysis and Description of Soil and Regolith Thin Sections. Soil Science Society of America, Madison, Wisconsin, USA, 147p.
38.Tabor, N.J., Smith, R.M., Steyer, J.S., Sidor, C.A., and Poulsen, C.J. 2011. The Permian Moradi Formation of northern Niger: paleosol morphology, petrography and mineralogy. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology. 299: 1. 200-213.
39.Tabor, N.J., and Myers, T.S. 2015. Paleosols as Indicators of Paleoenvironment and Paleoclimate. Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 43: 333-361.
40.Talebi, T., Ramezani, E., Djamali, M., Lahijani, H.A.K., Naqinezhad, A., Alizadeh, K., and Andrieu-Ponel, V. 2016. The Late-Holocene climate change, vegetation dynamics, lake-level changes and anthropogenic impacts in the Lake Urmia region, NW Iran. Quaternary International. 408: 40-51.
41.Wang, W., and Feng, Z. 2013. Holocene moisture evolution across the Mongolian Plateau and its surrounding areas: A synthesis of climatic records. Earth-Science Reviews. 122: 38-57.
42.Wong, V.N.L., Greene, R.S.B., Dalal, R.C., and Murphy, B.W. 2009. Soil carbon dynamics in saline and sodic soils: A review. Soil Use and Management. 26: 1. 2-11.
43.Yan, Y., Zhou, J., He, Zh., Sun, Q., Fei, J., Zhou, X., Zhao, K., Yang, L., Long, H., and Zheng, H. 2016. Evolution of LuyangLake since the last 34,000 years: Climatic changes and anthropogenic impacts. Quaternary International. 440: 90-98.
44.Zarghami, M. 2011. Effective watershed management; study of Urmia Lake, Iran. Lake Reservoir Management.
27: 1. 87-94.
45.Zech, R., May, J.H., Kull, C., Ilgner, J., Kubik, P.W., and Veit, H. 2008. Timing of the late Quaternary glaciation in the Andes from∼ 15 to 40 S. J. Quarter. Sci. 23: 6-7. 635-647.
46.Ziyaee, A., Pashaei, A., Khormali, F., and Roshani, M.R. 2013. Some physico-chemical, clay mineralogical and micromorphological characteristics of loess-paleosols sequences indicators of climate change in south of Gorgan. J. Water Soil Cons. 20: 1. 1-27. (In Persian)
47.Zucca, C., Andreucci, S., Aksit, I., Koca, Y.K., Madrau, S., Pascucci, V., Previtali, F., Shaddad, S.M., and Kapur S. 2014. Buried palaeosols of NW Sardinia (Italy) as archives of the Late Quaternary climatic fluctuations. Catena. 122: 72-90.
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 9، شماره 1
فروردین 1398
صفحه 1-22

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار