ارتباط خاک- ژئومورفولوژی در برخی اراضی بیابانی نیمه‌خشک جنوب استان کرمان

نوع مقاله : مقاله کامل علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی سابق کارشناسی ارشد ، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

2 استاد ،گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، کرمان، ایران

3 استادیار، بخش علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شیراز، شیراز، ایران

چکیده

سابقه و هدف: ژئومورفولوژی به آرایش، تفکیک، فرآیندهای تشکیل و تکامل اشکال اراضی می‌پردازد و پدولوژی فرآیندهای تشکیل و تکامل خاک را بررسی می‌نماید. ژئومورفولوژی خاک اساساً یک ارزیابی از روابط ژنتیکی خاک‌ها و اشکال اراضی برای تفسیر حال و گذشته زمین‌نما است. این پژوهش با هدف بررسی ویژگی‌های فیزیکی، شیمیایی و میکرومورفولوژیکی خاک‌ها، بررسی نحوه پیدایش و تکامل خاک در ارتباط با سطوح ژئومورفیک و بررسی نحوه اثرگذاری رده‌بندی خاک‌ها در انعکاس ویژگی‌های آن‌ها با استفاده از جدیدترین ویرایش‌های سامانه‌های رده‌بندی آمریکایی (ویرایش سیزدهم) و جهانی (ویرایش چهارم) صورت پذیرفت.
مواد و روش‌ها: این پژوهش در بخشی از فلات مرکزی ایران در شهرستان‌های جیرفت و فاریاب به‌ترتیب واقع در جنوب و جنوب-غربی استان کرمان، ایران انجام شد. منطقه مورد مطالعه در قالب یک برش طولی (شمال- جنوب‌غربی) از منطقه خاتون‌آباد شهرستان جیرفت شروع و تا دشت فاریاب امتداد داشت. اقلیم منطقه مطالعاتی بیابانی نیمه‌خشک با رژیم‌های رطوبتی و حرارتی خاک به‌ترتیب اریدیک ضعیف و هایپرترمیک است. در چشم‌انداز این برش طولی اشکال اراضی کوه، مخروط‌افکنه و دشت آبرفتی مشاهده می‌شود. مخروط‌افکنه منطقه خاتون‌آباد در مجموع به چهار سطح ژئومورفیک میانی با رسوبات اخیر (پدون یک)، میانی با رسوبات جوان (پدون دو)، میانی با رسوبات قدیم (پدون سه) و پایه با رسوبات اخیر (پدون چهار) تفکیک گردید. دشت آبرفتی جیرفت با توجه به ارتفاع به دو سطح ژئومورفیک اراضی بالادست (پدون پنج) و پایین‌دست (پدون شش) تفکیک گردید. سطح میانی مخروط‌افکنه منطقه بلوک با رسوبات جوان (پدون هفت) و دشت آبرفتی فاریاب (پدون هشت) به‌دلیل یکنواختی و عدم وجود تمایز به لحاظ ژئومورفولوژی به سطوح مختلف تقسیم نگردیدند. در هر سطح ژئومورفیک یک پدون و در مجموع هشت پدون حفر، تشریح و نمونه‌برداری شدند. پس از انجام تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی، خاک‌ها با استفاده از دو سامانه رده‌بندی آمریکایی (ویرایش سیزدهم) و جهانی (ویرایش چهارم) رده‌بندی گردیدند. مقاطع نازک از کلوخه‌های دست‌نخورده خاک برای انجام مطالعات میکرومورفولوژی تهیه، مورد مطالعه، تشریح و عکس‌برداری قرار گرفتند.
یافته‌ها: در چشم‌انداز مورد مطالعه بر اساس سامانه رده‌بندی جهانی گروه‌های مرجع فلووی‌سولز (خاک‌‌های رسوبی رودخانه‌ای)، کلسی‌سولز (خاک‌های آهکی)، ژیپسی‌سولز (خاک‌های گچی) و سولونچاکز (خاک‌های شور) و بر اساس سامانه رده‌بندی آمریکایی رده‌های انتی‌سولز و اریدی‌سولز (زیررده‌های سالیدز، ژیپسیدز و کلسیدز) مشاهده شدند. در مطالعات صحرایی توده‌های نرم کلسیت، پندانت‌های گچ بلورین و انهیدریت غیربلورین (پودری) در دیواره خاکرخ‌ها به وضوح قابل رؤیت بودند. کانی تبخیری سولفات کلسیم به دو فرم گچ (CaSO4.2H2O) و انهیدریت (CaSO4) در مطالعات صحرایی اراضی بالادست دشت جیرفت و مطالعات میکرومورفولوژیک سطح میانی مخروط‌افکنه منطقه بلوک مشاهده شد. در مطالعات میکرومورفولوژیک عوارض خاک‌ساخت گچ به‌صورت بلورهای منفرد بی‌شکل، عدسی‌شکل و صفحه‌ای و صفحات در هم‌قفل‌شده و عوارض خاک‌ساخت انهیدریت به‌صورت بلورهای بی‌شکل در زمینه خاک و درون خلل‌وفرج مشاهده شدند.
نتیجه‌گیری: ارتباط خاک- ژئومورفولوژی در این پژوهش به‌خوبی مشاهده گردید. در مخروط‌افکنه منطقه خاتون‌آباد، پدون‌های واقع بر میانه مخروط‌افکنه با رسوبات اخیر دارای خاک رسوبی رودخانه‌ای، پدون واقع بر رسوبات جوان دارای خاک آهکی و پدون واقع بر رسوبات قدیم دارای خاک گچی-آهکی بودند. منشأ و نوع رسوبات مخروط‌افکنه روی درجه تکامل خاک‌ها نقش مؤثری دارد (خاک‌های فاقد سنگریزه و شور و سدیمی منطقه بلوک در مقابل خاک‌های سنگریزه‌دار و غیرشور و غیرسدیمی منطقه خاتون‌آباد). در دشت‌ آبرفتی خاک‌های شور و سدیمی مشاهده شدند. هر دو سامانه‌ رده‌بندی آمریکایی (تا سطح زیرگروه) و جهانی (گروه مرجع و توصیف‌کننده‌های اصلی و مکمل) در توصیف خاک‌های منطقه مطالعاتی موفق عمل نمودند. سامانه رده‌بندی آمریکایی نگاه دقیق‌تری به واقعیت صحرایی خاک‌ها (افق مشخصه انهایدریتیک) داشته است. ارتباط معناداری بین نام خاک‌ها در سامانه‌های رده‌بندی آمریکایی و جهانی و سطوح ژئومورفیک مشاهده شد. در کل، مطالعات خاک- ژئومورفولوژی برای تصمیم‌گیری در ارتباط با کاربری اراضی و مدیریت خاک برای تولید پایدار کشاورزی توصیه می‌گردد

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Soil- geomorphology relationship in some semi-arid desert lands of south Kerman Province

نویسندگان [English]

  • Zahra Mehni 1
  • Mohammad Hady Farpoor 2
  • Masoomeh, , Sarmast 3
1 Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
2 Professor, Department of Soil Science, Faculty of Agriculture, Shahid Bahonar University of Kerman, Kerman, Iran
3 Assistant Professor Department of Soil Science and Engineering, College of Agriculture, Shiraz University, Shiraz, Iran
چکیده [English]

Background and Objectives:
Geomorphology concerns the arrangement, differentiation, formation, and evolution of landforms, while pedology focuses on the processes of soil formation and development. Geomorphological studies provide insights into the genetic relationships between soils and landforms, enabling interpretation of landscapes both past and present. This research aimed to investigate the physical, chemical, and micromorphological properties of soils. Specifically, the objectives were to examine soil genesis and evolution in relation to geomorphic surfaces and to assess the influence of soil characteristics on classification using the latest editions of Soil Taxonomy (Thirteenth edition) and the World Reference Base for Soil Resources (Fourth edition).
Materials and Methods:
This study was conducted in a section of the Central Iranian Plateau (Jazmurian sub-watershed), encompassing parts of Jiroft and Faryab counties in southern and southwestern Kerman Province, Iran. The study area extended along a north–southwest transect from the Khatunabad area of Jiroft to the Faryab plain. The region features a semi-arid desert climate, with weak aridic moisture and hyperthermic temperature regimes. Landforms investigated include mountains, alluvial fans, and alluvial plains.
The Khatunabad alluvial fan was divided into four geomorphic surfaces: (1) mid-alluvial fan with recent alluvium (Pedon 1), (2) mid-alluvial fan with young alluvium (Pedon 2), (3) mid-alluvial fan with older sediments, and (4) base of the alluvial fan with recent alluvium (Pedon 4). The Jiroft alluvial plain was categorized into upland (Pedon 5) and lowland (Pedon 6) positions based on elevation. The Bulok mid-alluvial fan (Pedon 7) and Faryab alluvial plain (Pedon 8) were not subdivided due to geomorphic uniformity.
One pedon was excavated, described, and sampled on each geomorphic surface, resulting in a total of eight pedons. Physical and chemical analyses were conducted, and soils were classified according to both Soil Taxonomy (Thirteenth edition) and the WRB (Fourth edition). For micromorphological studies, undisturbed soil clods were used to prepare thin sections, which were subsequently analyzed and photographed.
Results:
Based on WRB classification, Fluvisols (alluvial soils), Calcisols (calcareous soils), Gypsisols (gypsiferous soils), and Solonchaks (saline soils) were identified. Corresponding Soil Taxonomy classifications included Aridisols (Salids, Gypsids, and Calcids suborders) and Entisols. Field observations revealed the presence of calcite soft masses, gypsum pendants, and anhydrite pendants in soil profiles. Evaporative calcium sulfate minerals—gypsum (CaSO₄·2H₂O) and anhydrite (CaSO₄)—were identified in field studies of the Jiroft alluvial plain uplands and micromorphological analysis of the Boluk mid-alluvial fan.
Micromorphological features observed included amorphous forms, lenticular and plate-like gypsum crystals, interlocked gypsum plates, and interlocked plates of amorphous anhydrite crystals. These pedofeatures were noted in both the soil matrix and pore infillings.
Conclusion:
A strong relationship between soils and geomorphic surfaces was evident. Pedons situated on river alluvium in the Khatunabad alluvial fan were younger, with recent deposits exhibiting calcareous properties and older deposits showing calcareous–gypsiferous characteristics. The origin and type of alluvial fan deposits influenced the rate of soil evolution, as observed in the contrast between the non-gravelly, saline, and sodic soils of Boluk and the gravelly, non-saline, non-sodic soils of Khatunabad. Saline and sodic soils were prevalent in the alluvial plain.
Both Soil Taxonomy (down to sub-group level) and WRB (reference soil groups with principal and supplementary qualifiers) systems successfully classified the soils of the area. Soil Taxonomy provided a more detailed reflection of field realities, including identification of anhydritic diagnostic horizon. A significant correlation was observed between soil classification (under both systems) and geomorphic surfaces.
Overall, soil–geomorphology studies are strongly recommended for informed decision-making in land use planning and soil management, particularly in the context of sustainable agricultural production.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Anhydrite
  • Alluvial plain
  • Soil classification
  • Alluvial fan
  • Micromorphology

مراجع

1.Gkouma, M. (2024). P. 620- 630. In: E. Nikita & T. Rehren (Eds.). Encyclopedia of archaeology, Second edition, Part 2B: Geomorphology. Academic Press. doi:10.1016/B978-0-323-90799-6.00119-1.
2.Bockheim, J. G., Gennadiyev, A. N., Hartemink, A. E., & Brevik, E. C. (2014). Soil-forming factors and soil taxonomy. Geoderma, 226, 231-237. doi:10.1016/j.geoderma.2014.02.016.
3.Zinck, J. A., Metternicht, G., Bocco, G., & Valle, H. F. D. (2016). Geopedology, an integration of geomorphology and pedology for soil and landscape studies. Springer Cham. 550p. doi:10.1007/978-3-319-19159-1.
4.Bryan, R. B. (2000). Soil erodibility and processes of water erosion on hillslope. Geomorphology, 32 (3-4), 385-415. doi:10.1016/S0169-555X(99)00105-1.
5.Sharmeen, S. (2000). Modelling the long-term evolution of mine spoils, soil erosion and soil development. The University of Newcastle, Australia.
6.Welivitiya, W. D. D. P., Willgoose, G. R., & Hancock, G. R. (2019). A coupled soilscape–landform evolution model: model formulation and initial results. Earth Surface Dynamics, 7, 591-607. doi:10.5194/esurf-7-591-2019.
7.Camacho, M. E., Quesada-Román, A., & Mata, R. (2020). Soil geomorphology relationships of alluvial fans in Costa Rica. Geoderma Regional, 21, 1-12. doi:10.1016/j.geodrs.2020.e00258.
8.Senanayake, I. P., Hancock, G. R., & Welivitiya, W. D. D. P. (2024). Soil depth and catchment geomorphology: a field, vegetation and GIS based assessment. Geoderma Regional, 38, 1-12. doi:10.1016/j.geodrs.2024.e00824.
9.Curtis Monger, H., & Hawley, J. W. (2025). P. 1-67. In: D. L. Sparks (Ed.). Advances in agronomy, No. 192, Chapter 1: The USDA desert soil-geomorphology project (1957–1972). Academic Press. doi:10.1016/bs.agron.2025.03.002.
10.Monger, C., & Bronnikova, M. (2025). Soil memory of bioclimatic changes in the northern Chihuahuan Desert, USA. Catena, 254, 1-12. doi:10.1016/j.catena.2025.108944.
11.Villas, D. B., García, L. B., Aladrén, L. A. L., Dalmau, C. M., Monné, J. L. P., Pérez, J. A. G., & García, D. G. (2020). Soil-geomorphology relationships determine the distribution of the main subalpine grasslands in the Central Pyrenees (NE-Spain). Science of the Total Environment, 734, 1-13. doi:10.1016/j.scitotenv.2020.139121.
12.Yang, F., Zhang, G. L., Sauer, D., Yang, F., Yang, R. M., Liu, F., Song, X. D., Zhao, Y. G., Li, D. C., & Yang. J. L. (2020). The geomorphology-sediment distribution-soil formation nexus on the northeastern Qinghai-Tibetan plateau: implications for landscape evolution. Geomorphology, 354, 1-13. doi:10.1016/j.geomorph.2020.107040.
13.Leizica, E., Buss, M. E. F., & Noellemeyer, E. (2022). Geomorphology as a tool to digitize homogeneous management zones based on soil properties in the semiarid central Argentinean Pampas. Geoderma Regional, 28, 2-7. doi:10.1016/j.geodrs.2021.e00458.
14.Smolentseva, E. N. (2013). P. 229-241. In: S. A. Shahid, F. K. Taha, & M. A. Abdelfattah (Eds.). Advances in soil classification, land use planning and policy implications-innovative thinking of resource inventory for sustainable use and management of land resources, Chapter 10: Assessment of soil diversity in Western Siberia using WRB 2006. Springer SBM Publishing. Netherlands. doi:10.1007/978-94-007-5332-7.
15.Soil Survey Staff. (2022). Keys to soil taxonomy, 13th edition. USDA-Natural Resources Conservation Service. 410p.
16.IUSS Working Group WRB. (2022). World reference base for soil resources. International soil classification system for naming soils and creating legends for soil maps, 4th edition. International Union of Soil Sciences (IUSS). Vienna, Austria. 234p.
17.Gerasimova, M. I. (2010). Chinese soil taxonomy: between the American and the international classification systems. Eurasian Soil Science, 43 (8), 945–949. doi:10.1134/S1064229310080120.
18.Ríos, I., Bouza, P. J., Bortolus, A., & Alvarez, M. D. P. (2018). Soil-geomorphology relationships and landscape evolution in a southwestern Atlantic tidal salt marsh in Patagonia, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 84, 385-398. doi:10.1016/j.jsames.2018.04.015.
19.Farpour, M. H., Eghbal, M. K., & Khademi, H. (2003). Genesis and micromorphology of saline and gypsiferous Aridisols on different geomorphic surfaces in Nough area, Rafsanjan. Journal of Crop Production and Processing, 7 (3), 71-93. dor:20.1001.1.22518517.1382.7.3.6.9. [In Persian]  
20.Khormali, F., Abtahi, A., & Stoops, G. (2006). Micromorphology of calcitic features in highly calcareous soils of Fars Province, southern Iran. Geoderma, 132, 31-46. doi:10.1016/j.geoderma.2005.04.024.
21.Wilson, M. A., Shahid, S. A., Abdelfattah, M. A., Kelley, J. A., & Thomas, J. E. (2013). P. 175-201. In: S. A. Shahid, F. K. Taha, & M. A. Abdelfattah (Eds.). Developments in soil classification, land use planning and policy implications: innovative thinking of soil inventory for land use planning and management of land resources, Chapter 8: Anhydrite formation on the Coastal Sabkha of Abu Dhabi, United Arab Emirates. Springer SBM Publishing. Netherlands. doi:10.1007/978-94-007-5332-7_8.
22.Mees, F., & Tursina, T. V. (2010). P. 441-461. In: G. Stoops, V. Marcelino, & F. Mees (Eds.). Interpretation of micromorphological features of soils and regoliths, Chapter 20: Salt minerals in saline soils and salt crusts. Elsevier. Amsterdam, Netherlands. doi:10.1016/C2009-0-18081-9.
23.Van Wambeke, A. (1986). Newhall simulation model, a basic program for the IBM PC [floppy disk computer file]. Department of Agronomy, Cornell University. Ithaca, New York, USA.
24.Babakhani, A., Alavi Tehrani, N., Sabzehei, M., & Ohanian, F. (1992). Geological Map of Iran, Sabzevaran (1:250000). Geological Organization of Iran. Tehran. [In Persian]  
25.Schoeneberger, P. J., Wysocki, D. A., Benham, E. C., & Soil Survey Staff. (2012). Field book for describing and sampling soils, Version 3.0. Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center. Lincoln, Nebraska. 300p.
26.Gee, G. W., & Bauder, J. W. (1986). P. 388-409. In: A. Klute (Ed.). Methods of soil analysis, Agronomy No. 9, Part 1, Chapter 15: Particle size analysis. American Society of Agronomy. Madison, Wisconsin, USA.  doi:10.2136/sssabookser5.1.2ed.
27.Nelson, R. E. (1982). P. 181-197. In A. L. Page (Ed.). Methods of soil analysis, Agronomy No. 9, Part 2, Chapter 12: Carbonate and gypsum. American Society of Agronomy. Madison, Wisconsin, USA. doi:10.2134/agronmonogr9.2.2ed.
28.Artieda, O., Herrero, J., & Drohan, P. J. (2006). Refinement of the differential water loss method for gypsum determination in soils. Soil Science Society of America Journal, 70 (6), 1932-1935. doi:10.2136/sssaj2006.0043N.
29.Gammon, N. J. (1951). Determination of total potassium and sodium in sandy soils by flame photometer. Soil Science, 71 (3), 211–214. doi:10.1097/00010694-195103000-00009.
30.Ringbom, A., Pensar, G., & Wänninen, E. (1958). A complexometric titration method for determining calcium in the presence of magnesium. Analytica Chimica Acta, 19, 525–531. doi:10.1016/S0003-2670(00)88213-6.
31.Murphy, C. P. (1986). Thin section preparation of soils and sediments. AB Academic Publishers. Berkhamsted, Herts, UK. 149p. doi:10.1111/j.1365-2818.1987.tb02834.x.
32.Stoops, G. (2003). Guidelines for analysis and description of soil and regolith thin sections. Soil Science Society of America. Madison, Wisconsin, USA. 200p. doi:10.1002/9780891189763.
33.Toomanian, N., Jalalian, A., & Eghbal, M. K. (2001). Genesis of gypsum enriched soils in north-west Isfahan, Iran. Geoderma, 99 (3–4), 199-224. doi:10.1016/S0016-7061(00)00058-6.
34.Farpoor, M. H., Khademi, H., Eghbal, M. K., & Krouse, H. R. (2004). Mode of gypsum deposition in southeastern Iranian soils as revealed by isotopic composition of crystallization water. Geoderma, 121 (3), 233-242. doi:10.1016/j.geoderma.2003.11.013.
35.Deckers, J., Driessen, P. M., Nachtergaele, F. O., Spaargaren, O. C., & Berding, F. (2002). P. 245-256. In: H. Eswaran, T. Rice, R. Ahrens, & B. A. Stewart (Eds.). Soil classification: a global desk reference, Chapter 19: Anticipated developments of the world reference base for soil resources. CRC Press. Boca Raton, FL, USA. doi:10.1201/9781420040364-19.
36.Esfandiarpoor, I., Salehi, M. H., Karimi, A., & Kamali, A. (2013). Correlation between soil taxonomy and world reference base for soil resources in classifying calcareous soils: a case study of arid and semi-arid regions of Iran. Geoderma, 197, 126-136. doi:10.1016/j.geoderma.2013.01.002.
37.Sarmast, M., Farpoor, M. H., Jafari, A., & Esfandiarpour Boroujeni, I. (2019). Tracing environmental changes and paleoclimate using micromorphology of soils and desert varnish in central Iran. Journal of Desert, 24 (2), 331-353. doi:10.1016/j.catena.2016.05.026.
38.Sarmast, M., Farpoor, M. H., & Esfandiarpour Boroujeni, I. (2017). Soil and desert varnish development as indicators of landform evolution in central Iranian deserts. Catena, 149, 98-109. doi:10.1016/j.catena.2016.09.003.
39.Sarmast, M., Farpoor, M. H., & Esfandiarpour Boroujeni, I. (2016). Comparing soil taxonomy (2014) and updated WRB (2015) for describing calcareous and gypsiferous soils, Central Iran. Catena, 145, 83-91. doi:10.1016/j.catena.2016.05.026.
40.Krinsley, D. B. (1970). A geomorphological and paleoclimatological study of the playas of Iran. Geological Survey, United States Department of the Interior Washington, D.C., USA. 486p.
41.Sengör, A. M. C., Altiner, D., Cin, A., Ustaömer, T., & Hsü, K. J. (1988). Origin and assembly of the Tethyside orogenic collage at the expense of Gondwana Land. Geological Society, 37 (1), 119-181. doi:10.1144/GSL.SP.1988.037.01.09.
42.Jafarzadeh, A. A., & Burnham, C. P. (1992). Gypsum crystals in soils. Journal of Soil Science, 43 (3), 409-420. doi:10.1111/j.1365-2389.1992.tb00147.x.
43.Owliaie, H. R., Abtahi, A., & Heck, R. J. (2006). Pedogenesis and clay mineralogical investigation of soils formed on gypsiferous and calcareous materials, on a transect, southwestern Iran. Geoderma, 134 (1), 62-81. doi:10.1016/j.geoderma.2005.08.015.
44.Cody, R. D. (1979). Lenticular gypsum: occurrences in nature, and experimental determinations of effects of soluble green plant material on its formation. Journal of Sedimentary Petrology, 49 (3), 1015-1028. doi:10.1306/212F78A6-2B24-11D7-8648000102C1865D.
45.Amit, R., & Yaalon, D. H. (1996). The micromorphology of gypsum and halite in reg soils-the Negev Desert, Israel. Earth Surface Processes and Landforms, 21 (12), 1127-1143. doi:10.1002/(SICI)1096-9837(199612)21:12<1127: AID-ESP656>3.0.CO;2-G.
46.Ayoubi, S., Karimian Eghbal, M., & Jalalian, A. (2006). Study of micromorphological evidences of climate change during quaternary recorded in paleosols from Isfahan. Journal of Crop Production and Processing, 10 (1), 137-151. dor:20.1001.1.22518517.1385.10.1.10.0. [In Persian]  
مجله مدیریت خاک و تولید پایدار
دوره 15، شماره 4
فروردین 1405
صفحه 89-111

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار