
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 623 |
تعداد مقالات | 6,502 |
تعداد مشاهده مقاله | 8,646,032 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 8,246,118 |
تاثیر برخی نوارهای حائل گیاهی بر رواناب و هدررفت نیترات و فسفات در اراضی دیم منطقه ساری | ||
مجله پژوهشهای حفاظت آب و خاک | ||
مقاله 1، دوره 25، شماره 4، مهر و آبان 1397، صفحه 1-25 اصل مقاله (888.12 K) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل علمی پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22069/jwsc.2018.12334.2691 | ||
نویسندگان | ||
عطاءاله کاویان1؛ ایمان صالح* 2؛ محمود حبیب نژاد روشن3؛ زینب جعفریان1 | ||
1دانشیار دانشکده منابع طبیعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
2دانش آموخته دکتری تخصصی علوم و مهندسی آبخیزداری | ||
3استاد دانشکده منابع طبیعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری | ||
چکیده | ||
سابقه و هدف: حفاظت و استفاده بهینه از منابع آب و خاک از اصول توسعه پایدار هر کشور میباشد. استفاده بیش از حد از منابع طبیعی به واسطه افزایش سطح زیر کشت اراضی و نیز استفاده بیش از ظرفیت معمول آنها پیامدهایی از قبیل آلودگی آب و خاک را در پی داشته است. یکی از راهکارهای مؤثر در کاهش آلودگی آبهای سطحی و فرسایش خاک، استفاده از نوارهای حائل گیاهی است. تحقیق حاضر با هدف بررسی تأثیر شدت رواناب، گونه گیاهی و نوع آلاینده بر کارایی نوارهای حائل گیاهی در کنترل کیفیت و کمیت رواناب انجام گرفت. مواد و روشها: عرصه این تحقیق بخشی از اراضی کشاورزی دیم منطقه میاندرود از توابع شهرستان ساری میباشد. این پژوهش با استفاده از 12 کرت آزمایشی به ابعاد 10×1 متر در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تیمار شامل وتیور گراس و چمن بومی با سطح پوشش سه مترمربع و تیمار شاهد (بدون پوشش) در چهار تکرار در منطقه مازندران در شمال ایران به انجام رسید. کرتهای آزمایشی با شیب 15% ایجاد شدند و به وسیله ورقهای گالوانیزه تا عمق 10 سانتیمتر از محیط اطراف جدا گشتند. در انتهای (پایین شیب) هر کرت زهکشهایی تعبیه شدند که رواناب خروجی را به یک مخزن120 لیتری موجود در انتهای هر کرت انتقال میدادند. گیاهان نوارهای حائل شامل وتیور و چمن بومی بودند که در اواخر دی ماه 1393 در کرتها کاشته شدند بهطوریکه سه متر از طول هرکرت شامل گیاه مورد آزمایش بود و هفت متر باقیمانده جهت تولید رواناب بدون پوشش رها شد. تولید رواناب مصنوعی با دبی معادل رواناب حاصل از بارندگی با دوره بازگشت 25 و 100 سال صورت پذیرفت. نمونهبرداری از بهمن ماه سال 1393 آغاز و در دی ماه سال 1394 پایان یافت. به منظور ارزیابی کارایی نوارهای حائل گیاهی در حفاظت آب و خاک، عملکرد این نوارها در کاهش میزان رواناب و رسوب و آلایندههایی نظیر نیترات و فسفات مورد بررسی قرار گرفت. یافتهها: بر اساس نتایج ، حداکثر کارایی برای نوارهای حائل گیاهی حاوی وتیور گراس تحت رواناب حاصل از بارندگی با دوره بازگشت 25 سال بهدست آمد بهطوریکه تیمار مذکور حجم رواناب، غلظت رسوب، نیترات و فسفات را به ترتیب تا 85، 88، 83 و 87 درصد کاهش داد. همچنین همبستگی نسبتاً خوبی (R2= 0.63) بین غلظت فسفات و رسوب معلق و همچنین بین حجم رواناب و غلظت نیترات (R2=0.67) مشاهده گردید. مرحله رشد و سن گیاه نیز نقش قابل توجهی در کارایی نوار حائل گیاهی در کنترل غلظت رسوب نشان دادند بهطوریکه با گذشت زمان گیاه وتیور با افزایش ارتفاع و درصد سطح پوشش خود عملکرد بهتری در کنترل غلظت آلایندهها خصوصاً رسوب معلق در مقایسه با دیگر نوارهای حائل گیاهی مورد آزمایش ارائه نمود. نتیجهگیری: کارایی نوارهای حائل گیاهی در کنترل کمیت و کیفیت رواناب تحت روانابهای شدید، کمتر تحت تأثیر خصوصیات نوار حائل و مرحله رشد گیاه و گونه آن است و شدت جریان نقش مهمتری ایفا مینماید چرا که کارایی نوارهای حائل گیاهی مورد مطالعه تحت رواناب با دوره بازگشت 100 سال در طول دوره آزمایش روند منظمی نسبت به دوره بازگشت 25 سال نشان نداد. در مقاطع زمانی مختلف، دو گونه گیاهی مورد مطالعه شامل وتیور و چمن نقش متفاوتی در کاهش حجم رواناب و آلایندههای موجود در آن نشان دادند. همچنین نوارهای حائل گیاهی با گذشت زمان، خود نیز به عنوان منبع مواد مغذی و رسوب ایفای نقش نموده و زمینه آلودگی آبهای سطحی را فراهم و خاک را فراهم آوردند، که برداشت و کوتاه نمودن دورهای گیاه میتواند به عنوان راهکاری موثر به منظور مقابله با این موضوع تلقی گردد. | ||
کلیدواژهها | ||
چمن بومی؛ رسوب؛ رواناب؛ کرتهای آزمایشی؛ وتیور | ||
مراجع | ||
1.Barling, R.D. 1994. Role of Buffer Strips in Management of Waterway Pollution: A Review. Environmental Management. 18: 4. 543-558. 2.Bhattarai, R., Kalita, P.K., and Patel, M.K. 2009. Nutrient transport through Vegetative Filter Strip with subsurface drainage. J. Environ. Manage. 90: 5. 1868-1876. 3.Bojie, Fu., and Liding, Ch. 2000. Agricultural landscape spatial analysis in the semi-arid hill area of the Loess Plateau, China. J. Arid. Environ. 44: 3. 291-303.
4.Borin, M., Passoni, M., Thiene, M., and Tempesta, T. 2010. Multiple functions of buffer strips in farming areas. Europ. J. Agron. 32: 103-111. 5.Borina, M., Vianelloa, M., Moraria, F., and Zaninb, G. 2005. Effectiveness of buffer strips in removing pollutants in runoff from a cultivated field in North-East Italy. Agriculture, Ecosystems and Environment. 105: 101-114. 6.Campo-Bescos, M.A., Munoz-Carpena, R., Kiker, G.A., Bodah, B.W., and Ullman, J.L. 2015. Watering or buffering? Runoff and sediment pollution control from furrow irrigated fields in arid environments. griculture, Ecosystems and Environment. 205: 90-101. 7.Carluer, N., Tournebize, J., Gouy, V., Margoum, C., Vincent, B., and Gril, J.J. 2011. Role of buffer zones in controlling pesticides fluxes to surface waters. Procedia Environmental Sciences, 9: 21-26. 8.Collins, K.A., Lawrenceb, T.J., Standerc, E.K., Jontosd, R.J., Kaushale, S.S., Newcomerf, T.A., Grimmg, N.B., and Cole Ekberg, M.L. 2010. Opportunities and challenges for managing nitrogen in urban stormwater: A review and synthesis. Ecological Engineering. 36: 1507-1519.
9.Collins, R., Donnison, A., Ross, C., and McLeod, M. 2004. Attenuation of effluent-derived faecal microbes in grass buffer strips. New Zealand J. Agric. Res. 47: 4. 565-574. 10.Dabney, S.M. 2003. Erosion control, vegetative. Encyclopaedia of Water Science. Marcel Dekker, Madison Ave, New York, USA. Pp: 209-213. 11.Delgado, A.N., Periago, E.L., Viqueira, F.D. 1995. Vegetated filter strips for wastewater purification: a review. Bioresource Technology. 51: 13-22.
12.Duchemin, M., and Hogue, R. 2009. Reduction in agricultural non-point source pollution in the first year following establishment of an integrated grass/tree filter strip system in southern Quebec (Canada). Agriculture, Ecosystems and Environment. 131: 85-97.
13.Dunn, A.M., Julien, G., Ernst, W.R., Cook, A., Doe, K.J., and Jackman, P.M. 2011. Evaluation of buffer zone effectiveness in mitigating the risks associated with agricultural runoff in Prince Edward Island. Science of the Total Environment. 409: 868-882.
14.Galloway, J.N., Aber, J.D., Erisman, J.W., Seitzinger, S.P., Howarth, R.W., Cowling, E.B., et al. 2003. The nitrogen cascade. Bioscience. 53: 4. 341-356.
15.Golabi, M.H., Iyekar, C., Minton, D., Raulerson, C.L., and Drake, J.C. 2005. Watershed Management to Meet Water Quality Standards by Using the Vetiver System in Southern Guam. AU J.T. 9: 1. 63-70.
16.Hay, V., Pittroff, W., Tooman, E.E., and Meyer, D. 2006. Effectiveness of vegetative filter strips in attenuating nutrient and sediment runoff from irrigated pastures. J. Agric. Sci. 144: 349-360. 17.Iranian association for vetiver promotion 2008. Vetiver system to prevent and treatment of chemical pollutions of water and soil. (In Persian) 18.Iranian association for vetiver promotion. 2013. http://iranvetiver.com/ 19.Kelarestaghi, A.A., Ahmadi, H., Esmaeili Ori, A., and Ghodusi, J. 2008. Comparison of runoff and sediment production in various agricultural landuse treatments. Iran-Watershed Management Science and Engineering, 2: 5. 41-52. (In Persian) 20.Lee, K.H., Isenhart, T.M., and Schultz, R.C. 2003. Sediment and nutrient removal in an established multi-species riparian buffer. J. Soil Water Cons. 58: 1. 1-8. 21.Lee, K-H., Isenhart, T.M., Schultz, R.C., and Mickelson, K.S. 1999. Nutrient and sediment removal by switchgrass and cool-season filter strips in Central Iowa, USA. Agroforestry Systems. 44: 121-132. 22.Leeds-Harrison, P.B., Quinton, J.N., Walker, M.J., Sanders, C.L., and Harrod, T. 1999. Grassed buffer strips for the control of nitrate leaching to surface waters in headwater catchments. Ecological Engineering. 12: 299-313. 23.Lowrance, R., Altier, L.S., Newbold, J.D., Schnabel, R.R., Groffman, P.M., Denver, D.L., Correll, J.W., Gilliam, J.L., Robinson, R.B., Brinsfield, K.W., Staver, W.L., and Todd, A.H. 1997. Water quality functions of riparian buffers in chesapeake bay watersheds. 24.Mankin, K.R., Daniel, M.N., Charles, J.B., Stacy, L.H., and Wayne, A.G. 2007. Grass-Shrub Riparian Buffer Removal of Sediment, Phosphorus and Nitrogen from Simulated Runoff. J. Amer. Water Resour. Assoc. (JAWRA). 43: 5. 1108-1116. 25.Matteo, M., Randhir, T., and Bloniarz, D. 2006. Watershed-Scale Impacts of Forest Buffers on Water Quality and Runoff in Urbanizing Environment. J. Water Resour. Plan. Manage. 132: 3. 144-152.
26.Morgan, R.P.C., and Rickson, R.J. 1995. Slope stabilization and erosion control: a bioengineering approach. Chapman & Hall, London.
27.Norris, V. 1993. The use of buffer zones to protect water quality: A review. Wat. Resources Manage.7: 257-272. 28.Osborne, L.L., and Kovacic, D.A. 1993. Riparian vegetated buffer strips in water- quality restoration and stream management. freshmler Biology. 29: 243-258. 29.Otto, S., Cardinali, A., Marotta, E., Paradisi, C., and Zanin, G. 2012. Effect of vegetative filter strips on herbicide runoff under various types of rainfall. Chemosphere. 88: 113-119.
30.Patty, L., Real, B., and Gril, J. 1997. The Use of Grassed Buffer Strips to Remove Pesticides, Nitrate and Soluble Phosphorus Compounds from Runoff Water. Pestic. Sci. 49: 243-251. 31.Rahman, A., Rahman, S., and Cihacek, L. 2014. Influence of soil pH in vegetative filter strips for reducing soluble nutrient transport. Environmental Technology. 35: 14. 1744-1752.
32.Sadeghi Ravesh, M.H. 2011. Comparison of human thermal comfort amount in arid and humid climates (Case study: Yazd and Sari cities). Arid. Biom. Sci. Res. J. 1: 2. 50-61. (In Persian) 33.Salehi, M.H., Esfandiarpoor Borujeni, A., Mohajer, R., and Baqeri Bodagabadi, M. 2011. Supplementary water and soil conservation. PNU Press. 9p. (In Persian)
34.Shirley, E.C., and Christina, Y.S. 2011. Effectiveness of TSS, TN, and TP as indicators of stormwater runoff pollutant concentration and partitioning. World Environmental and Water Resources Congress. 2011: 691-699.
35.Shooshtarian, S., and Tehranifar, A. 2011. Introducing the vetiver grass. J. Iran. Agric. Sci. 70p. (In Persian) 36.Sleper, D.A., and West, C.P. 1996. Tall fescue. In: Moser L.E., Buxton D.R. and Casler M.D. eds. Cool season forage grasses. Madison: American Society of Agronomy, Crop Science Society of America, Soil Science Society of America, Pp: 471-502. 37.Standard Method for the Examination of Water and Wastewater. 2005. 21st Edition. 38.Stutter, M., Langan, S., and Lumsdon, A. 2009. Vegetated buffer strips can lead to increased release of phosphorus to waters: A biogeochemical assessment of the mechanisms. Environment Science Technology. 43: 1858-1863. 39.Wang, L., Duggin, J., and Nie, D. 2012. Nitrateenitrogen reduction by established tree and pasture buffer strips associated with a cattle feedlot effluent disposal area near Armidale, NSW Australia. J. Environ. Manage. 99: 1-9. 40.Weiss, P.Y., Gulliver, J.S., and Erickson, A.J. 2007. Cost and pollutant removal of stormwater treatment practices. J. Water Resour. Plan. Manage. 133: 3. 218-229. 41.Yuan, Y., Bingner, R.L., and Locke, M.A. 2009. A Review of effectiveness of vegetative buffers on sediment trapping in agricultural areas. J. Ecohydrol. 2: 321-336. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 576 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 345 |