دانشگاه ایلام مدیریت جامع حوزه های آبخیز 2783-4581 6 2 2026 08 23 Optimizing Agricultural Land Use to Mitigate Soil Degradation in the Saravan Plain بهینه‌سازی کاربری اراضی کشاورزی برای کاهش تخریب خاک در دشت سراوان 95 109 736916 10.22034/iwm.2026.2075666.1250 FA بابک خسروی مجد گروه مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده علوم محیطی، برنامه‌ریزی و توسعه پایدار، دانشگاه سراوان، سراوان، ایران محمدرضا ریگی گروه مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده علوم محیطی، برنامه‌ریزی و توسعه پایدار، دانشگاه سراوان، سراوان، ایران سیدرضا امیری گروه تولیدات گیاهی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه سراوان، سراوان، ایران مجتبی محمدی گروه مدیریت و کنترل بیابان، دانشکده علوم محیطی، برنامه‌ریزی و توسعه پایدار، دانشگاه سراوان، سراوان، ایران Journal Article 2025 10 24 Extended Abstract Introduction: Land degradation in arid and semi-arid regions, such as Iran, poses a serious challenge to sustainable agriculture and ecosystem health. Approximately 100 million hectares of Iranian land are currently exposed to desertification, driven by both natural and anthropogenic factors. Agricultural activities, while essential for food security, often contribute to soil degradation through practices such as over-cultivation, improper irrigation, and excessive use of chemical inputs. In regions like the Saravan Plain, increasing population pressure has led to the conversion of rangelands to agricultural lands without adequate soil management. These land use changes have adversely affected key soil health indicators, including nitrogen (N), organic matter, salinity, and pH, accelerating degradation processes. Understanding the impacts of different agricultural land uses on soil quality is critical for developing sustainable management strategies in arid regions with limited soil resources. This study aimed to evaluate the effects of different agricultural land use types on soil quality indicators in the Saravan Plain and to identify management practices that can mitigate degradation and enhance soil sustainability. Materials and methods: This field research was conducted in the central part of the Saravan Plain to assess the impact of agricultural land use types on soil degradation. A split-plot design based on a completely randomized block design with three replications was employed to compare four dominant land use types: irrigated monoculture, irrigated polyculture, orchard, and rangeland (as control). Soil samples were collected from two depths (0–40 cm and 40–80 cm) using random sampling to ensure representative coverage of each land use type. Samples were air-dried, passed through a 2 mm sieve, and analyzed using standard laboratory methods. Measured parameters included micronutrients (Mn, Zn, Cu, Fe) via atomic absorption spectrophotometry, electrical conductivity (EC) using a conductivity meter, pH using a pH meter, and organic matter content via the Walkley-Black method. Data were categorized into ameliorative factors (N, P, K, organic matter, sulfate, Mg, Mn, Zn, Cu, Fe, Ca) and degradative factors (chloride, pH, EC). Statistical analysis was performed using ANOVA to examine significant differences between treatments, followed by Duncan's multiple comparison test. All analyses were conducted using SPSS, SAS, and Excel software. Results and Discussion: The results revealed significant differences in soil quality among the four land use types. In general, irrigated monoculture and polyculture lands exhibited higher levels of ameliorative factors, while rangelands showed higher levels of degradative factors. In the surface layer (0–40 cm), mean organic matter content was significantly higher in monoculture (0.34%) and polyculture (0.30%) lands compared to rangelands (0.18%). Similarly, N levels were significantly higher in monoculture (0.037%) and polyculture (0.032%) compared to rangelands (0.02%). Among degradative factors, pH showed significant differences, with orchards exhibiting the highest acidity (8.23) compared to rangelands (7.71). EC was highest in monoculture lands, likely due to chemical fertilizer application and salt accumulation, showing significant differences from other treatments. Chloride concentration was highest in polyculture lands (59.64 meq/L). In the subsurface layer (40–80 cm), monoculture lands consistently performed better, with organic matter (0.26%) and nitrogen (0.027%) significantly higher than rangelands (0.14% and 0.012%, respectively). Micronutrient analysis revealed that Cu levels in monoculture lands (0.67 mg/kg) were significantly higher than in rangelands (0.21 mg/kg) in the surface layer. Based on a scoring system that integrated all soil quality indicators, monoculture lands received the highest score (+10), indicating the most suitable conditions for soil improvement. In contrast, rangelands received the lowest score (-19), reflecting the least favorable conditions for soil ameliorative properties across both soil layers. Conclusion: This study demonstrates that agricultural land use type significantly influences soil quality in the Saravan Plain. Irrigated monoculture lands exhibited the greatest potential for soil improvement, as reflected in higher organic matter and N content, along with reduced chloride and pH levels. Conversely, rangelands were the most vulnerable, characterized by the lowest ameliorative factors and the highest degradative factors. These findings underscore the importance of targeted agricultural management practices for improving soil health and reducing desertification risk in arid and semi-arid regions. Future research should focus on long-term monitoring of soil dynamics and validate these findings in other arid regions using complementary technologies such as remote sensing to enhance the generalizability of results. چکیده مبسوط مقدمه: تخریب خاک در مناطق خشک و نیمه‌خشک، مانند ایران، چالش جدی برای کشاورزی پایدار و اکوسیستم‌ها ایجاد می‌کند. تقریباً ۱۰۰ میلیون هکتار از اراضی ایران در معرض بیابان‌زایی قرار دارند که این پدیده ناشی از عوامل طبیعی و انسانی است. فعالیت‌های کشاورزی، هرچند برای امنیت غذایی ضروری هستند، از طریق روش‌هایی مانند کشت بیش از حد، آبیاری نامناسب و استفاده بیش از اندازه از نهاده‌های شیمیایی، به کاهش حاصلخیزی خاک و افزایش بیابان‌زایی کمک می‌کنند. در مناطقی مانند دشت سراوان، مراتع برای تأمین نیازهای جمعیتی بدون مدیریت مناسب خاک به اراضی کشاورزی تبدیل شده‌اند. این تغییرات بر شاخص‌های سلامت خاک، ازجمله نیتروژن، ماده آلی، شوری و pH، تأثیر گذاشته و منجر به تخریب خاک شده است. درک تأثیرات کشاورزی بر تخریب خاک برای توسعه استراتژی‌های کاربری پایدار اراضی در مناطق خشک با منابع خاکی محدود حیاتی است. این مطالعه با هدف شناسایی روش‌های مدیریتی برای کاهش تخریب و افزایش پایداری خاک در دشت سراوان، اثرات انواع مختلف کاربری‌های کشاورزی بر شاخص‌های کیفیت خاک صورت گرفت. در واقع، این پژوهش بر پایه این فرضیه استوار است که انتخاب مناسب نوع کاربری می‌تواند تعادل بین عوامل بهبوددهنده و تخریب‌کننده خاک را برقرار و به سیاست‌گذاران کمک کند تا برنامه‌های بلندمدت برای حفاظت از منابع طبیعی را تدوین نمایند. علاوه بر این، با توجه به تغییرات اقلیمی جهانی که خشکسالی را تشدید می‌کند، چنین مطالعاتی می‌توانند مبنایی برای مدل‌سازی‌های آینده در زمینه مدیریت اراضی فراهم آورند. مواد و روش‌ها: این پژوهش میدانی در بخش مرکزی دشت سراوان انجام شد تا تأثیر انواع کاربری اراضی کشاورزی بر تخریب خاک ارزیابی شود. از طرح کرت‌های خردشده بر پایه بلوک کاملاً تصادفی با سه تکرار برای مقایسه چهار نوع کاربری غالب اراضی استفاده گردید: تک‌کشتی آبی، چندکشتی آبی، باغی و مرتع (به عنوان شاهد). نمونه‌برداری خاک از دو عمق انجام شد: ۰ تا ۴۰ سانتی‌متر (لایه سطحی) و ۴۰ تا ۸۰ سانتی‌متر (لایه زیرسطحی). از روش نمونه‌برداری تصادفی برای انتخاب مکان‌های نماینده هر نوع کاربری بهره گرفته شد. آماده‌سازی نمونه‌ها شامل خشک کردن در هوا و عبور از الک ۲ میلی‌متری بود. اندازه‌گیری‌های کمی ویژگی‌های خاک با استفاده از روش‌های استاندارد آزمایشگاهی صورت گرفت، ازجمله تعیین ریزمغذی‌ها (منگنز، روی، مس، آهن) با اسپکتروفتومتری جذب اتمی، هدایت الکتریکی (EC) با دستگاه هدایت‌سنج، pH با pH متر و محتوای ماده آلی از طریق روش والکلی-بلک. جمع‌آوری داده‌ها شامل عوامل بهبوددهنده (نیتروژن، فسفر، پتاسیم، ماده آلی، سولفات، منیزیم، منگنز، روی، مس، آهن، کلسیم) و عوامل تخریب‌کننده (کلرید، pH، هدایت الکتریکی) بود. تحلیل آماری با استفاده از آزمون ANOVA برای بررسی تفاوت‌های معنیدار بین تیمارها، آزمون مقایسه چندگانه دانکن و ترسیم نمودارها با نرم‌افزارهای SPSS، SAS و Excel انجام گردید. این روش‌ها به منظور اطمینان از دقت و قابلیت تکرارپذیری نتایج انتخاب شدند و تمام مراحل نمونه‌برداری و تحلیل بر اساس استانداردهای بین‌المللی خاک‌شناسی انجام شد تا خطاهای احتمالی به حداقل برسد. همچنین، برای افزایش اعتبار پژوهش، شرایط محیطی مانند دما، بارندگی و نوع خاک منطقه در نظر گرفته شد. نتایج و بحث: نتایج نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار در کیفیت خاک بین چهار نوع کاربری اراضی بود. اراضی تک‌کشتی و چندکشتی آبی سطوح بالاتری از عوامل بهبوددهنده را نسبت به مراتع نشان دادند، در حالی که مراتع سطوح بالاتری از عوامل تخریب‌کننده داشتند. در لایه سطحی ، میانگین محتوای ماده آلی به طور معنی‌دار در اراضی تک‌کشتی (34/0 درصد) و چندکشتی (30/0 درصد) بالاتر از مراتع (18/0 درصد) بود. به طور مشابه، سطوح نیتروژن در تک‌کشتی (037/0 درصد) و چندکشتی (032/0 درصد) به طور معنی‌دار بالاتر از مراتع (02/0 درصد) بود. عوامل تخریب‌کننده مانند pH تفاوت‌های معنی‌داری نشان داد، به طوری که باغات اسیدیته بالاتری (23/8) نسبت به مراتع (71/7) داشتند. هدایت الکتریکی در اراضی تک‌کشتی بالاترین مقدار را داشت و تفاوت معنی‌داری با سایر تیمارها نشان داد، که احتمالاً به دلیل کاربرد کودهای شیمیایی و تجمع نمک است. غلظت کلرید در اراضی چندکشتی بالاترین مقدار (64/59 میلی‌اکی‌والان در لیتر) را داشت. در لایه زیرسطحی، اراضی تک‌کشتی عملکرد بهتری داشتند، با ماده آلی (26/0 درصد) و نیتروژن (027/0 درصد) به طور معنی‌دار بالاتر از مراتع (14/0 درصد و 012/0 درصد، به ترتیب). تحلیل ریزمغذی‌ها نشان داد که سطوح مس در اراضی تک‌کشتی (67/0 میلی‌گرم در کیلوگرم) به طور معنی‌دار بالاتر از مراتع (21/0 میلی‌گرم در کیلوگرم) در لایه سطحی بود. پس از امتیازدهی به تیمارها، اراضی تک‌کشتی امتیاز ۱۰+ را دریافت کردند که آنها را به عنوان مناسب‌ترین تیمار برای بهبود شرایط خاک معرفی می‌کند، در حالی که مراتع امتیاز ۱0- را کسب کردند که نشان‌دهنده کمترین شرایط مناسب برای ویژگی‌های بهبوددهنده خاک در هر دو لایه است. این نتایج با مطالعات قبلی در مناطق خشک همخوانی دارد و تأکید می‌کند که مدیریت آبیاری و انتخاب کشت می‌تواند نقش کلیدی در کاهش اثرات منفی داشته باشد. نتیجه‌گیری: این مطالعه نشان داد که نوع کاربری اراضی کشاورزی به طور معنی‌داری بر کیفیت خاک در دشت سراوان تأثیر می‌گذارد. اراضی تک‌کشتی آبی بهترین عملکرد را در بهبود خاک نشان دادند، با افزایش ماده آلی و نیتروژن در حالی که کلرید و pH را کاهش می‌دادند. در مقابل، مراتع آسیب‌پذیرترین بودند با پایین‌ترین عوامل بهبوددهنده و بالاترین عوامل تخریب‌کننده. یافته‌ها از مدیریت هدفمند کشاورزی برای بهبود سلامت خاک و کاهش خطر بیابان‌زایی در مناطق خشک و نیمه‌خشک حمایت می‌کنند. تحقیقات آینده باید تغییرات بلندمدت خاک را نظارت کند و یافته‌ها را در سایر مناطق خشک با استفاده از فناوری‌هایی مانند سنجش از دور اعتباربخشی نماید تا قابلیت تعمیم‌پذیری نتایج تضمین شود. علاوه بر این، این نتایج می‌توانند به سیاست‌گذاران کمک کنند تا برنامه‌های حفاظتی مؤثرتری طراحی کنند.

https://iwm.ilam.ac.ir/article_736916_3d5a5d7d625f6657b8c0fa84853a78b7.pdf