روند تغییرات شوری خاک و ارتباط آن با متغیرهای اقلیمی (مطالعه موردی: کرج)

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

2 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، دانشکده مهندسی و فناوری کشاورزی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران.

3 گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران.

چکیده

در این پژوهش، از اطلاعات اقلیمی شامل: رطوبت نسبی، سرعت باد، دمای خاک و همچنین شوری اعماق مختلف خاک (پنج، 10، 20، 30، 50 و 100) سانتی‌متر مربوط به بازه زمانی ده‌ساله (2017-2008) با هدف بررسی روند ارتباط پارامترهای اقلیمی و نوسانات شوری خاک استفاده شد. همچنین از آزمون هرست برای یافتن واریانس کافی داده‌ها جهت تحلیل روند سری‌های زمانی، و آزمون من-کندال، اسپیرمن و رگرسیون چند متغیره برای تجزیه و تحلیل داده‌ها استفاده شد. نتایج نشان داد که تمامی پارامترهای موردمطالعه با توجه به ضریب هرست بزرگتر از 5/0، از واریانس کافی جهت تحلیل روند سری‌های زمانی برخوردار هستند. نتایج آزمون من-کندال و اسپیرمن نشان داد که در لایه‌های سطحی خاک (5 و 10 سانتی‌متر)، با گذشت از بازه ده‌ساله موردنظر، شوری خاک روند نزولی گرفته و رو به کاهش است. اما در لایه‌های عمیق (20، 30، 50 و 100 سانتی‌متر)، هر دو آزمون روند افزایشی و صعودی را داشته و عمق 50 و 100 سانتی‌متر، دارای روند افزایشی معنی‌دار در سطح 5 درصد می‌باشد. از آنجا که تمرکز ریشه در اکثر محصولات در عمق 30 سانتی‌متر است، نتایج آزمون رگرسیون چند متغیره نشان داد که دمای عمق پنج سانتی‌متر و متوسط رطوبت نسبی هر کدام با 16 درصد و متوسط سرعت نسبی با 6 درصد به ترتیب بیشترین و کمترین تأثیر را بر شوری عمق مذکور خاک داشته‌اند. همچنین در چهار عمق از شش عمق موجود، دمای عمق پنج سانتی‌متر خاک بیشترین تأثیر را بر شوری اعماق مختلف خاک داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Trends of Soil Salinity Changes and Its Relation to Climate Variables

نویسندگان [English]

  • Masoud Pourgholam Amiji 1
  • Mohammad Ansari Ghojghar 2
  • Mojtaba Khosh Ravesh 3
  • Abdolmajid Liaghat 2
1 Ph.D Candidate, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture Engineering & Technology, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran
2 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, Faculty of Agriculture Engineering & Technology, Campus of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran.
3 Assistant professor, Water Engineering Department, Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University, Sari, Iran.
چکیده [English]

This research was used from climate information such as average humidity, average wind speed, soil temperature and salinity of different soil depths (5, 10, 20, 30, 50, and 100 centimeters) in 10 years (2008-2017). The purpose of this study was to investigate the relationship between climate parameters and soil salinity fluctuations. Also, Hurst test to find enough variance of the data to analyze the time series trend, and Mann-Kendal, spearman, and multivariate regression tests were applied for data analysis. The results showed that all parameters of the study based on the Hurst coefficient bigger than 0.5, had a significant variance for time series analysis. The results of Mann-Kendal and spearman tests showed that in surface soil layers (5 and 10 cm) after 10 years period, the soil salinity had a descending trend. However, both tests had an increasing trend in deeper layers (20, 30, 50 and 100 cm) and at depths of 50 and 100 cm observed the significantly increasing trend at a 5% level. As far as the root centralization is mostly in depth of 30 cm, the multivariate regression test illustrated that the temperature in depth of 5 cm and average relative humidity (each 16%) and average speed of 60% had the most and the least effect, respectively on the soil salinity in the mentioned soil depth. Also, in four depths of six depths, the temperature in depth of 5 cm was the most effect on soil salinity of different soil depths.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Climate Parameters
  • Man-Kendal and Spearman
  • Multivariate Regression
  • Salinity Variations
اکبری نودهی، د. 1396. تأثیر تنش خشکی در مراحل مختلف رشد بر عملکرد و راندمان مصرف آب ذرت. مدیریت آب و آبیاری. 7 (2): 318-305.

بذرافشان، ا. و دهقان­پیر، ش. 1395. برآورد دمای خاک در اعماق مختلف با استفاده از متغیرهای هیدرواقلیمی در بیابان‌های ساحلی (مطالعه موردی: بندرعباس). سامانه­های سطوح آبگیر باران. 4 (10): 24-13.

پارسافر، ن. و معروفی، ص. 1390. برآورد دمای عمق‌های مختلف خاک از دمای هوا با به‌کارگیری روابط رگرسیونی، شبکه عصبی و شبکه عصبی-فازی (مطالعه موردی: منطقه کرمانشاه). دانش آب و خاک. 3 (21): 152-139.

پورغلام آمیجی، م.، لیاقت، ع.، نازی قمشلو، آ. و خوش‌روش، م. 1397. ارزیابی مدل Drainmod-S برای شبیه‌سازی نوسانات سطح ایستابی و غلظت نمک در نیمرخ خاک، در اراضی شالیزاری دارای سطح ایستابی کم‌عمق و شور. نشریه آبیاری و زهکشی ایران. 12(6): 1434-1418.

زارعی، ع. و مقیمی، س. م. م. 1395. پیش­بینی و بررسی متوسط دمای ماهانه با استفاده از مدل­های سری زمانی. مهندسی آبیاری و آب. 7 (12): 151-142.

سالاری، ا.، توکل صدرآبادی، م.، زارعی، ع. و بهرامی، م. 1394. ارزیابی شاخص­های اقلیمی و روند کلی تغییرات اقلیم؛ مطالعه موردی: ایستگاه سینوپتیک شیراز. مهندسی آبیاری و آب. 6 (22): 150-138.

شریفی، ا.، افضلی گروه، ا. و بابایی، م. 1398. شناسایی چالش های توسعه کشاورزی پایدار در جنوب استان کرمان. جغرافیا و پایداری محیط. 9 (1): 106-91.

فاطمی، ا.، حافظ پرست مودت، م و رحیمی فر، ه. 1396. هیدرولوژی استوکستیک و کاربردهای آن. انتشارات دانشگاه رازی کرمانشاه. چاپ اول، 364 ص.

مومنی، ع. 1389. پراکنش جغرافیایی و سطوح شوری منابع خاک ایران. پژوهش‌های خاک (علوم خاک و آب). 24 (3): 215-203.

نجارچی، م.، شکری، ح. ر.، جعفری­نیا، ر.، مختاری، ش. و علیزاده. ح. ع. 1398. بهینه­سازی الگوی کشت و منابع آب در سطوح مختلف آبیاری برای مناطق گرم و خشک (مطالعه موردی، دشت­های دهلران استان ایلام). تحقیقات آب و خاک ایران. 50 (6): 1361-1351.

Al-Najar, H. and Ashour, E.K. 2013. The impact of climate change and soil salinity in irrigation water demand on the Gaza Strip. Journal of water and climate change. 4(2): 118-130.

Chaieb, G., Abdelly, C. and Michalet, R. 2019. Interactive effects of climate and topography on soil salinity and vegetation zonation in North‐African continental saline depressions. Journal of Vegetation Science. 30(2): 312-321.

Chen, J. and Mueller, V. 2018. Coastal climate change, soil salinity and human migration in Bangladesh. Nature Climate Change. 8(11): 981-985.

Dasgupta, S., Hossain, M. M., Huq, M. and Wheeler, D. 2018. Climate change, salinization and high-yield Rice production in coastal Bangladesh. Agricultural and Resource Economics Review. 47(1): 66-89.

Djaman, K., Balde, A. B., Rudnick, D. R., Ndiaye, O. and Irmak, S. 2017. Long‐term trend analysis in climate variables and agricultural adaptation strategies to climate change in the Senegal River Basin. International Journal of Climatology. 37(6): 2873-2888.

Granero, M. S., Segovia, J. T. and Pérez, J. G. 2008. Some comments on Hurst exponent and the long memory processes on capital markets. Physica A: Statistical Mechanics and its applications. 387(22): 5543-5551.

Iqbal, T. 2016. Rice straw amendment ameliorates harmful effect of salinity and increases nitrogen availability in a saline paddy soil. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences.

Jacobs, A. F., Heusinkveld, B. G. and Holtslag, A. A. 2011. Long-term record and analysis of soil temperatures and soil heat fluxes in a grassland area, The Netherlands. Agricultural and Forest Meteorology. 151(7): 774-780.

Rahman, M. S., Di, L., Eugene, G. Y., Tang, J., Lin, L., Zhang, C. ... and Gaigalas, J. 2018. Impact of Climate Change on Soil Salinity: A remote sensing based investigation in Coastal Bangladesh. In 2018 7th International Conference on Agro-geoinformatics (Agro-geoinformatics), (pp. 1-5). IEEE.

Rahman, S., Sarker, M. R. H. and Mia, M. Y. 2017. Spatial and Temporal Variation of Soil and Water Salinity in the South‐Western and South‐Central Coastal Region of Bangladesh. Irrigation and drainage, 66(5): 854-871.

Sarker, M. A. R., Alam, K., & Gow, J. (2012). Exploring the relationship between climate change and rice yield in Bangladesh: An analysis of time series data. Agricultural Systems. 112: 11-16.

Susmita, D., Hossain, M. M., Mainul, H. and Wheeler, D. 2014. Climate change, soil salinity, and the economics of high-yield rice production in coastal Bangladesh. Policy Research Working Paper-World Bank, (7140).

Yeşilırmak, E. 2014. Soil temperature trends in Büyük Menderes Basin, Turkey. Meteorological Applications. 21(4): 859-866.