نویسندگان

• اصغر مصلح‌آرانی
• حمیدرضا عظیم‌زاده

استادیار دانشکده منابع طبیعی و کویرشناسی و پژوهشکدة مناطق خشک و بیابانی دانشگاه یزد، ایران

چکیده

حلقه‌های گیاهی با اندازه‌های مختلف توسط گونه‌هایی از تیره زنبق، گندمیان، اویارسلام و بعضی تیره‌های دیگر در مناطق نیمه‌خشک تشکیل می‌شود. مکانیسم تشکیل حلقة نوعی واکنش به خشکسالی و سازش با شرایط کمبود منابع آب است. تا‌کنون نقش این گیاهان در نفوذ آب به خاک و تاثیر توسعة این گونه‌ها در هیدرولوژی حوزه‌های آبخیز کمتر مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش نفوذ تجمعی و شدت نفوذ آب در درون حلقه‌های گیاهی دو گونة Iris songarica وScripoides holoschoenus اندازه‌گیری شد. نفوذ تجمعی و شدت نفوذ در خاک بین حلقه‌های گیاهی نیز به عنوان محدودة فاقد پوشش (شاهد) نیز اندازه‌گیری شد. اندازه‌گیری نفوذ‌ تجمعی و شدت نفوذ به کمک استوانه‌های زوجی انجام پذیرفت. نفوذپذیری در سه تکرار برای هر گیاه که به‌طور تصادفی انتخاب گردید ,تکرار شد. در خاک بین حلقه‌ها نیز در سه تکرار مقادیر نفوذ تجمعی و شدت نفوذ به‌دست آمد. در هر اندازه‌گیری نفوذ فاصله‌های زمانی، پنج دقیقه در نظر گرفته شد تا زمانی که نفوذ آب به خاک یا درون حلقه گیاهی ثابت گردید. در بیشتر مدل‌های برآورد عمق و حجم رواناب سطحی در حوزة آبخیز مانند نرم‌افزار HEC-HMS از معادله‌های نفوذ استفاده می‌شود. دانستن اجزاء معادله‌های نفوذ گرین-آمپت و هورتون داخل حلقة زنبق، حلقة اویارسلام و در خاک منطقة بدون پوشش، کمک می‌کند تا از داده‌های ورودی دقیق‌تر برای اجراء مدل‌های هیدرولوژی استفاده کرد. کارایی مدل‌های گرین-امپت و هورتون در برآورد نفوذ با محاسبة ضریب کارایی ناش- ساتکلیف به‌دست آمد. نتایج حاصل از آزمون t جفت شده نشان داد؛ بین شدت نفوذ آب و نفوذ تجمعی دو تیمار گونه‌های با پوشش حلقه‌ای و خاک بین حلقه‌ها اختلاف معنی‌داری وجود دارد (01/0p<). مقادیر نفوذ تجمعی پس از یک ساعت برای زنبق، اویارسلام و خاک لخت به ترتیب 8/2±5/56، 4/5±5/89 و3/1±7/42 میلی‌متر به‌دست آمده است. شدت نفوذ اشباع برای زنبق2 ±6/39، آویارسلام 7/2±54 و شاهد 4/1±6/27 میلی‌متر بر ساعت محاسبه شد. این اختلاف به علت نفوذ بیشتر آب در مرکز حلقة گونه‌های گیاهی، حاکی از اثر مثبت زیتوده ریشه و بافت‌های مرده در مرکز حلقه می‌باشد. کارایی مدل‌های گرین-امپت و هورتون در برآورد شدت نفوذپذیری در الگوی پوشش حلقه‌ای و شاهد در حد قابل قبول از نظر شاخص ناش ساتکلیف قرار دارد.

کلیدواژه‌ها

• رشد حلقه‌ای
• گرین- آمپت
• ناش ساتکلیف
• نفوذپذیری
• هورتون

عنوان مقاله [English]

Comparison of Infiltration Rate in Bare Soil and Ring-shaped Growth Pattern of Iris songarica and Scripoides holoschoenus species and Evaluation of Green-Ampt and Horton Infiltration Models

نویسندگان [English]

• Asghar Mosleh Arani
• Hamidreza Azimzadeh

چکیده [English]

Plant cover is one of the most important factors affecting infiltration rate of water into the soil and decreasing runoff. Distribution of plants in arid and semi-arid areas is almost patchy and form different patterns. One of the fascinating patterns is ring-shaped growth pattern. Ring patterns of varying size are formed by clonally reproducing grasses, sedges and even shrubs growing in resource-limited (water and nutrient) environments. Study on the role of ring pattern in infiltration rate is lacking. In this study infiltration rate was compared between ring patterns formed by Iris songarica and Scripoides holoschoenus and soil without plant cover (bare soil). Infiltration rate was measured by double ring in different time interval until infiltration was constant. Infiltration models efficiency were analyzed by calculation Nash-Sutcliffe coefficient. Result from paired T test analysis showed that infiltration rate was significantly different between two plants and also with bare soil (p<0.01). The results showed the cumulative infiltration rate for Iris, Scripoides and bare soil were 56.5±2.8, 89.5±5.4 and 42.7±1.3mm, respectively. On the other hand, infiltration rate for Iris, Scripoides and bare soil were 39.6±2.0, 54±2.7 and 27.6±1.4 mm/hr, respectively. The root system and dead parts of plants in center of the rings were responsible for high infiltration rate in two plants. It is concluded that formation of ring is an adaptive characteristic of plant to use rainfall in one hand and in another hand it would increase groundwater level. Nash Sutcliffe ranges showed Green-Ampt and Horton models are in acceptable levels of performance for predicting infiltration rate of vegetal ring patterns and bare soil.

کلیدواژه‌ها [English]

• Green-Ampt
• Horton
• Infiltration
• Nash-Sutcliffe
• Ring pattern