Ин таҳқиқоти preprint барои омӯхтани он ки хушкӣи чуқури хок дар Платои Лёсси Чин чӣ гуна аз ҷиҳати фазоӣ тағйир меёбад, аз Томографияи муқовимати барқӣ (ERT) истифода мебарад. ERT бо чен кардани фарқиятҳои муқовимати барқии зери хок, дар бораи тақсимоти намӣ тасвири дученака пешниҳод карда метавонад.

Муҳаққиқон 82 хати гуногуни ченкунии ERT насб кардаанд; минтақаҳои гуногуни боришот, навъҳои пӯшиши растанӣ, синну соли боғҳои мевагӣ ва воҳидҳои топографиро муқоиса кардаанд. Нишондиҳандаҳои хушкӣ, ки аз ERT гирифта шудаанд, бо ченкуниҳои мустақими намии хок бо зондҳои нейтронӣ тасдиқ шудаанд.

Мувофиқи натиҷаҳо, хушкӣи чуқури хок ҳангоми кам шудани боришот шадидтар мешавад. Дар майдонҳои буттазор ва чарогоҳ хушкшавӣ қавитар ба назар мерасад, аммо омехтаи бутта-алафи табиӣ дар баъзе шароит метавонад хушкиро сабук кунад. Дар боғҳои мевагӣ бошад, бо афзоиши синну соли дарахт масрафи оби чуқур зиёд мешавад ва хушкӣ дар давраи муайяни пухтагӣ ба авҷ мерасад. Топография низ муҳим аст: сатҳҳои плато ҷиддитарин минтақаҳои хушкшавӣ ҳастанд, дар ҳоле ки системаҳои водиӣ/gully ҳамчун минтақаҳои намитар ва устувортар фарқ мекунанд.

Мушкил чӣ аст?

Намии хок барои рушди растаниҳо, истеҳсоли кишоварзӣ, барқарорсозии экологӣ ва даври об нишондиҳандаи асосӣ аст. Аммо маълумоти намии рӯизаминӣ ҳамеша кофӣ нест. Хусусан дар минтақаҳои нимхушк дар қабатҳои чуқури хок норасоии дарозмуддати об пайдо шуда метавонад. Ин ҳолат дар адабиёт Қабати хушкшудаи хок ё бо ихтисори англисӣ DSL (Dried Soil Layer) номида мешавад.

DSL ҳолатест, ки хок пас аз чуқурии муайян оби барои растаниҳо ва экосистема заруриро ба қадри кофӣ нигоҳ дошта наметавонад ва қабатҳои хушкшавии доимӣ ё нимдоимӣ эҷод мекунад. Чунин қабатҳо хусусан дар ҷангалпарварии решачуқур, боғҳои мевагӣ, буттазорҳои зич ё системаҳои алафи дарозмуддат пайдо шуда метавонанд.

Мушкил ин аст: чен кардани намӣ дар хоки чуқур осон нест. Дар усулҳои классикӣ бурғулакунӣ карда мешавад, намунаи хок гирифта мешавад ё аз нуқтаҳои муайян намӣ чен карда мешавад. Инҳо ҳам заҳматталаб ва ҳам ченкуниҳои нуқтаӣ мебошанд. Аммо дар шароити воқеии майдон хушкӣи хок дар самтҳои уфуқӣ ва амудӣ хеле тағйирёбанда буда метавонад. Як нуқта нам бошад ҳам, чанд метр дуртар метавонад хушк бошад.

Аз ин рӯ, мушкили асосии таҳқиқот чунин аст:

Хушкӣи чуқури хокро бе кофтани доимии хок ва дар майдонҳои васеъ ба таври дученака чӣ гуна назорат кардан мумкин аст?

Усул чӣ пешниҳод мекунад?

Таҳқиқот ба ин савол бо Томографияи муқовимати барқӣ (ERT) ҷавоб меҷӯяд.

ERT тавассути электродҳои дар хок ҷойгиршуда муқовимати барқиро чен мекунад. Мантиқи умумӣ чунин аст: хок ҳар қадар намтар бошад, ҷараёни барқро ҳамон қадар осонтар мегузаронад; ҳангоми хушк шудани хок муқовимати барқӣ меафзояд. Ин робита мустақим ва беайб нест, зеро сохтори хок, решаҳо, сангнокӣ, ковокӣ ва ҳарорат низ метавонанд ба қиматҳои муқовимат таъсир расонанд. Аз ин рӯ, эътимоднокии ченкуниҳои ERT бояд бо ченкуниҳои дигари намӣ тасдиқ шавад.

Муҳаққиқон дар ин кор ченкуниҳои ERT-ро бо ченкуниҳои намии зондҳои нейтронӣ муқоиса кардаанд. Зонди нейтронӣ усули классикитар ва мустақимтарест, ки намии хокро дар тӯли хати бурғулакунӣ аз рӯи чуқурӣ чен мекунад. Ҳамин тавр, он ки тасвирҳои дученакаи ERT намии чуқури хокро то чӣ андоза хуб инъикос мекунанд, санҷида шудааст.

Тарҳи таҳқиқот хеле васеъ сохта шудааст:

• Минтақаҳои гуногуни боришот омӯхта шудаанд.
• Навъҳои гуногуни пӯшиши растанӣ муқоиса шудаанд.
• Боғҳои себи синну соли гуногун арзёбӣ шудаанд.
• Воҳидҳои топографӣ ба монанди плато, нишебии офтобӣ, нишебии сояафкан ва қаъри водӣ алоҳида баррасӣ шудаанд.
• Ҳамагӣ 82 хати ченкунии ERT истифода шудааст.

Бо ин сохтор таҳқиқот на танҳо ба саволи «хок хушк аст?» балки ба саволи «хушкӣ дар куҷо, бо кадом нақш, дар кадом растанӣ ва шароити замин қавитар аст?» низ ҷавоб меҷӯяд.

Формулаҳо чӣ мегӯянд?

Ин таҳқиқот бештар аз бунёди модели зичи математикӣ ба ҷараёни усули табдил додани қиматҳои ченшудаи муқовимати барқӣ ба таркиби оби хок ва сипас ба индекси хушкӣ асос ёфтааст.

Робитаи аввалин барои пешгӯии таркиби оби хок аз муқовимати барқӣ кӯмак мекунад. Ба таври содда:

• Агар муқовимати барқӣ баланд бошад, хок метавонад хушктар бошад.
• Агар муқовимати барқӣ паст бошад, хок метавонад намитар бошад.

Модели дар таҳқиқот истифодашуда нишон медиҳад, ки бо афзоиши қимати муқовимат таркиби пешгӯишудаи оби хок кам мешавад. Ин ҳолати интизоршаванда аст, зеро об гузаронандагии барқии хокро зиёд мекунад.

Мафҳуми дуюми муҳим QI (Quantitative Index), яъне индекси миқдории хушкӣ аст. QI кӯшиш мекунад шадидии қабати хушкшудаи хокро ба як адад коҳиш диҳад. Ин индекс се маълумоти асосиро якҷоя арзёбӣ мекунад:

• Қабати хушкшуда аз кадом чуқурӣ оғоз мешавад
• Ғафсии қабати хушкшуда чӣ қадар аст
• Таркиби миёнаи об дар дохили қабати хушкшуда то чӣ андоза паст аст

Агар қимати QI ба 0 наздик бошад, хушкӣ нест ё заиф ҳисоб мешавад. Ҳангоми наздик шудани қимат ба 1 фаҳмида мешавад, ки қабати хушкшудаи хок шадидтар ва васеътар аст.

Аҳамияти ин равиш дар он аст: дар минтақаҳои гуногун чуқурии ченкунӣ, сохтори хок ва фосилаи намунагирӣ метавонанд фарқ кунанд. QI ин фарқиятҳоро қисман стандартӣ карда, муқоисаи байниминтақавиро осон мекунад.

Паёми асосии график / ҷадвал / схема

Паёми асосии тасвирҳои мақоларо чунин содда кардан мумкин аст:

Харитаи аввали таҳқиқот ва тартиби ченкунӣ нишон медиҳад, ки таҳқиқот танҳо аз як қитъаи хурд иборат нест. Хатҳои ченкунӣ ба минтақаҳои гуногуни боришот, навъҳои пӯшиши растанӣ ва воҳидҳои топографӣ паҳн шудаанд. Ин нишон медиҳад, ки таҳқиқот хушкӣи чуқури хокро ҳамчун мушкили бисёрмиқёс баррасӣ кардааст.

Графики тасдиқи ERT нишон медиҳад, ки байни индекси хушкии аз ERT ҳисобшуда ва ченкуниҳои зондҳои нейтронӣ мувофиқати маънодор вуҷуд дорад. ERT дар баъзе ҳолатҳо метавонад хушкиро баландтар баҳо диҳад; сабаби ин метавонад он бошад, ки усул дар профили дученака майдони хушки бештарро қайд мекунад. Зонди нейтронӣ бошад, бештар ченкунии нуқтаӣ дар як хатро ифода мекунад.

Паёми асосии графики градиенти боришот равшан аст: ҳангоми кам шудани боришот хушкӣи чуқури хок меафзояд. Дар минтақаҳои намитар QI пасттар аст, дар минтақаҳои хушки шимолӣ бошад QI баландтар мебарояд. Ин нишон медиҳад, ки тавозуни оби чуқури хок ба ҳадҳои иқлимии боришот қавӣ вобаста аст.

Муқоисаи навъи растанӣ нишон медиҳад, ки ҳар пӯшиши растанӣ нақши якхелаи хушкиро эҷод намекунад. Дар майдонҳои чарогоҳ нақши васеътар ва «мисли қолин» пайвастаи хушкшавӣ бартарӣ дорад. Дар буттазорҳо бошад хушкшавӣ пора-поратар, вале дар баъзе нуқтаҳо зичтар аст. Омехтаи бутта ва алафи табиӣ дар баъзе шароит метавонад ин нақшҳои аз ҳад зиёдро нарм кунад.

Графики синну соли боғи мевагӣ нишон медиҳад, ки хушкӣ бо синну соли дарахт хаттӣ намеафзояд. Дар боғҳои ҷавон хушкшавии чуқур маҳдудтар мемонад, дар боғҳои калонсоли ба давраи ҳосилнокӣ наздикшуда масрафи оби чуқур зиёд мешавад. Пас аз давраи муайяни пухтагӣ индекс низ метавонад паст шавад. Ин нақш дар таҳқиқот ҳамчун тамоюли камоншакл шарҳ дода мешавад.

Муқоисаи топографӣ нишон медиҳад, ки шакли замин дар намии чуқури хок нақши қавӣ мебозад. Сатҳҳои плато ҳамчун ҷиддитарин минтақаҳои хушкӣ ба назар мерасанд, қаъри водӣ/gully бошад ҳамчун минтақаҳои устувортаре, ки об ҷамъ мешавад, амал мекунанд. Нишебиҳои офтобӣ нисбат ба нишебиҳои сояафкан хушкшавии бештар нишон медиҳанд.

Схемаи таснифоти консептуалӣ яке аз паёмҳои амалии таҳқиқотро медиҳад: қабатҳои хушкшудаи хок якхела нестанд. Баъзеҳо ҳамчун хушкии доимии вобаста ба истифодаи замин, баъзеҳо ҳамчун хушкии доимии минтақавӣ-топографӣ ва баъзеҳо ҳамчун хушкии мавсимӣ ва муваққатӣ тасниф шуда метавонанд.

Таҷрибаҳо чӣ гуна гузаронида шудаанд?

Муҳаққиқон дар Платои Лёсси Чин майдонҳоеро интихоб кардаанд, ки шароитҳои гуногуни муҳити зистро намояндагӣ мекунанд. Дар ин майдонҳо ҳамагӣ 82 хати ERT насб шудааст. Дар ҳар хат электродҳо ҷойгир карда шуда, тақсимоти муқовимати барқии зери хок ба таври дученака чен карда шудааст.

Ченкуниҳо бо фосилаҳои гуногуни электрод анҷом дода шудаанд. Фосилаҳои хурд тасвири муфассалтари зери рӯизаминиро медиҳанд, фосилаҳои калонтар бошад ба назорати қабатҳои чуқуртар кӯмак мекунанд. Ҳамин тариқ, таҳқиқот ҳадаф дошт ҳам нақшҳои маҳаллӣ ва ҳам миқёси васеътари хушкиро бинад.

Барои санҷидани эътимоднокии натиҷаҳои ERT дар маркази баъзе хатҳо бурғулакунӣ кушода шуда, таркиби оби хок бо зондҳои намии нейтронӣ чен карда шудааст. Ченкуниҳо аз рӯизамин чанд метр ва дар баъзе ҷойҳо то 18 метр дароз шудаанд. Ҳамин тавр, пешгӯиҳои ERT бо ченкуниҳои мустақими намӣ муқоиса шудаанд.

Ҳангоми коркарди маълумот се ислоҳи муҳим анҷом дода шудааст:

• Ченкуниҳои хато ё пастсифати муқовимати барқӣ филтр шудаанд.
• Минтақаҳое, ки қобилияти ҳалли модел паст буд, хориҷ карда шудаанд.
• Таъсири ҳарорат ба муқовимати барқӣ ислоҳ шудааст.

Сипас қиматҳои муқовимати барқӣ ба таркиби оби хок табдил дода шуда, индекси QI, ки шадидии қабати хушкшудаи хокро ҷамъбаст мекунад, ҳисоб карда шудааст.

Натиҷаҳо чӣ нишон медиҳанд?

Натиҷаи аввалини муҳими таҳқиқот он аст, ки усули ERT метавонад барои назорати хушкӣи чуқури хок абзори боэътимод бошад. Байни индекси хушкии аз ERT гирифташуда ва ченкуниҳои зондҳои нейтронӣ робитаи қавӣ ва маънодор ёфт шудааст. Ин нишон медиҳад, ки ERT азбаски на як нуқта, балки профили дученакаро мединад, метавонад ноҳамвории фазоии хушкӣи чуқури хокро беҳтар қайд кунад.

Натиҷаи дуюм он аст, ки боришот дар миқёси минтақавӣ яке аз муайянкунандаҳои асосӣ аст. Бо кам шудани миқдори боришот қабати хушкшудаи хок васеътар, ғафстар ва шадидтар шудааст. Дар таҳқиқот дар минтақаи хушкитарин боришот қимати QI баландтар ва дар минтақаҳои намитар пасттар ёфт шудааст.

Натиҷаи сеюм он аст, ки пӯшиши растанӣ ба оби чуқури хок таъсири қавӣ дорад. Майдонҳои чарогоҳ ва буттазор дар баъзе ҳолатҳо хушкшавии ҷиддӣ нишон додаанд. Буттазорҳо аз сабаби сохторҳои решаи чуқур метавонанд дар нуқтаҳои муайян масрафи зичтари об эҷод кунанд. Дар чарогоҳҳо бошад, азбаски тақсимоти реша васеътар аст, хушкшавӣ метавонад ҳамчун қабати пайвастатар дида шавад.

Натиҷаи чорум он аст, ки омехтаҳои растанӣ ҳамеша якхела таъсир намедиҳанд. Омехтаи бутта ва алафи табиӣ метавонад хушкиро сабук кунад, аммо омехтаҳое, ки дар онҳо навъҳои бо талаботи оби баланд якҷоя истифода шудаанд, ҳамон беҳбудииро надодаанд. Ин нишон медиҳад, ки дар лоиҳаҳои барқарорсозӣ на танҳо «гуногунии растанӣ», балки стратегияҳои масрафи оби растаниҳо низ бояд ба назар гирифта шаванд.

Натиҷаи панҷум он аст, ки дар боғҳои мевагӣ омили синну сол муҳим аст. Дар боғҳои себ хушкӣи чуқури хок дар давраҳои ҷавонӣ паст буд, вале бо калон шудани дарахтон ва тақвияти давраи ҳосилнокӣ афзоиш ёфт. Дар таҳқиқот ин тамоюл ҳамчун нақши камоншакл ифода мешавад: хушкӣ аввал меафзояд, дар давраи пухтагӣ ба авҷ наздик мешавад, сипас дар баъзе шароит метавонад кам шавад.

Натиҷаи шашум он аст, ки топография муайянкунанда аст. Сатҳҳои плато ҷиддитарин минтақаҳои хушкӣ мебошанд. Нишебиҳои офтобӣ нисбат ба нишебиҳои сояафкан метавонанд оби бештарро гум кунанд. Қаъри водӣ бошад, азбаски ҷойҳое ҳастанд, ки ҷараёни рӯизаминӣ ва зеризаминӣ ҷамъ мешаванд, ҳамчун минтақаҳои намитар ва устувор фарқ мекунанд.

Ин чаро муҳим аст?

Ин таҳқиқот нишон медиҳад, ки набояд хушкиро танҳо ҳамчун хоки тарқидаи рӯизаминӣ ё норасоии кӯтоҳмуддати боришот тасаввур кунем. Дар баъзе минтақаҳо мушкили асосӣ метавонад камбудии оби дар чуқуриҳои хеле зиёд, дар тӯли солҳо ҷамъшуда бошад.

Ин ҳолат барои барқарорсозии экологӣ аҳамияти ҳалкунанда дорад. Дар минтақаҳои нимхушк ҷангалпарварӣ ва барқарорсозии пӯшиши растанӣ метавонад эрозияи рӯизаминиро кам кунад; аммо интихоби нодурусти навъ ё шинондани зич метавонад оби чуқури хокро аз ҳад зиёд масраф карда, қабати хушкии дарозмуддат эҷод кунад. Пас аз пайдо шудани чунин қабат, он метавонад бо борон дар муддати кӯтоҳ барқарор нашавад.

Усулҳои тасвирсозӣ ба монанди ERT аз ин сабаб арзишманданд. Зеро мудирони замин ё муҳаққиқон метавонанд на танҳо ба чанд сантиметри болоии хок, балки ба тақсимоти оби то чанд метр чуқур нигаранд. Ин кӯмак мекунад фаҳманд, ки дар кадом майдон кадом навъи растанӣ мувофиқтар аст, дар кадом минтақаҳо ҷангалпарварии зич хатарнок буда метавонад ва кадом воҳидҳои топографӣ устувортаранд.

Таҳқиқот ҳамчунин тавозуни нозуки байни кишоварзӣ ва экологияро нишон медиҳад. Шинондани растанӣ ҳамеша ба таври худкор маънои «экосистемаи беҳтар»-ро надорад. Навъи растанӣ, чуқурии реша, масрафи об, шакли замин ва миқдори боришоти маҳаллӣ бояд якҷоя арзёбӣ шаванд.

Нуқтаҳои эҳтиёт

Ин мақола preprint-и аз арзёбии ҳакамон нагузашта аст. Натиҷаҳо пас аз раванди арзёбии илмӣ метавонанд тағйир ёбанд ё аз нав шарҳ дода шаванд.

Таҳқиқот ба Платои Лёсси Чин нигаронида шудааст. Хокҳои лёсс аз сабаби сохтори профили чуқур ва шароити иқлими нимхушк контексти махсуси муҳити зист доранд. Аз ин рӯ, натиҷаҳо набояд барои минтақаҳои дигар ҳамчун дастури мустақим истифода шаванд.

Усули ERT қавӣ бошад ҳам, беайб нест. Ба муқовимати барқӣ танҳо таркиби об таъсир намекунад. Зичии реша, сангнокӣ, ковокӣ, ҳарорат ва сохтори хок низ метавонанд қиматҳои муқовиматро тағйир диҳанд. Аз ин рӯ, натиҷаҳои ERT бояд бо калибровкаи маҳаллӣ ва тасдиқ истифода шаванд.

Тавсияҳои идоракунии дар таҳқиқот омада метавонанд аз ҷиҳати интихоби навъи маҳаллӣ ва банақшагирии топографӣ роҳнамо бошанд; аммо набояд ҳамчун маслиҳати қатъии кишоварзӣ ё идоракунии замин хонда шаванд.

Хушкӣи чуқури хок раванди дарозмуддат аст. Афзоиши боришот дар як мавсим метавонад қабатҳои доимии хушкшударо фавран ба ҳолати пешина барнагардонад. Аз ин рӯ, анҷом додани корҳои назоратии дарозмуддат муҳим аст.

Хулоса

Ин таҳқиқоти preprint нишон медиҳад, ки усули ERT метавонад барои намоён кардани хушкӣи чуқури хок абзори қавӣ бошад. ERT метавонад нақшҳои дученакаи хушкшавиеро қайд кунад, ки ченкуниҳои классикии нуқтаӣ шояд аз даст диҳанд.

Паёми асосии таҳқиқот чунин аст: хушкӣи чуқури хок якхела нест. Боришот, навъи растанӣ, синну соли растанӣ ва топография якҷоя кор карда, нақшҳои гуногуни хушкшавиро эҷод мекунанд. Дар чарогоҳҳо хушкшавии васеътар ва пайваста, дар буттазорҳо хушкшавии пора-пора вале зич, дар боғҳои мевагӣ хушкшавии чуқур ва блокӣ, дар водиҳо бошад хушкшавии муваққатитар ва мавсимӣ дида мешавад.

Барои хонандаи Verianla ин мақола нуқтаи муҳимро ёдрас мекунад: барқарорсозии экологӣ танҳо «бештар шинондани растанӣ» нест. Масъалаи асосӣ барқарор кардани тавозуни растанӣ-топография мувофиқи буҷети обии хок аст. Барқарорсозие, ки бе фаҳмидани камбудии оби ноаёни чуқур анҷом дода шавад, дар дарозмуддат метавонад фишори нави муҳити зистро эҷод кунад.

Эзоҳи манбаъ ва усул

Ин навишта шарҳи соддакардашудаи маҳаллигардонидашудаи таҳқиқоти preprint-и аз арзёбии ҳакамон нагузашта бо унвони “Exploring the spatial heterogeneity of deep soil drought by using Electrical Resistivity Tomography (ERT) at multiple scales” мебошад. Матн тарҷумаи калима ба калима нест; идеяи асосӣ, усул, формулаҳо, паёмҳои график/схема ва натиҷаҳои мақола барои хонандаи Verianla аз нав нақл шудаанд.

Таҳқиқот дар Платои Лёсси Чин бар 82 хати ченкунии ERT, тасдиқи зондҳои нейтронӣ, градиенти боришот, пӯшиши растанӣ, синну соли боғи мевагӣ ва муқоисаҳои топографӣ бунёд ёфтааст. Азбаски натиҷаҳо ба маълумоти майдонии минтақавӣ асос ёфтаанд, ҳангоми татбиқ ба ҷуғрофияҳои дигар шароити иқлим, хок ва истифодаи замини маҳаллӣ бояд ба назар гирифта шаванд.