مقدمه و کلیات

1-1 مقدمه

كشور ایران علی­رغم وسعت زیاد در زمره كشورهای كم جنگل دنیا محسوب می شود و امروزه بخشی از نیاز چوبی خود را از طریق واردات تأمین می نماید. تنها بخش كوچكی از این سرزمین (جنگل های شمال) پوشیده از جنگل های تجاری بوده كه قسمتی از نیازهای چوبی كشور توسط این جنگل­ها برآورده می­شود. تقریبا” تمامی گرده­بینه­های بهره­برداری شده توسط چوبكش­های زمینی[1] از عرصه­های جنگلی شمال كشور خارج می­شوند. در واقع می­توان گفت چوبكشی زمینی معمول­ترین روش مورد استفاده برای خروج چوب است (Wasterlund and Hassan, 1995).

چوبكش­ها ماشین­آلات سنگینی هستند كه تردد آنها در مسیرهای چوبكشی جنگل الزاما” پیامدها و عوارض نامطلوبی به همراه دارد. كوبیدگی[2] خاك نخستین پیامد تردد اسكیدرها می­باشد (Johns et al., 1999; Pinard et al., 2000; Lacey and Ryan, 2000; Defossez and Richard, 2002; Buckley et al., 2003; Gondard et al., 2003; Godefroid and Koedam, 2004; Hamza and Andersson, 2005;) كه به واسطه وزن ماشین با بار، لرزش موتور و بكسباد چرخ­ها، خاك مسیرهای چوبكشی را به عنوان جسم ضعیف متراكم می­نمایند و موجب كاهش نفوذپذیری[3] آب و هوا در خاك (Malmer and Grip, 1990; Gysi et al., 1999; Grigal, 2000) و افزایش روانآب[4] (Braunack, 1986; Croke et al., 1999; Buckley et al., 2003) می­گردند. همچنین در اثر تردد اسكیدرها در مسیرهای چوبكشی كه عملا” هیچ گونه عملیات تثبیت یا روسازی در آنها صورت نگرفته است موجب ایجاد شیار[5] (Quesnel and Curran., 2000; MacDonald et al., 2001; Eliasson, 2005) و جابجایی[6] خاك (Woodward, 1996; Trautner and Arvidsson, 2003) می­گردند. رواناب حاصل از بارش در شیارهای مسیرهای چوبكشی جاری می­شود و فرسایش[7] خاك را تشدید می­نماید (Xu et al., 2000; Rapp et al., 2001; Hartanto et al., 2003; Nugent et al; 2003) از آنجایی كه خاك مسیرها در اثر تردد دست خورده و جابجا می­شوند و پوشش­ محافظ سطحی خاك از بین می­رود فرسایش خاك در مسیرهای چوبكشی به مراتب بیش از عرصه­های دست نخورده می­باشد (Woodward, 1996; Croke et al., 1999). میزان كوبیدگی، جابجایی و فرسایش خاك به نوع ماشین چوبكشی بستگی دارند (Ayers, 1994) و در شرایط یكسان محیطی و كاری، میزان خسارت ماشین­آلات مختلف یكسان نیست. از این رو لازم است ماشین­آلات مختلف از نظر میزان خساراتی كه به جنگل وارد می­نمایند، مورد ارزیابی قرار گیرند و شرایط مناسب و بحرانی هر ماشین تعیین گردد. از نتایج حاصله می­توان در تخصیص بهینه ماشین­آلات با هدف كاهش میزان خسارت وارده استفاده نموده و معیار فعلی انتخاب و خرید ماشین­آلات جدید چوبكشی یعنی كاهش هزینه­های تولید ماشین به كاهش هزینه­های تولید ماشین و كاستن خسارت به عرصه را ارتقا داد. وسعت و شدت اثرات چوبكشی تحت تاثیر عواملی چون نوع ماشین، نوع عملیات (برش یكسره یا برش گزینشی)، تعداد تردد، توپوگرافی منطقه، رطوبت خاك[8] حین عملیات و طراحی مسیر چوبكشی قرار دارد (Laffan et al., 2001; Kolka and Smidt, 2004; Demir et al., 2007). این تحقیق به ارزیابی یك نوع اسكیدر رایج كشور (HSM904) از نظر خسارات وارده به مسیر چوبكشی در شرایط مختلف تردد (تعداد) و شیب طولی مسیر چوبكشی می پردازد و تلاش می­نماید كه تاثیر این عوامل و كاربری اسكیدر را از نظر خسارات وارده تعیین نماید.

تحقیق حاضر سعی دارد با در نظر گرفتن روند تدریجی تغییرات در كوبیدگی، شیاری شدن، جابجایی عمودی، تولید رواناب و هدررفت خاك[9] و تعیین سطح آستانه كوبیدگی مسیرهای اسكیدررو در ترددها و شیب­های طولی مختلف مسیر چوبكشی به سؤالات اساسی زیر پاسخ دهد:

1- تراكم خاك با  شیب طولی مسیر و تعداد تردد چه ارتباطی دارد؟

2- وضعیت و میزان فرسایش ناشی از ماشین در شیب­ها و ترددهای مختلف چگونه است؟

3- چه ارتباطی بین عمق شیار با شیب طولی و تعداد تردد وجود دارد؟

4- روند کاهش رطوبت خاک در ترددها و شیب­های مختلف چگونه است؟

این مطلب را هم بخوانید :

5- وضعیت كلی تخریب خاك[10] در مسیرهای چوبكشی چگونه است؟

بر همین اساس، فرضیه­هایی كه این تحقیق در پی رد یا اثبات آنهاست، به شرح زیر می­باشند:

1- میزان كوبیدگی خاك در شیب های طولی مختلف تفاوت معنی­داری ندارد.

2- اختلاف فرسایش خاك ایجاد شده در شیب­های طولی و ترددهای متفاوت معنی­دار است.

3- عمق شیار ایجاد شده در شیب­ها و ترددهای مختلف یكسان نیست.

4- اختلاف میزان رطوبت خاک در شیب­ها و ترددهای مختلف معنی دار است.

5- وضعیت كلی تخریب خاك در كلیه مسیرهای چوبكشی بسیار شدید می­باشد.

1-2 كلیات

تخریب خاك به هر گونه تغییر در خصوصیات خاك گفته می­شود كه سبب كاهش تولید  شده و می­تواند به عنوان شاخصی از اثرات زیست محیطی مطرح گردد (Quesnel and Curran, 2000). به عبارت دیگر تخریب خاك شامل كوبیدگی خاك (Buckley et al., 2003)، جابجایی لایه لاشبرگ (Demir et al., 2007)، تركیب لایه لاشبرگ با خاك سطحی (Makineci et al., 2007)، جابجایی خاك سطحی (Arvidsson et al., 2001)، شیاری شدن (Eliasson., 2005)، فرسایش و تغییرات هیدرولوژی دامنه می­باشد (Rab, 1994). تحقیقات در زمینه تخریب خاك جنگل از سالها پیش آغاز و با توجه به اهمیت موضوع تا كنون نیز ادامه دارد.

1-2-1 كوبیدگی

كوبیدگی به عنوان نخستین پیامد تردد اسکیدرها فرایندی است كه در آن ذرات خاك در پاسخ به نیروی اعمال شده وضعیت ترتیبی جدیدی[11] به خود می­گیرند (Rab et al., 2005) و یا كاهش حجم خلل و فرج[12] جرم معینی از خاك موجب افزایش وزن مخصوص ظاهری[13] خاك می­گردد (Webb, 2002). فشار مورد نیاز برای كوبیدگی ممكن است از بارندگی، رشد ریشه گیاهان، تردد انسان و دام و نیز وزن پوشش گیاهی و خود خاك نشأت گیرد (Greacen and Sands, 1980). به هر حال نیروی اصلی ایجاد كننده كوبیدگی در خاك­های جنگلی ماشین­آلات مورد استفاده در مدیریت و بهره­برداری همانند اسكیدرهای چرخ زنجیری[14] وچرخ لاستیكی[15] هستند (Greacen and Sands, 1980). ماشین­آلات سه نیروی اصلی كوبیدگی شامل نیروی عمودی وارد از طرف بار دینامیك چرخ­ها، تنش برشی[16] از طرف بكسباد[17] چرخ­ها و لرزش[18] چرخ­ها از طریق موتور به خاك وارد می­كنند (Kozlowski, 1999).

خاك تشكیل شده از ذرات جامد و حفراتی كه با آب یا هوا پر شده­اند، افزایش وزن مخصوص مجموع تخلخل خاك را كاهش می­دهد. حفرات موجود در خاك دارای اندازه و ابعاد متنوع هستند كه اصولاً به وسیله بافت و ساختار خاك تعیین می­شوند (Webb, 2002). در طول فرایند كوبیدگی حفرات بزرگ خاك در مقایسه با حفرات ریزتر بیش­تر مستعد تخریب هستند، از این­رو كوبیدگی بیش­تر بر تخلخل­های بزرگ خاك تاثیر می­گذارد (Yavuzcan et al., 2005). تخلخل­های بزرگ نقش مهم­تری در نگهداشت آب و هوا ایفا می­كنند. علاوه بر این شرایط مطللوبی برای گسترش ریشه و رشد گیاهان و جانوران خاك ایجاد می­كند (Greacen and Sands, 1980). در پی كاهش تخلخل­های بزرگ در اثر كوبیدگی حركت آب و هوا در خاك كاهش یافته و محدودیت­های فیزیكی در مقابل نفوذ ریشه­ها ایجاد می­شود (Trautner and Arvidsson, 2003).

1-2-2 جابجایی

طبق تعریف جابجایی عبارت از هر حرکت فیزیکی مواد خاکی ناشی از تردد تجهیزات چوبکشی و حرکت تنه­ها است. جابجایی شامل برداشت خاک به وسیله تجهیزات، تایرها، تنه­ها و بی حفاظ ماندن مواد زیر سطحی است (Quesnel and Curran, 2000) منظور از جابجایی در اینجا حرکت مواد خاکی در اثر فرسایش نیست. جابجایی به همراه کوبیدگی دو تخریب عمده خاک­های جنگلی هستند (Tan et al., 2005). عوامل اصلی تعیین کننده جابجایی خاک شامل شیب، وضعیت دامنه، نوع و کیفیت روش چوبکشی مورد استفاده در چوبکشی زمینی می­باشد (Williamson and Neilsen, 2003).

1-2-3 شیاری شدن[19]

بنا به تعریف کانال ایجاد شده به طول حداقل 2 متر و عمق حداقل 5 سانتی­متر در زیر چرخ ماشین­آلات چوبکشی است (MacDonald et al., 2001). شیاری شدن عموماً در ظرفیت­های رطوبتی بالا و در ترکیب با کوبیدگی اتفاق می­افتد (Pöyry, 1992). شیار ایجاد شده سبب قطع زهکش زیر سطحی (Aust et al., 1993) شده و به واسطه ایجاد کانال و كاهش نفوذپذیری در بستر به علت كوبیدگی، رواناب افزایش یافته و در نهایت سبب فرسایش خاک می­شود (Pöyry, 1992). از دیگر اثرات شیاری شدن وارد شدن صدمات فیزیكی به سیستم ریشه ای موجود است كه می­تواند برای درختان باقی مانده در عرصه مضر باشد. این وضعیت بیش­تر گونه­هایی كه از طریق ریشه جوش تكثیر می­كنند زیان آور می­باشد (Pöyry, 1992).

1-2-4 فرسایش

جدا شدن لایه سطحی زمین بوسیله نیروهای اعمال شده توسط آب، باد و یخ می­باشد، که میزان آن در اثر فعالیت­های انسانی به سرعت افزایش می­یابد (Rab et al., 2005). یکی از مهم­ترین عوامل تسریع کننده میزان فرسایش در جنگل، بهره­برداری و عملیات چوبکشی است (Croke et al., 2001). درجه فرسایش در عرصه­های جنگلی به فاکتورهایی چون نوع و کیفیت روش اعمال شده (Rab et al., 2005)، طول دامنه، شیب، میزان بارندگی، شدت و استمرار بارندگی، نفوذپذیری (Grigal, 2000)، تاج پوشش، تراکم نهال و عمق لاشبرگ بستگی دارد (Hartanto et al., 2003).

جابجایی تنها در زمان چوبکشی اتفاق ­افتاده حال آن که فرسایش می­تواند در طول چوبکشی و یا زمانی غیر از آن نیز به وقوع بپیوندد. فرسایش سبب تأثیرات زیان­آور در درون و بیرون از عرصه می­شود. تأثیرات درون عرصه­ای شامل کاهش حاصل­خیزی[20] در نتیجه هدررفت عناصر غذایی، مواد آلی، خاک معدنی و بیرون افتادگی خاک زیر سطحی نامطلوب است (Grigal, 2000; Hartanto et al., 2003). تأثیرات بیرون عرصه­ایی آن نیز شامل کاهش کیفیت آب، افزایش تولید رسوب و اثرات منفی روی رودخانه است (Greacen and Sands, 1980). به طور کلی در حین عملیات چوبکشی و بهره­برداری به­دلیل کاهش میزان نفوذپذیری (Pöyry, 1992; Carter and McDonald, 1996) میزان رواناب و به دنبال آن میزان فرسایش و هدررفت خاک نیز افزایش می­یابد (Greacen and Sands, 1980).

تعداد صفحه : 84

قیمت : 14700تومان