نبخاها، که با به دام انداختن شن و ماسه در بدن یک گیاه ایجاد شدهاند، در سیستم Médanos Grandes، مرکز خشک آرژانتین، در طول بهار 2009-2010 مورد مطالعه قرار گرفتند. پویایی نبخاها در سه درا (مگادون) و با در نظر گرفتن هر دو جهت بادگیر و بادگیر مورد بررسی قرار گرفت. پتانسیل رانش (DP) برای منطقه مورد مطالعه 42 بود که نشان دهنده عدم فعالیت تپه های شنی یا فعالیت کمیاب فقط در تاج ها است. حرکت غالب شن و ماسه در جهت جنوب-جنوب شرقی، با فرآیندهای کاهش تورم در ضلع جنوبی نبخاها است. همه نبخاها در مورفومتری یکنواختی نشان دادند. Tricomaria usillo گونه گیاهی غالب در فرآیند تشکیل نبخا است. و نتایج نشان داد که بین حجم نبخا و تاج پوشش مثبت و معنادار وجود دارد.
کلید واژه ها
تپه های شنی ، نبخاس ، پویایی ، پوشش گیاهی
1. مقدمه
سیستم های پساموفیلوس هم در مناطق اقیانوسی و هم در مناطق قاره ای رخ می دهند. در این آخرین، آنها محیط های خشک را اشغال می کنند که با محدوده دمایی گسترده، بارندگی کمیاب و کمبود آب سالانه بالا مشخص می شود.
این سیستمها مناطق وسیعی را در بر میگیرند که با ماسههای بادی پوشیده شدهاند که در آن باد نقش تعیینکنندهای در ساختار چشمانداز و توزیع گونههای گیاهی دارد، عمدتاً به دلیل اثر فیزیولوژیکی خشککننده و عمل مکانیکی دفن و کشف گیاهان ([ 1 ] [ 2 ]).
اثر باد بر روی تپههای ماسهای بین نوردهیها متفاوت است و شیب رو به باد در معرض حداکثر فرسایش قرار میگیرد. سرعت باد به سمت تاج افزایش می یابد. در شیب لی، با گسترش شار، باد و ظرفیت انتقال آن کاهش می یابد ([ 3 ]). این تغییر ناشی از توپوگرافی تپه های شنی بر حمل و نقل شن و ماسه ([ 4 ]) و در نتیجه ترکیب پوشش گیاهی ([ 5 ] – [ 9 ]) تأثیر می گذارد.
پوشش گیاهی با حفظ ذرات، عملکرد تله شن ( [ 10 ] – [ 12 ])، و ایجاد تپه هایی به نام نبخاس، مانع از عمل باد می شود. نبخاها معمولاً به طور کامل روی تاج تپهها توسعه مییابند که در آن حمل و نقل ماسه حداکثر است. نبخاها نوعی تپه های شنی گیاه زا در نظر گرفته می شوند که مراحل مختلف رشد را نشان می دهند ([ 13 ]). مورفولوژی آنها، مشابه تپههای ماسهای، رابطه مستقیمی با فرآیندهای فرسایش-رسوب به دلیل اثر باد متفاوت بر روی هر ژئوتوپ دارد، و توسط الگوهای رشد درختچههایی که ماسه را حفظ میکنند، کنترل میشود ([ 10 ] [ 14 ] – [ 17 ]). . طبق [ 18]، تپه های نهبکا معمولاً از طریق بازخوردهای اکوژئومورفیک که توسط برهمکنش بین رشد پوشش گیاهی و رسوبات بادی کنترل می شوند، تشکیل می شوند.
همزمان با [ 17 ]، سه مرحله رشد را می توان در نبخاها تشخیص داد: تثبیت ماسه های بادی توسط یک بوته، رشد نبخاها و بوته ها، فرسایش نبخاها و انحطاط بوته ها.
نبخاها عناصر پویا ژئومورفولوژی محیطهای شنی هستند و نقش مرتبطی در سیستم اکولوژیکی ایفا میکنند، بنابراین زیستگاههایی را برای جانوران کوچکتر (Rodentia، Iguanidae) تشکیل میدهند.
محیطهای با نبخا موارد جالبی هستند که در آن پوشش گیاهی و حملونقل بادی با هم ترکیب میشوند. و در آن توزیع بسیار ناهمگن زیست توده چند ساله، با گونه های گیاهی کم یا بدون گونه های گیاهی چند ساله بین نبخاها رخ می دهد. این امکان نرخ بالای انتقال بادی افقی را در نبخاها فراهم می کند که ممکن است بخشی از یک بازخورد مثبت باشد که در آن افزایش انتقال بادی منجر به افزایش انتقال رسوب از فضاها به نبخاها می شود ([ 19 ]).
نبخاها در آفریقا ([ 17 ] [ 20 ])، شمال چین ([ 21 ])، اسرائیل ([ 13 ] [ 22 ])، اسپانیا ([ 23 ])، نیومکزیکو [ 24 ]، و منطقه خشک آرژانتین ( [ 25 ] – [ 28 ] )، به عنوان اجزای مشترک ژئومورفولوژیکی – بیولوژیکی محیط های پساموفیل. آنها بر روی تاج تپه های شنی نیمه ثابت خطی [ 29 ] و در دره های بین تپه ای [ 30 ] نشان داده شده اند.
ساختار و فرآیندهای تشکیل نبخاها برای محیط های مختلف مورد مطالعه و بحث قرار گرفته است [ 31 ] – [ 34 ]. نویسندگان به عنوان [ 35 ] پیشنهاد کردند، به عنوان یک سادهسازی، فرآیندهای تشکیل نبخا را با تخریب خاک مرتبط کنند. دیگران به عنوان [ 28 ] هیچ تفاوت شیمیایی بین خاک های نبخا و خاک های اطراف پیدا نکردند، همه نبخاها توسط گونه های حبوبات تثبیت شده بودند، و فقط اثر مکانیکی درختچه های نگهدارنده شن را پیشنهاد کردند: ابتدا به عنوان یک مانع و بعداً نیز، با ریشه های ناخواسته شان علاوه بر این، ویژگی های تجمع نبخاها که به طور گسترده در این مناطق توسعه یافته است، می تواند به عنوان روشی برای بازسازی تغییرات محیطی استفاده شود [ 36 ].
ترکیب نبخاها بسته به محل تشکیل آنها متفاوت است: در مناطق مسطح حاوی کمتر از 50 درصد شن و ماسه با غلبه خاک لوم و خاک رس هستند [ 21 ]. در حالی که آنهایی که در دره های بین تپه های شنی هستند بیش از 90 درصد ماسه دارند [ 37 ]. با این حال، نبخاها در محیطهای پساموفیل مانند روی تپههای شنی نوع متفاوتی هستند [ 38 ].
رابطه نبخاس و پوشش گیاهی توسط [ 20 ] [ 39 ] – [ 41 ] و دیگران مورد مطالعه قرار گرفته است و به این نتیجه رسیده است که بین ریخت سنجی نبخا و ریخت شناسی گیاه رابطه قوی وجود دارد و ناهمگونی در ریخت سنجی به دلیل تفاوت در گونه های گیاهی است. پوشش.
منطقه Médanos Grandes از نظر ژئومورفولوژی ([ 42 ] – [ 44 ] و جنبه های کانی شناسی ([ 45 ]) مورد مطالعه قرار گرفته است. طبق [ 45 ]، این تپه های ماسه ای از قطعات سنگی (ولکانیت، شیست میشی، آمفیبولیت، میلونیتها، چرت، رسوبی و کلسیتها) همراه با درصدهای متوسط فلدسپات با حضور کم کوارتز، که با دریای شنی بادی پامپین و وضعیتهای آب و هوایی پیشنهاد شده توسط [ 46 ] برای یک دوره تقریباً 77000 ساله مرتبط هستند. [ 47 ]] برای شمال غربی ماسه های منطقه با سنین OSL (لومینسانس تحریک شده به صورت نوری) 40 ± 600 و 40 ± 410 سال و برای منطقه N سن OSL 500 ± 4300 سال در پایین و 4090 ± 335 سال در پایین نشان می دهد. وسط رسوبات [ 42 ] در مقیاس 1:100000، بر اساس اندازه، شکل و جهت، دو سازندهای رسوبی را متمایز می کند: دراس (تپه های شنی مگا) و تپه های شنی. این منطقه توسط الگوی پیچیده ای از تپه های شنی تشکیل شده است [ 48 ]. در حوزه مورد مطالعه تپه های مگا برچان با تپه های خطی پوشش گیاهی روی هم قرار گرفته اند.
در این مقاله ما به دنبال تجزیه و تحلیل پویایی نبخاها در رابطه با باد، شدت حرکت ماسه و درختچههای مرتبط در سیستم تپههای قارهای در جنوب-جنوب شرقی استان سان خوان هستیم.
2. مواد و روش ها
2.1. منطقه مطالعه
Médanos Grandes یک ارگ ایستا است که در جنوب-جنوب شرقی استان سان خوان، آرژانتین، بین 31˚40-67˚42’W و 32˚00’S – 68˚10’W واقع شده است ( شکل 1 ). ارتفاع تپه های شنی و امکانات کم یا عدم دسترسی مانعی برای کار میدانی است.
این منطقه بخشی از مورب خشک آمریکای جنوبی [ 49 ] و محور حداقل میانگین بارندگی در فرورفتگی وینچینا-برمجو با میانگین دمای 8.4 درجه سانتیگراد در سردترین ماه و 25.9 درجه سانتیگراد در گرمترین ماه [ 50 ] و بارندگی است. کمتر از 150 میلی متر در سال کسری آب سالانه تقریباً 1168 میلی متر است [ 51 ]. دوره با بیشترین فراوانی بادها و خشک ترین دوره بهار است [ 52 ].
پوشش گیاهی پساموفیت شامل بوتهها و علفها است و P. urvilleanum Kunth بر روی تاجهای فعال و نیمهثابت، همراه با Aristida mendocina Phil.، Neobouteloua lophostachya (Griseb.) Gould.، در میان گونههای گیاهی دیگر، با پوششی بین دیگر، غالب است. 5٪ – 35٪، و توسط استپی بیشه در تپه های ماسه ای با Tricomaria usillo Hook. & Arn.-Bulnesia retama (Gillies ex Hook. & Arn.) Griseb با حضور کم Larrea divaricata Cav.، Bougainvillea spinosa (Cav.) Heimerl.، Junellia aspera (Gillies & Hook.) Moldenke، Prosopis flexuosa DC، Prosopis flexuosa DC، praecox (Ruiz & Pav. ex Hook.) Harms، Prosopidastrum globosum (Gill. ex Hook. & Arn.) Burk، Ephedra boelckei Roig و غیره با پوشش گیاهی 65% [ 53 ]] . T. usillo که در نبخاس رایج است، گونه ای بوته ای به ارتفاع 1.8 متر و قطر تاج پوشش 1.5 متر است که معمولاً دارای 1 یا 2 ساقه به شدت منشعب است.
هجوم وسایل نقلیه خارج از جاده تنها فشار فعلی انسان است، اما رانندگان معمولاً همان مسیرها را طی می کنند. علاوه بر این، هیچ کاربری تاریخی ثبت نشده است.
پویایی نبخاها در سه درا با در نظر گرفتن هر دو جهت بادگیر و بادگیر مورد بررسی قرار گرفت.
2.2. کارهای میدانی
در مجموع 30 نبخا، 15 مورد در شیب بادگیر و 15 مورد در شیب تپه های شنی مگابرچان در یک ترانسکت به طول 1000 متر به صورت تصادفی انتخاب شد. همه نبخاهای مورد مطالعه در وسط دامنههای تپههای بزرگ قرار داشتند و بهطور تصادفی با در نظر گرفتن اینکه از نبخاهای همسایه جدا شده بودند، برای جلوگیری از تأثیرات بینبخا انتخاب شدند. هیچ نبخایی روی تاج تپه ها وجود ندارد. دشواری دسترسی به منطقه و تعداد نسبتا کم نبخاها به ما اجازه می داد که فقط با این حجم نمونه کار کنیم.
روی هر نبخای انتخاب شده، پینهای فرسایشی مدرج 1 میلیمتر به ارتفاع 20 سانتیمتر و قطر 4 میلیمتر، در لبههای شمالی، جنوبی، شرقی و غربی و در بالا قرار دادهایم. در هر یک از این سایتها از 3 پین که 20 سانتیمتر از هم جدا شده بودند استفاده کردیم، فقط به اندازهای که از تداخل بین آنها جلوگیری شود. تغییرات ارتفاع (فرسایش-رسوب) در هر پانزده روز در طول بهار 2009 (سپتامبر-دسامبر) بر روی هر پین ثبت شد. علاوه بر این، در هر نبخا، حداکثر ارتفاع و حداکثر (L) و حداقل (L) طول (در امتداد دو محور افقی عمود بر هم) را برای محاسبه حجم و رابطه بین L/l و ارتفاع ثبت کردیم.
گونه گیاهی غالب در نبخاها Tricomaria usillo (Malpighiaceae) است. در تمام نبخاها، سن T. usillo را برای تخمین زمان تشکیل نبخا به صورت دندروکرونولوژیکی تعیین کردیم. قطر ساقه در ارتفاع گردن گیاه با نوار متریک ثبت شد و رابطه بین قطر ساقه و سن بوته به صورت آماری مشخص شد.
شکل 1 . منطقه مطالعه در جنوب جنوب شرقی استان سن خوان، آرژانتین.
3. نتایج و بحث
3.1. دینامیک نبخا
با توجه به داده های آب و هوایی به دست آمده از ایستگاه هواشناسی لاس چاکریتاس (منتشر نشده)، واقع در 15 کیلومتری شمال و خارج از منطقه مورد مطالعه، بیشترین فراوانی باد با سرعت بیش از 22 کیلومتر در ساعت (سرعت بحرانی برای حرکت شن و ماسه) ( شکل) 2 ) در دوره بهار رخ می دهد و جهت بادهای جنوب شرقی، شرقی و جنوبی غالب است.
با در نظر گرفتن پتانسیل رانش (DP)، که معمولاً توسط ژئومورفولوژیستهای بادی استفاده میشود ( [ 54 ] [ 55 ] )، که با DP = (U 2 (UU t /100*t)) (که U = سرعت باد بر حسب گره، U t = 12 گره، t: زمانی که باد بالاتر از سرعت آستانه وزید – 17٪، مقدار سیستم Médanos Grandes 42 است. مقدار به دست آمده عدم فعالیت تپه های شنی یا فعالیت کمیاب آنها را فقط روی تاج ها برجسته می کند.
میانگین تغییرات در فرسایش شن و ماسه از تغییرات ارتفاع پین ها (میانگین سه پین)، در نبخاها در هر سه تپه بزرگ با در نظر گرفتن قرار گرفتن در معرض و جهت گیری ثبت شد و برای 30 نبخایی که به طور تصادفی انتخاب شده اند، نشان داده شده است. در شکل 3 و شکل 4 ، که در آن مقادیر منفی کاهش تورم را نشان می دهد.
میانگین تغییرات حرکت شن و ماسه در هر نوردهی و جهت، در شیبهای بادگیر: 0.79 سانتیمتر شمالی، 0.02- سانتیمتر شرقی، 1.46- سانتیمتر جنوب و 0.13 سانتیمتر غرب، در شیبهای شنی: 0.59 سانتیمتر شمالی، 0.48 سانتیمتر شرقی، 0.45- سانتیمتر جنوبی و 0.67 سانتی متر غرب.
شیب رو به باد و جهتگیری جنوبی تپههای بزرگ، حرکتهای عمده شنی را در اثر فرسایش نشان میدهد. روند کاهش تورم در ضلع جنوبی و فرآیند رسوب در ضلع شمالی نبخاها رخ داده است. لی نبخا شدت بادی کم را نشان می دهد و فرسایش/رسوب شن و ماسه به طور یکنواخت در همه جهت ها توزیع شده است. فرسایش در شیب رو به باد غالب است، جایی که به مقادیر بالاتر (1.48 سانتی متر) می رسد. در هر دو قرار گرفتن در معرض جهت جنوب، فرآیندهای فرسایش، همزمان با جهت باد غالب را نشان می دهد. با در نظر گرفتن تمام جهت گیری ها، تجمع عمده شن و ماسه در شیب لی رخ داده است که در مجموع به 1.74 سانتی متر می رسد. در حالی که در شیب رو به باد تنها به 0.92 سانتی متر رسید. کمترین میزان رسوب ماسه در سمت باد برای جهت غرب (0.13 سانتی متر) و بیشترین میزان رسوب در جهت شمال (0.79 سانتی متر) ثبت شد. در دامنه های لی، کمترین رسوب در جهت شرق (0.48 سانتی متر) و بیشترین در غرب (0.67 سانتی متر) بود. همه اینها نشان می دهد که نبخاها از طریق حفظ شن و ماسه فرسایش یافته عمدتاً از جهت جنوب رشد می کنند. لی نبخاها به رشد خود ادامه می دهند در حالی که آنهایی که در شیب های بادگیر هستند، به طور کلی در مرحله فرسایش هستند. [13 ] نتایج مشابهی برای تپه های شنی ساحلی اشدود (اسرائیل) یافت.
بیشترین حرکت ماسه، اما بدون تفاوت قابل توجه، در شیب رو به باد رخ می دهد، مطابق با مطالعات [ 56 ] و [ 57 ].
با در نظر گرفتن نتایج آزمون ANOVA و آزمون تعقیبی LSD (کمترین تفاوت معنی دار) [ 58 ]، هیچ تفاوت آماری بین قرار گرفتن در معرض (0.18 = p) یا جهت گیری (p = 0.38) برای مقادیر فرسایش، رسوبات و نرخ فرسایش / رسوب یافت نشد. به دلیل تنوع زیاد داده ها
برخلاف یافتههای مربوط به سایر سیستمهای تپههای ماسهای که در آن تاجها بالاترین نرخ رسوب و تفاوتهای آماری را بین مواجههها نشان میدهند [ 13 ]، در سیستم Médanos Grandes فرسایش بر تاجها غالب است و هیچ نبخایی رخ نمیدهد زیرا تنها گونهای که رشد میکند Panicum urvilleanum Kunth (Poaceae) است. ) گیاهی علفی که پوشش آن کمتر از 5 درصد است، این تفاوت احتمالاً به دلیل دو نوع تپه های شنی مختلف در اسرائیل و در سان خوان است.
با توجه به [ 57 ]، تغییرات در حرکت شن و ماسه در تالوس در درجه اول به دلیل پوشش گیاهی است. در مورد مطالعه ما،
شکل 2 . فرکانس باد (در درصد) با سرعت بیش از 22 کیلومتر در ساعت.
شکل 3 . فرسایش شن و ماسه / رسوب در نبخاهای بادگیر.
در هر دو قرار گرفتن در معرض، پوشش گیاهی بین 20٪ – 40٪ متغیر بود که تفاوت های غیر قابل توجهی را که در میانگین نرخ تجمع ثابت ماسه بین هر دو مواجهه یافت می شود توضیح می دهد. از سوی دیگر، همگنی فلورستیکی موجود در مورد ما را می توان به ثابت بودن تپه های ماسه ای با پوشش گیاهی مشابه و ترکیب فلورستیکی مرتبط دانست. به طور کلی، یک بوته زار با 20٪ – 40٪ پوشش غالب است، که در آن T. usillo با Junellia aspera، Cercidium praecox، Larrea divaricata، Prosopidastrum globosum، Bulnesia retama و Ephedra boelckei همراه است.
هیچ تفاوتی در حرکت شن و ماسه یا ترکیب فلورستیکی بین قرارگیری در سیستم تپههای شنی ثابت Médanos Grandes یافت نشد، در حالی که همبستگی قوی بین توزیع جامعه گیاهی و توپوگرافی در تپههای ماسهای ساحلی با حرکت شدید شن پیدا شد [ 5 ].
3.2. رابطه نبخا و درختچه
نبخاها از نظر شکل و اندازه متفاوت هستند [ 24 ]، با این حال آنهایی که در Médanos Grandes مورد مطالعه قرار گرفتند با آنها همگن بودند.
شکل 4 . فرسایش شن و ماسه / رسوب در لی نبخاس.
میانگین ارتفاع به ترتیب 24/0 ± 62/0 سانتیمتر و 20/0 ± 51/0 سانتیمتر در شیبهای بادگیر و آبریز و بزرگترین قطر آنها به ترتیب 5/1 ± 71/4 متر و 3/1 ± 25/4 متر است. رابطه بین نرخ L/l و ارتفاع ضریب همبستگی r2 = 0.84 (p <0.01) در سطح اطمینان 95% را نشان میدهد، که ارتفاع تخمینگر خوبی برای رابطه L/l و در نتیجه اندازه نبخا است. معادله به دست آمده L/l = 0.94 + 0.74 * ارتفاع بود. نتایج مشابهی توسط [ 20 ] در nebkhas بورکینافاسو یافت شد. از سوی دیگر، داده ها یکنواختی را در مورفومتری همه نبخاها نشان می دهد.
درختچه ای که همیشه در نبخاها وجود داشت Tricomaria usillo و در برخی موارد با Junellia aspera (در 3 nebkhas)، Bulnesia retama (در 2)، Bougainvillea spinosa (در 2)، Prosopis flexuosa (در 1) همراه بود.
برای همه نبخاها، قطر ساقه در ارتفاع گردن گیاه ثبت شد و سن T. usillo به صورت دندروکرونولوژیکی تعیین شد. قطر ساقه بین 2.50 تا 4.50 سانتی متر و سن گیاهان بین 45 تا 55 سال متغیر بود. رابطه آماری به دست آمده بین قطر ساقه و سن عبارت بود از: سن = 35.515 + (2.5956 * قطر) (n = 30؛ α = 0.05؛ r2 = 0.54).
با در نظر گرفتن نبخاهای حجم های مختلف و سن T. usillo که از قطرها تخمین زده شده است، میانگین میزان تجمع ثابت شن و ماسه برای هر ژئوتوپ به ترتیب 0.140 متر مکعب در سال و 0.155 متر مکعب در سال برای شیب به سمت باد و شیب آبریز برآورد شد. . نرخ ثابت رشد در ارتفاع 0.02 سانتیمتر در سال و 0.04 سانتیمتر در سال، برای شیب به سمت باد و لیمو، مشابه با [ 59 ] برای nebkhas با Ephedra ochreata (0.02 سانتیمتر در سال) و با Larrea divaricata برآورد شد. 0.03 سانتی متر در سال) در جنوب استان مندوزا.
میانگین ابعاد سایبان های T. usillo در منطقه مورد مطالعه عبارت بود از: در جهت باد، ارتفاع 137 سانتی متر، قطر 107 سانتی متر و حجم 0.45 متر مکعب و در شیب لیبل، ارتفاع 135 سانتی متر، قطر 113 سانتی متر و 0.48 متر. 3 در حجم. تجزیه و تحلیل رگرسیون خطی رابطه مثبت معناداری را بین حجم نبخا و حجم تاج نشان داد (1/0 = α، رو به طرف: r2 = 0.88، شیب لی : r2 = 0.75)، نتایجی که با نتایج [ 60 ] که همین رابطه را با کاراگانا تبتیکا در سرزمین های خشک مغولستان.
4. نتیجه گیری
سیستم پساموفیلوس Médanos Grandes متعلق به یک محیط کم انرژی بادی است. علاوه بر این، توسط پوشش گیاهی تثبیت می شود و تفاوت معنی داری در حرکت شن و ماسه بین شیب به سمت باد و شیب لی را نشان نمی دهد. در نتیجه، میانگین نرخ ثابت تجمع ماسه کم است. با این حال، بادهای غالب از جنوب-جنوب شرقی فرسایش را در شیب رو به باد و رسوب در شیب لی را تعیین میکنند، و بنابراین نبخاهای سوار بر دراها نشاندهنده رشد آهسته در شیب لی و وخامت متوسط در شیب رو به باد است. در نتیجه، نبخاها در این محیط پساموفیل اساساً توسط فرآیندهای بادی تشکیل شدند. علاوه بر این، این مطالعه نشان می دهد که T. usillo اثرات قابل توجهی بر به دام افتادن ماسه و سازند نبخا دارد. نبخاها مطمئناً یک شاخص قابل اعتماد برای پویایی تپه های شنی حتی در سیستم های پایدار هستند. مانند موردی که در اینجا مورد مطالعه قرار گرفت، که در آن هیچ فرآیند تخریب گیاهی یا خاک مرتبط با این پویایی یافت نشد. نبخاسی که در شیب لیلی بوده، اکنون در فاز بادگیر و در فاز فرسایش رخ می دهد.
بدون دیدگاه