تخمین میزان فرسایش خاک و رسوب فرسایش یافته در حوضه تخریب شده از تپه های Siwalik ، نپال

Siwalik Hills یکی از شکننده ترین و آسیب پذیرترین اکوسیستم های هیمالیا نپالی است که در آن فرسایش خاک و مسائل تخریب زمین اساسی است. دانش بسیار محدودی در فرآیندهای فرسایش خاک در این منطقه در مقایسه با سایر مناطق هیمالیا وجود دارد. اهداف مقاله حاضر ، مستند سازی ، اندازه گیری و تفسیر فرآیندهای کلیدی فرسایش خاک و ارائه تخمین میزان فرسایش در حوضه جریان خاجوری واقع در تپه های شرقی سیوالیک است. ما از پین های فرسایش برای نظارت بر فرسایش ورق ، فرسایش خندق ، زمین لغزش و فرسایش بانک جریان در طی دوره 2002 تا 2004 استفاده کردیم. فرسایش ورق از جنگل و درختچه ها به طور کلی از 0. 8-1. 2 میلی متر · سا ل-1 با میانگین فرسایش نرخ متغیر است~16 T · H A-1 · yr −1. تخمین زده می شود نرخ فرسایش خندق~14 T · H A-1 · yr −1. فرسایش از زمین لغزش به طور قابل توجهی بالاتر بود که تخمین زده می شد~26 T · H A-1 · yr −1. فرسایش بانک جریان به طور گسترده ای از 0. 03 تا 0. 25 متر · · −1 با میانگین نرخ فرسایش متغیر بود~8 T · H A-1 · yr −1. بر اساس این نرخ ها ، تخمین زده شده است که~21،000 متر 3 (64 T · هکتار - 1) رسوب سالانه در حوضه آبریز فرسایش می شد. در مقایسه با نرخ فرسایش مناطق دیگر هیمالیا ، این نرخ ها به طور قابل توجهی بیشتر است.

1. معرفی

فرسایش خاک یکی از موضوعات مهم زیست محیطی اکوسیستم های کوهستانی است [1]. فرسایش خاک ممکن است منجر به از بین رفتن خاک بالا ، کاهش ظرفیت آب خاک ، باروری خاک و همچنین مهار رشد پوشش گیاهی شود [2،3،4]. آگاهی از تعامل رانندگان ژئومورفولوژیک در یک حوضه در رابطه با فرسایش خاک و تخریب زمین توسط بسیاری از مطالعات در سراسر جهان انجام شده است [1،5،6]. طی چند دهه گذشته ، نپال هیمالیا مورد توجه مطالعات تحقیقاتی بیشماری قرار گرفته است که به بررسی روابط بین اجزای مختلف هیدرولوژی و ژئومورفولوژی بویژه بارندگی ، رواناب ، فرسایش خاک ، از بین رفتن رسوب ، استفاده از زمین و تأثیرات اجتماعی و اجتماعی در طیف گسترده ای از فضایی می پردازد. و مقیاس های زمانی. تحقیقات قابل توجهی در مورد مسائل فرسایش خاک که بیشتر در منطقه کوهستان میانه متمرکز شده است [7،8،9،10،11،12] و تعداد معدودی در هیمالیا عالی انجام شده است [13،14]. گاب و همکاران.[13] با تجزیه و تحلیل داده های جریان از 10 ایستگاه سنجش رودخانه در هیمالیا بالا ، رابطه بالقوه بین بارندگی ، فرسایش ، تکتونیک و توپوگرافی را مورد بررسی قرار داد و دریافت که میزان فرسایش سالانه با تخلیه جریان و بارش افزایش می یابد. میانگین فرسایش از 0. 3 تا 2 میلی متر · سا ل-1 متغیر بود.

از دست دادن خاک از زمین لغزش مهمترین نوع فرسایش در مناظر تپه ای شیب دار است [8]. بسیاری از مطالعات نشان داده اند که سهم رسوب از زمین لغزش در حوضه تپه شیب دار به طور قابل توجهی بالاتر از فرسایش ورق است ، به عنوان مثال ، [15]. علاوه بر این ، فرسایش خندق ممکن است یک منبع رسوب مهم در طیف وسیعی از محیط ها باشد [16،17] و همچنین به عنوان یک شاخص حساس از تغییرات محیطی عمل می کند [18]. خندق ها می توانند مقدار زیادی از خاک را از بین ببرند ، حتی اگر چگالی خندق معمولاً زیاد نباشد. پوسن و همکاران.[17] گزارش داد که فرسایش خندق می تواند بین 10 تا 94 درصد از دست دادن کلی خاک از یک منطقه کمک کند. چاپلوت و همکاران.[19] گزارش میزان فرسایش خندق از سیستم زمین شیب زراعی شیب لاس شمالی که در آن فرسایش خطی (Rills and Gullies) از 0. 1 تا 2. 4 T · H A-1 · · y r-1 متغیر است. فرآیندهای مختلف زمین لغزش و حرکت جرم نیز به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است ، به عنوان مثال ، [9،20]. با این حال ، اندازه گیری فرسایش و تعیین میزان تولید رسوب از این فرآیندها محدود است. گافور و همکاران.[21] گزارش از دست دادن رسوب 30 T · H A-1 · · · 1 از قسمت مرتفع یک حوضه آبریز در بنگلادش به دلیل تغییر کشت در حالی که عملکرد متوسط رسوب منطقه ای مرتبط با کشت تغییر یافته 1. 2 تن در هکتار تخمین زده شده است−1 · yr −1. این حقایق نشان می دهد که فرسایش خاک و میزان از دست دادن رسوب بسته به نوع منابع رسوب و سایر عوامل مرتبط با پوشش زمین ، توپوگرافی ، آب و هوا و مدیریت کاربری اراضی به طور قابل توجهی متفاوت است.

Siwalik Hills یکی از شکننده ترین و آسیب پذیرترین اکوسیستم های هیمالیا در نظر گرفته می شود [22] که فرآیندهای خاک و لغزش زمین تا حدی به دلیل موقعیت مکانی در منطقه حرکت پوسته فعال بسیار فعال است [23]. با این حال ، به طور مقایسه ای دانش بسیار محدودی در مورد فرسایش و فرآیندهای فرسایش خاک در این منطقه وجود دارد. Siwalik Hills یک رشته کوهستانی گرمسیری اخیر از نظر زمین شناسی است که با زمین شیب دار و بسیار جدا شده مشخص می شود. این منطقه که به عنوان کوهپایه های هیمالیا شناخته می شود ، بین دشت دشت Terai و دامنه کوه میانه واقع شده است. رژیم بارندگی شدید موسمی محور ، تسکین محلی بالاتر و شکل گیری زمین شناسی ضعیف منجر به تشکیل شکل های زمینی مانند Rills ، خندق ، زمین لغزش کم عمق و بانک های قطع شده جریان شده است [22]. نسبت این شکل های زمینی در تپه های Siwalik 10 برابر بیشتر از منطقه کوهستان میانه بود حتی اگر هر دو منطقه متعلق به یک رژیم بارندگی مشابه باشند [24]. به دلیل این فرآیندهای فرسایش فعال ، منطقه هر سال مقدار قابل توجهی رسوب را از دست می دهد و منجر به تخریب زمین در خود منطقه و رسوب رسوب بیشتر در پایین دست در دشت دشت Terai می شود [25]. از این رو ، درک فرآیندهای فرسایش خاک و رسوب در تپه های Siwalik از اهمیت بیشتری برخوردار است.

تخریب جنگل ، که از طریق کاهش پوشش جنگل و فرسایش خاک حاصل از آن ، یک مشکل جدی در نپال است [26]. در طی چند دهه گذشته ، جنگل زدایی گسترده شده است و مناطق قابل توجهی از جنگل ها به دلیل رشد جمعیت ، تنظیم مجدد آن و توسعه زیرساخت ها تخریب شده اند [27]. در این منطقه ، مطالعات عمدتاً بر درک تغییر کاربری اراضی ، فرآیندهای فرسایش مانند زمین لغزش و خندق ، به عنوان مثال ، [7،28] و مدل سازی فرسایش طولانی مدت خاک [29] متمرکز شده است. تخمین رسوب فرسایش یافته از این فرآیندها [30]. تقریباً هیچ مطالعه ای انجام نشده است که بر درک انواع مختلف منابع رسوب و تعیین میزان فرسایش بر اساس اندازه گیری های مستقیم میدان و مشاهده متمرکز شود. اهداف مقاله حاضر ، مستندسازی ، اندازه گیری و تفسیر فرآیندهای کلیدی فرسایش خاک و برآورد میزان فرسایش در حوضه مطالعه تپه های Siwalik است. داده ها و اطلاعات جمع آوری شده در این زمینه و خروجی از این مطالعه برای برنامه ریزی و طراحی اقدامات کنترل فرسایش به منظور جلوگیری از تخریب زمین و محافظت از محیط تپه های Siwalik مفید خواهد بود.

2. منطقه مطالعه

حوضه مطالعه (به نام خواجوری ،~4. 6 کیلومتر 2) زیرزمینی از دره رودخانه Trijuga ، نپال شرقی (26 ° 47′35 ″ N ، 86 ° 39′11 ″ E) است (شکل 1A). حوضه حوض~165 متر A. S. L. در سیلاب کم ارتفاع به~370 m a.s.l. on the ridge. Geomorphological classification indicated three distinct divisions: Hills (>280 متر A. S. L.) ، تراس (200-280 متر A. S. L.) و سیلاب ()

پوشش جنگل برگریز گرمسیری (عمدتاً Shorea Robusta) بر بالای بالای حوضه حاکم است [31] در حالی که دسترسی وسط شامل ترکیبی از جنگل ، درختچه ها و کشت تراس است (شکل 1B). دسترسی پایین بیشتر شامل ترکیبی از شهرک و کشت انسان است. این منطقه با شرایط آب و هوایی گرمسیری مرطوب مشخص می شود که در آن میانگین دمای روز زمستان بین 22 درجه سانتیگراد و 27 درجه سانتیگراد و دمای تابستان از 37 درجه سانتیگراد است [27]. میانگین بارندگی سالانه 1875 میلی متر است که در لاهان و گیت اندازه گیری می شود [32]. حوضه آبریز دارای بسیاری از آب های شاخه ای و مسیرهای جریان بیشمار زهکشی است که بیشتر از قسمت فوقانی و میانه حوضه سرچشمه می گیرند. انواع مختلف فرسایش خاک در حوضه آبریز ، فرسایش عمدتاً ورق ، فرسایش خندق ، فرسایش بانک رودخانه و زمین لغزش مشهود بود (شکل 2).