فضا و نگرش فضایی در مطالعات خاک و ژئومورفولوژی (مطالعه موردی: سرآب حوضه آبی زاینده رود)

مقدمه و تاریخچه نگرش فضایی

هنگامی که جرج برنارد ریمان)1854،(G. B. Riemann سخنرانی معروف خود را در دانشگاه گوتینگن آلمان ایراد کرد،"هندسه جدیدی تولد یافت" و تئوری ابعاد بالاتر معرفی شد. وی خصوصیات حیرت انگیز فضای فرا ابعادی را به دنیا معرفی کرد. مقاله مهم او با نام "در باب فرضیاتی از اصول هندسه" ستونهای هندسه کلاسیک یونان را که در طول دو هزار سال، همه انتقادهای افراد شکاک را با موفقیت دفع کرده بود، در هم فرو ریخت. با فرو ریختن هندسه قدیمی‌‌اقلیدسی که در آن همه اشکال هندسی، دو یا سه بعدی هستند، هندسه ریمان از خرابه‌های آن سر برافراشت(کاکو،1382). در طول شش دهه بعد، انیشتن با استفاده از هندسه چهار بعدی ریمان، آفرینش و تکامل جهان را توضیح داد. 150 سال پس از آن سخنرانی، فیزیکدان­ها در تلاش­اند تا با استفاده از هندسه ده بعدی، اتحاد قوانین جهان فیزیکی را تحقق بخشند. هسته کار ریمان، درک این نکته بود که در فضای فرا ابعادی، قوانین فیزیکی ساده تر می­شوند.

به گفته اقلیدس: نقطه هیچ بعدی ندارد. خط دارای یک بعد است: طول، صفحه دارای دو بعد است: طول و عرض، جسم جامد سه بعد دارد: طول و عرض و ارتفاع. هیچ چیز دارای چهار بعد نیست."ارسطوی فیلسوف" ظاهراً اولین کسی بود که قاطعانه بیان کرد بعد چهارم فضایی، ناممکن می‌باشد. وی در کتابش بنام "در مورد آسمان" نوشت: خط در یک سو دارای اندازه است، صفحه در دو سو، و جسم جامد در سه سو و فراتر از اینها هیچ سویی وجود ندارد، چرا که فقط سه سو وجود دارد."بطلمیوس" در کتاب خود تحت عنوان"در مورد فاصله"(on distance) با ارایه دلایلی بر غیر ممکن بودن بعد چهارم تأکید نمود. شاید بتوان از بطلمیوس به عنوان شخصیتی در تاریخ نام برد، که در مقابل دو ایده عظیم به مخالفت برخاست: 1- منظومه شمسی با مرکزیت خورشید، 2- بعد چهارم. ریاضیدانی به نام جان والیس معتقد بود که " طول، عرض و ضخامت، همه فضا را پر می‌کنند." ذهن بشر نمی‌تواند تصور هم بکند که بعد چهارم مکانی ممکن است فراسوی این سه بعد وجود داشته باشد. از نظر ریمان "نیرو نتیجه‌ای از هندسه است". وی به این نتیجه رسید که الکتریسیته، مغناطیس و گرانش ناشی از در هم مچاله شدن جهان سه بعدی، در بعد نامریی چهارم می‌باشد. بنابراین، "نیرو"، موجودیت مستقلی ندارد، بلکه، فقط اثر ظاهری است که به خاطر تغییر شکل هندسی ایجاد می‌شود(کاکو،1382). به علاوه فضای سه بعدی اقلیدسی"تخت" است (درفضای تخت، کوتاهترین فاصله، بین دو نقطه، یک خط است و این موضوع امکان انحنا دار بودن فضا، مانند سطح یک کره را منتفی می‌کند). با محدود کردن خود به سطوح تخت، می‌توان از هندسه اقلیدسی دفاع کرد. اما اگر وارد دنیای سطوح انحنا دار شویم، این هندسه عملا غلط از آب در می‌آید. از نظر ریمان، هندسه اقلیدسی به خصوص در مقایسه با دنیا و تنوع غنی آن، فاقد صلاحیت و نوزایی بود. شکل­های هندسی مسطح و ایده آل اقلیدسی را در طبیعت نمی‌توان مشاهده کرد. زمین ریخت­ها، رشته کوه‌ها، ناهمواری­ها, امواج اقیانوس­ها، ابرها و گرداب­ها، شکل­های دایره­ای، مثلثی و یا مربعی کامل نیستند، بلکه اشیاء و پدیده­های منحنی هستند، که به روش‌های بی شماری خمیده، پیچیده و یا چوله شده و همچنان در حال تغییر شکل­اند(شکل 1).

Zero Curvature - فضای تخت                                                                                                       

      سطوح دارای انحنای مثبت - Positive Curvature

                                                                      سطوح دارای انحنای منفی – Negative curvature

شکل شماره 1 سطوح تخت و دارای انحنا از منظر هندسه اقلیدسی و نااقلیدسی( کاکو، 1382)

فراز این بحث‌ها به تیوری ابرفضا(The Theory of hyperspace) اشاره داردکه بیان می‌دارد، ابعادی افزون بر چهار بعد پذیرفته شده فضا و زمان وجود دارند. پیشرفته ترین فرمول بندی آن، تئوری ابر ریسمان ((Superstring theory نامیده می‌شود، که حتی عدد دقیق ابعاد، یعنی ده را پیش بینی می‌کند. در این صورت، سه بعد متداول فضا (طول، عرض و ارتفاع) و یک بعد زمان، با شش بعد فضایی دیگر فزونی یافته­اند. در صورتی که، بعد دیگری را به عنوان بعد پنجم، به چهار بعد فضا و زمان بیفزاییم، آنگاه ملاحظه می‌شود که معادلات حاکم بر نور و گرانش، مانند دو قطعه یک پازل با هم جفت و جور می‌شوند. در واقع، می‌توان نور را به عنوان ارتعاشاتی در بعد پنجم توصیف کرد (کاکو،1382). بدیهی است مباحث ابر ریسمان فقط درسرعت‌های بالا و در فیزیک کوانتومی‌نسبیتی مطرح است، و در جغرافیای طبیعی، فیزیک کلاسیک کفایت می‌کند.

مواد و روش تحقیق

این بررسی در سرآب حوضه بسته زاینده رود در ایران مرکزی صورت گرفته است. حوضه مزبور دارای مختصات جغرافیایی '33 -°42 تا '12- °31 عرض شمالی و ′02- ◦50 تا ′24 - ◦53 طول شرقی و از نظر نظام سلسله مراتب حوضه ای، شامل هفت زیر حوضه(پلاسجان، مرغاب، شور، دهاقان، خشکرود، زرچشمه، رحیمی‌و گاوخونی) و 20 ریز حوضه می‌باشد. زاینده رود، از سرآب تا پایاب 405 کیلومتر طول دارد و اختلاف ارتفاع بستر رودخانه از چلگرد تا تالاب حدود 865 (1477- 2342) مترمی‌باشد. این رودخانه حدود 1750 میلیون متر مکعب آب را از سر آب تا پایاب منتقل و توزیع می‌نماید. متوسط بارندگی سالیانه حوضه کمتر از 200 میلیمتر است، که از ^mm 1400در غرب حوضه شروع و تا میزان کمتر از ^mm 100 در اطراف چاله گاوخونی می‌رسد. حداکثر بارش ^mm2375 در چلگرد و حداقل در مورچه خورت ^mm 25 است (مؤسسه پژوهش‌های برنامه ریزی و اقتصاد کشاورزی، 1375). تنوع شرایط ژئومورفیک حوضه، زمینه را برای جامع نگری و نگرش فضایی فراهم نموده است. 

نوع تحقیق حاضر"بنیادی ـ نظری"و روش بررسی"اسنادی ـ میدانی"و"توصیفی ـ تحلیلی"است. فرآیند کار به صورت بررسی متون و منابع، تدوین نظریات، استفاده از نتایج بررسی­های میدانی و آزمایشگاهی گسترده، تجزیه تحلیل و بالاخره جمع بندی و نتیجه گیری است. قرابت و ارتباط ژئومورفولوژی با سایر علوم جدید و قدیم(فیزیک، هندسه، زمین شناسی، اقلیم و خاک شناسی و...)، باعث گردید که در بررسی تئوریک پژوهش، به نحو سخاوتمندانه‌ای از علوم یاد شده استفاده گردد. مطالعات میدانی خاک و ژئومورفولوژی بر اساس روش ژئوپدولوژی که مورد تأیید مؤسسه تحقیقات خاک و آب کشور و نیز مؤسسه بین المللیITC هلند می‌باشد، صورت گرفته است. این تحقیق بر اساس بررسی جامع روابط بین خاک و سطوح زمین ریخت و تعامل آنها بنا شده و خاک­های منطقه، با نگاهی فراگیر و سیستمی‌و با لحاظ نمودن کلیه عوامل تأثیرگذار( فرم، فرآیند، ماده (منشاء)، محیط تشکیل و انرژی)، شناسایی و طبقه بندی شده است ( قیومی،1380). اولویت دادن به "کلان نقش موقعیت و فضای مورفوژنیک" بر عوامل و فرآیند‌های صرف، و بررسی جامع، نظاممند و زمانمند تعاملات توأمان و در هم تنیده همه عوامل تأثیرگذار در شکلزایی و خاکسازی منطقه فریدن، بیانگر نگاه فضایی به تحولات مورفوژنز ـ پدوژنز حوضه‌ها است.

بحث­ها و طرح موضوع

در هم تنیدگی فضا و زمان و معرفی پیوستار" فضا ـ زمان " (space - time)

امروزه جغرافیدانان نوگرا و فیزیکدانان معتقدند که باید زمانمند، از فضا صحبت کنیم. عبارت "پروانه بر گرد شمع می‌گردد" وقتی معنی دار و کامل است که بگوییم در این لحظه پروانه بر گرد شمع می‌گردد، چرا که لحظه‌ای بعد ممکن است پروانه، شمع، نور و یا حرارتی در کار نباشد! متأسفانه در زندگی روزمره چندان به "فضا ـ زمان" چهار بعدی اهمیت داده نمی‌شود و انسان با دیدگاه نیوتنی بزرگ می‌شود و فضا و زمان را بر حسب عادت، مجزا و مستقل از هم احساس می‌کند. بر اساس تئوری نسبیت، فضا و زمان مستقل از هم نیستند. بلکه، مفاهیمی‌‌نسبی هستند و با همدیگر معنی پیدا می‌کنند. به همین دلیل به جای به کارگیری اصطلاحاتی مانند فضای سه بعدی و یا زمان یک بعدی، لازم است از اصطلاح " فضا ـ زمان" چهار بعدی، استفاده کنیم. از نظر تئوری، اگر یک دستگاه مختصات چهار بعدی را در نظر بگیریم، که سه بعدآن را ابعاد فضا یعنیx,y,zتشکیل دهد و بعد چهارم آن را بعد زمان (t) ، آنگاهدر صورت جایگزینی t با هریک از محورهای دیگر، هیچ تفاوتی بین چهار بعد نخواهد بود. چهبگوییم جهت y و چه بگوییم جهتt ، از نظر ریاضی هیچ فرقی نخواهد کرد. به عبارتدیگر، امکان تمیز محور مکان از محور زمان میسر نخواهد بود (ناصری، م1377).

برای این که ببینیم ابعاد بالاتر چگونه قوانین طبیعت را ساده می‌کنند، به خاطر داشته باشیم که هر جسم دارای طول، عرض و عمق است. چون می‌توانیم این جسم را 90 درجه بچرخانیم، بنابراین، می‌توانیم طول آنرا به عرض و عرض آنرا به عمق تبدیل کنیم. با یک دوران ساده، هر یک از سه بعد فضایی را می‌توان با هم عوض کرد. حال اگر زمان بعد چهارم باشد، در این صورت این امکان هست که با ایجاد چرخش‌هایی، فضا را به زمان یا بر عکس تبدیل کنیم(ارگودیسیتی). در گذشته تبدیل­ها بین فضا و زمان، غیر قابل تصور بود. فضا و زمان دو کمیت متمایز از هم بودند که هیچ ارتباطی بین آنها وجود نداشت. اتحاد آنها به عنوان یک کمیت، قابل تصور نبود(کاکو،1382).

بعد چهارم بودن زمان، به این معناست که زمان به طور ذاتی با حرکت در فضا مرتبط است. این که یک ساعت با چه سرعتی کار کند، بستگی دارد که با چه سرعتی در فضا حرکت کند. انیشتن فهمید که اگر زمان و فضا می‌توانند به صورت یک ماهیت منفرد که" فضا ـ زمان" نامیده می‌شود، با هم یکی شوند، پس شاید ماده و انرژی هم بتوانند به صورت رابطه‌ای دیالکتیک با هم یکی شوند. به خصوص انرژی، کمیتی است که بستگی دارد به این که ما چگونه بازه‌های زمان و مکان را اندازه می‌گیریم. انیشتن دریافت که بعد چهارم را می‌توان به عنوان یک بعد زمانی در نظر گرفت. او با این عقیده و غریزه فیزیکی، به این موضوع رسید که ابعاد بالاتر هدفمند هستند: متحد ساختن اصول طبیعت (کاکو،1382).

این عقیده که نیرو را می‌توان با استفاده از هندسه محض توضیح داد، بنای اعتقادی انیشتن را تشکیل می‌داد. وی به تنهایی، برنامه اصلی کار ریمان را مبنی بر ارایه توضیح هندسی محض برای مفهوم "نیرو" کشف کرد. انیشتن چنین نتیجه گیری می‌کند که حضور ماده ـ انرژی، تعیین کننده انحنای فضا ـ زمان در برگیرنده آن است. این چکیده اصلی فیزیکی است که ریمان نتوانست به آن دست پیدا کند، این که انحنای فضا، مستقیماً، به مقدار انرژی و ماده موجود در آن فضا بستگی دارد. این امر به نوبه خود می‌تواند به وسیله معادله معروف انیشتن، خلاصه شود که در حالت کلی بیان می‌کند (کاکو،1382):

انحنای" فضا ـ زمان "              "  ماده ـ انرژی"

در این جا، علامت پیکان، به معنی "تعیین می‌کند" می‌باشد. همانند ریمان و بطور مستقل از وی، انیشتن دریافت که "نیرو" نتیجه‌ای از هندسه است، در این مورد بر خلاف ریمان، انیشتن توانست اصل فیزیکی موجود در این هندسه، که انحنای فضا ـ زمان به خاطر حضور ماده ـ انرژی است، را بیان کند (کاکو،1382).

فرازی از این بحث، در مقوله Ergodic مطرح گردیده است.  Ergodicity قضیه‌ای است در فیزیک، که با شرایط خاصی، فضا ـ زمان را تبادل پذیر می‌پندارد (رامشت، 1385،Paine, 2008-whittow, 1984 ). قضیه ارگودیک مستلزم فرضیات دقیق آماری است و به این مطلب اشاره دارد که؛ در شرایط معین، نمونه برداری مکانی می‌تواند با نمونه‌ برداری زمانی برابری کند و تغییر و تبدیل‌های مکانی ـ زمانی به عنوان ابزارکار، مجاز است. بر اساس چنین فرضی است که وقتی هر یک از اجزای مجموعه‌ای از شکل­های زمین، بطور منظم، در طول زمانی تغییر کند، فراوانی مکانی برای ظهور انواع مشخصی از شکل­های زمین با سرعت تغییرات آنها نسبت معکوس می‌یابد (تعداد کمی‌‌شکل خواهند بود که مراحل تغییرات سریع را نشان ‌دهند) (چورلی و همکاران،1375- Thorn,1988). چورلی و شوم معتقدند که، همه عوارض مورفومتریک، حالت ارگودیسیته را نشان نمی‌دهند. اما نظریه چرخه فرسایشی را بر فرضیات ارگودیک استوار می‌داند. ظاهراً فرضیه ارگودیک نگرانی­هایی را نیز در بر داشته که بنیادی ترین آنها، این است که معمولاً تنها یک متغیر، نشانگر و شاخص ارگودیک فرض می‌شود.

همچنین در زیست شناسی و جغرافیا مقوله مشابهی تحت عنوان (Allometry) مطرح است، که بر اساس آن، تغییر و رشد هر سیستم ارگانیک در چهارچوب تعادل دینامیک، به گونه‌ای است که نسبت‌های بین هر بخش از سیستم و سایر بخش‌های آن، و نیز بین هر بخش از سیستم و کل سیستم، ثابت باقی می‌ماند. برای مثال، همان طور که شمار اجزای رودخانه، در یک شبکه افزایش می‌یابد، نسبت اجزای آن کاهش می‌یابد(رامشت،1385- whittow,1984).

رابطه آرایش فضایی و ژیوشیمی‌

علم ژئوشیمی‌با شیمی‌کل زمین، و اجزای تشکیل دهنده آن، سروکار داشته، و به توزیع و مهاجرت عناصر شیمیایی پوسته زمین، در ابعاد زمان و مکان می‌پردازد. علم رخداد و توزیع عناصر جهان "فضا شیمی" نامیده می‌شود(میسون،1373). نحوه آرایش اتم‌ها و ملکول­ها در کانی­های مختلف متفاوت است و اثرات زیاد و جالبی بر خواص فیزیکی جسم و خصوصیات آن دارد. الماس و گرافیت به لحاظ ماهیت شیمیایی، عینا مثل هم هستند، اما به لحاظ فیزیکی کاملا متفاوت­اند. البته، تصورش سخت است که دو مینرال، با وجود ماهیت شیمیایی یکسان، آن قدر از نظر فیزیکی متفاوت باشند. الماس سخت، متراکم، شفاف، درخشنده و دارای چگالی5/3 است؛ حال آنکه گرافیت سیاه، نرم، انعطاف پذیر و دارای چگالی2/2 است و این همه تفاوت و فاصله در ویژگی­ها و جایگاه اقتصادی، صرفاً مربوط به طرز آرایش اتم­های آنهاست(شکل شماره2) که در الماس حالتی فشرده (انبوهی و تراکم) دارد، در صورتی که درگرافیت این فشردگی کامل نیست. این مسأله به شرایط و فضای تشکیل این دو کانی و "مدت زمانی" که بر آنها گذشته است، ارتباط دارد. در واقع گرافیت و الماس هر دو، جزء عناصر طبیعی و فرمول هر دو کربن خالص است، اما به لحاظ آرایش متفاوت اتم‌ها و ملکول­ها، (چیدمان متفاوت "فضایی ـ زمانی" اتم‌ها)، خصوصیات و مصرف اقتصادی متفاوت دارند. الماس در جواهر سازی و گرافیت در تولید نوک مداد استفاده می‌شود (میسون، 1373، نوربهشت،1379،ناصری،1377،1379).

                       شکل شماره2 آرایش"فضایی" اتم‌های دو مینرال الماس و گرافیت

نگرش فضایی در جغرافیا (جغرافیای کورماتیک) Chorematique geography

جغرافیای کورماتیک، یعنی جغرافیای طرح و تنظیم رقص‌های فردی و دسته جمعی مؤلفه‌های جغرافیایی؛ جغرافیای بررسی و درهم تنیدگی همه عوامل، فاکتورها و ابعاد تأثیر گذار در یک فضای جغرافیایی پویا و زمانمند.

در اوایل قرن بیستم تحولات زیادی درعرصه اندیشه‌های جغرافیایی صورت گرفت و در این دوره اعتبار مفاهیم سنتی جغرافیا مثل محیط طبیعی، محیط جغرافیایی و چشم انداز در رابطه با انسان، تحت تأثیر مفاهیم فضا و نگرش فضایی و چند بعدی، (با لحاظ نمودن مقوله‌های مهم زمان، نظام سلسله مراتبی، همجواری و همسایگی، نحوه توزیع و پخش، نحوه انبوهی، تراکم و انباشت، مقیاس، چرخه ماده و انرژی و...) قرارگرفت. مسأله مقیاس در جغرافیای کورماتیک یکی از ارکان مهم مطالعه و مقایسه است؛ و هر پدیده‌ای را بسته به ضرورت و اهمیت با مقیاس مشخصی بررسی می‌شود و در صورت نیاز به مقایسه با فاکتورها و پدیده‌های دیگر، با مقیاس همسنگ خود قیاس می‌گردد. همچنین هر نظم فضایی را با توجه به نقطه تماس آن، با مجموعه‌های فضایی دیگر، به مدد سیستم  GISتجزیه و تحلیل قرار می‌کنند. چنین نگرش‌های بحث انگیزی در فرانسه، به زایش جغرافیای نو کمک کرد (فرید،1379).

 پیشتاز این جریان فکری" رژنه برونه" از جغرافیدانان فرانسه است؛ که به تولید"فضا" اشاراتی دارد. وی این جغرافیای نوآور را به این سبب بنیان نهاد، تا بتواند نظام فضایی را که معلول کنش‌های اجتماعی و طبیعی است، در یک چهارچوب سلسله مراتبی و ارگانیک، سامان بخشد، رهیافتی که نوید دهنده، و در عین حال، توأم با ظرافت خاصی است. کورماتیک بر اصولی مسلم، و بر مجموعه‌ای از ساختارهای ابتدایی فضایی(Chorems) بنا نهاده شده و به عنوان الفبای واقعی، در شرح و تفسیر روش فضا به کار گرفته می‌شود؛ و با یاری گرفتن از مفاهیم، علامت­ها و تصاویر معینی، می‌تواند قلمروهای جغرافیایی را در مقیاس‌ها و ابعاد متفاوت، مورد بررسی قرار دهد. در واقع کورم الفبای ابتدایی فضایی است که با استفاده از علاماتی با اسامی‌‌نقطه، خط، پهنه، و شبکه فضایی(جریان،گذرگاه، تغییر و اختلاف، شیب یا گرادیان) در رابطه با هفت شکل عمده از سازماندهی فضایی، به این شرح: "چشمه بندی، خانه بندی، ربایش یا جاذبه، تماس، گرایش، پویایی سرزمین، و سلسله مراتب" تعداد 28 کورم شکل می‌گیرد که با قوانین سازماندهی فضایی ارتباط و مناسباتی دارند و به وسیله آنها مدل­هایی، به نام طرح­واره کورماتیک می‌توان ساخت و در تفسیر فضایی از آنها سود برد (فرید،1379).

نقش فضا در ژئومورفولوژی

جغرافیای فضایی به حیات، رفتار، تعامل، تعادل و پایداری پدیده‌ها و انسان­هایی می‌نگرد که در پشت صحنه ظاهری فضا، نهفته است و در این راستا، مناسبات و روابط متقابل انسان، منابع محیطی (خاک، لندفرم، آب، زیست بوم­ها و...)، جوامع (انسانی، گیاهی، جانوری)، فضا، زمان، زمین، ماده، انرژی، فناوری، فرهنگ، تکنیک و از همه مهمتر اطلاعات، علم، تفکر، خرد و حکمت مطرح است؛ که برآیند ترکیب و بر هم کنش آنها، ماهیت و ساخت همه جانبه فضای طبیعی و زیستی را در لحظات زمان شکل می‌دهد. اهمیت موضوع وقتی دو چندان می‌شود که بخواهیم تغییر پذیری و دگرگونی لحظه به لحظه را در گستره زمان (گذشته، حال و‌ آینده ) بررسی نموده، روند حرکت پدیده‌ها را پیش بینی، کنترل و هدایت نماییم.

اما، فضای حاکم بر محیط تشکیل و حرکت پدیده‌ها، معمولاً به گونه‌ای که هست، خود را نمی‌نمایاند، بلکه، برای درک درست و کامل آن(و در صورت لزوم تحلیل کمی) نیاز به شناخت لحظه به لحظه و دینامیک ماده و انرژی در فضای تشکیل آن پدیده است. بنابراین، به کالبد شکافی جامع و سنجش دقیق همه مؤلفه‌های تأثیرگذار بر شکل‌گیری هر پدیده، یا فرآیند ناگزیر هستیم. آیا با ابزارهای معمول (که پدیده‌های خطی و پهنه‌ای را می‌سنجیم) امکان بازشناسی همه ابعاد حرکت پدیده، در جهان خواهد بود؟ قطعا خیر. پس چه نوع سنجه‌هایی لازم است؟ سنجه‌های خطی(Linearmeasures) مثل متر وکیلومتر، سنجه‌های پهنه­ای(Areal measures) مثل هکتار یا ایکر و یا سنجه‌های دیگر!؟ استفاده از این سنجه‌ها باعث شده، ما فقط درکی لحظه­ای (از زمان) داشته باشیم، و این به نوبه خود، بیش از آن که ما را به درک بیشتری از زمان رهنمون گردد، موجب شده تا در نبود سنجه‌های طبیعی فضایی

(natural spatial measures)، طیف وسیعی از سنجه‌های خطی بشر ساخت را پدید آوریم (Thorn,1988).

از جمله مفاهیم ژئومورفیک که نگرش فضایی را به خوبی لازم و تداعی می‌کند، پیوستار"چند نگاره" (Palimpsestor overprint ) است؛ که صرفاً در چهارچوب نگرش فضایی و فرا ابعادی قابل ادراک است. چندنگاره به سکانسی شکل­زا و یا رسوبی اطلاق می‌گردد که در دو یا چند فاز " فضایی ـ زمانی"، متفاوت و یا محیط‌های تشکیل گوناگون ایجاد شده­اند. به عبارتی، یک سناریوی متعامل محیطی مبادرت به پیکر تراشی یا نقش زایی نموده و بدون آنکه آن نقش ناپدید یا بی نقش گردد، سناریو یا فرآیند دیگری در زمانی جدیدتر بر روی آن نقش زایی می‌نماید که این دو نقش با یکدیگر همخوانی ندارند و هر کدام شاهدی بر فرآیند و فضای ژئومورفیک متفاوت است. بدون شک، تفسیر و تحلیل این قضایا صرفاً در چهارچوب نگرش" فضایی ـ زمانی" امکانپذیر است. مفهوم چند نگاره، به خوبی قادر است شرایط " فضایی ـ زمانی" ایجاد خاک­های مدفون شده و قدیمی، تشکیل افق خاک آرجیلیک در اقالیم سرد و مرطوب تر گذشته؛ و استمرار حضور آن در مناطق گرم و خشک حاضر، وجود فن‌های قدیمی‌در زیر فن‌های جدید، بررسی باهاداها و فن‌های در هم تنیده و چند زمانه (Coalescing fans) را تبیین و تفسیر نموده و آن را در ابعاد مختلف " فضایی ـ زمانی" تصویر نماید.(Whittow,1984-USDA, NRCS,2006 - Summerfield ,1991) چند نگاره‌ها به عنوان آرشیو و بایگانی شرایط ریختی و محیطی گذشته، حاوی اطلاعات بسیار زیادی هستند؛ که بقایای بسیاری از فرآیند‌های مورفوژنیک کواترنر را ردیابی می‌کنند. رمزگشایی خصوصیات خاک شناختی ـ زمین ریخت شناختی چند نگاره‌ها، کلید درک زمانمند تحولات طبیعی کواترنر است.

علاوه بر تأثیر هندسه فرا ابعادی ریمان، امروزه نقش هندسه فراکتالی نیز برای بیان رشد و توسعه سیستم‌های پویای طبیعی و غیرطبیعی، به کار برده شده است (سپاسخواه به نقل ازمندلبروت،1970). در هندسه فراکتالی کسر و اعشاری از ابعاد شکل­زا(Fractional dimensions) که در سیستم‌های ژئومورفیک و طبیعی، نمود گسترده‌ای دارد، مورد بررسی قرار می‌گیرد. ویژگی خود همانندی (Self similarity )، که در نظام سلسله مراتبی خاک­ها و زمین ریخت‌ها، و از جمله در خاکدانه‌ها، اساس آرایش فضایی و ساختمان خاک را تشکیل می‌دهد، از دیگر خصوصیات بارز هندسه فراکتالی در نقش آفرینی ساختار‌های طبیعی است. در واقع نطریه فراکتالی این قابلیت را دارد که در یک محیط دینامیک شکل­زا و یا خاکساز، ریزترین و به هنگام ترین تغییرات و نوسانات اشکال سرزمین را در چرخه مورفوژنز ـ پدوژنز، حتی در کسری از ابعاد اعشاری ، در بستر زمان به تصویر کشیده، و آن را تبیین نماید. به عبارتی، هر گونه فرسایش و یا افزایش مواد در محیط طبیعی، از چشم تیز بین هندسه فراکتالی به دور نخواهد ماند.

از دیگر مباحثی که به نگرش فضایی در پژوهش‌های علوم خاک و زمین ریخت، غنا بخشیده است، پدومتری است. پدومتری یا نقشه برداری خاک آماری، عبارت از ارایه داده‌ها و اطلاعات کمی‌خاک و تهیه نقشه رقومی‌آنها به روش­های آماری، ریاضی و زمین آمار است. در واقع پدومتری می‌تواند بین علوم مختلف (آمار فضایی، کوکریجینگ، متد‌های هیبرید، سنجش از دور، سیستم اطلاعات جغرافیایی، منطق فازی، شبکه‌های عصبی، آنالیز رقومی‌سرزمین، تئوری کیاس و آنالیز فراکتالی)، فضای پژوهشی و تعاملی، ایجاد نماید (تومانیان،1385). اکنون از دنیای تئوری­ها و نظریه، وارد دنیای محسوس و ملموس زمین ریخت و خاک می‌شویم و عوامل و فرآیندهای عمده و مؤثر در ایجاد فضای مورفوژنز ـ پدوژنز را بررسی می‌نماییم. چرخه و بیلان مورفوژنز ـ پدوژنز اشاره شده در بعضی منابع (رجایی،1373 الف) بیانگرفضای مذکور است:

عوامل و فرآیندهای تأثیر گذار در شکل گیری فضای مورفوژنیک

جنبه‌های مختلف زمین ساخت و اشکال متفاوت آن (چین‌ها، گسل‌ها، مواد و اشکال آتشفشانی و...)، ارتفاع، شیب اراضی و انواع آن (ساده، مرکب، اصلی، جانبی، فرعی و...)، عرض و جهات جغرافیایی، انحنای اراضی و درجات آن (محدب، مقعر، مسطح و تخت و...)، جنس مواد و ویژگی­های سنگ شناختی، اندازه ذرات، زمان، سن مواد، فرآیندهای مورفوژنیک، سطوح دقت مطالعه، مقیاس مطالعه، توزیع­ها و پراکندگی‌های مختلف (Dispersion)و انبوهی یا تراکم(Density) و الگوهای(Patterns) آنها، اقلیم و تغییرات آن، محیط‌های متفاوت تشکیل خاک و لندفرم و بالاخره انرژی­های عامل شکل­زایی در هر منطقه و ... همه و همه و ده­ها متغیر و فاکتور دیگر، در اشکال، درجات و مقیاس‌های گوناگون، در شکل گیری فضای مورفوژنیک مؤثرند که به لحاظ اهمیت موضوع به بعضی موارد مهم آنها اشاره می‌گردد.

1- جنبه‌های زمین ساخت

جنبه‌های مختلف زمین ساخت و اشکال متفاوت آن شامل تکتونیک، نیوتکتونیک، کوهزایی، خشکی زایی، اشکال آتشفشان، گسل خوردگی، برآمدگی، زمین لرزه، کج شدگی، تاب برداشتگی (خمش یا پیچش) و بالاخره چین خوردگی است؛ که از درون زمین سرچشمه می‌گیرند و "شکل­های اولیه زمین" را ایجاد می‌کنند. اندازه این شکل­ها، ممکن است از محدوده قاره‌ای تا سراشیب‌های شدید گسل­های حاصل از زمین لرزه‌های کوچک تغییر کند. به عبارتی شکل­زایی و تحول شکل پوسته زمین، اساساً با "ناهمواری­های اولیه و بنیادین" ایجاد شده بر اثر فرآیندهای تکتونیکی، دیاستروفیک و اندوژنیک ارتباط دارد (معتمد به نقل از چورلی و همکاران،1375) و شامل حرکات و فرآیندهایی است که به طور مستقیم و یا غیر مستقیم، سبب تغییرات نسبی یا مطلق وضعیت سطح تراز پوسته زمین می‌شوند. این تحولات آغازین و اساسی که مستمراً از رفتار سیاره ناشی می‌شود، به نظر چورلی شامل 5 مرحله مهم است:

الف. حرکات کوهزایی که چین خوردگی‌های شدید، روراندگی، گسل خوردگی و بالا آمدگی را در بر می‌گیرد.

ب. حرکات خشکی زایی که بالا آمدن آرام ناحیه نسبتاً وسیع و گسترده‌ای از پوسته زمین را شامل می‌شود و گاهی با گسل دار شدن زمین همراه است.

ج. حرکات ایزوستاتیک، شامل حرکات عمودی که بر اثر جا به جایی‌های شناوری(floatation)، در بین لایه‌های سنگ با چگالی‌ها و قابلیت تحرک متفاوت ایجاد می‌گردد؛ که در آن ارتفاع توپوگرافیک با دانسیته سنگ لایه زیرین ارتباط معکوس دارد.

د. حرکات آتشفشانی، که جا به جایی و تبلور دوباره مواد مذاب را در بین سطوح مختلف، در بر می‌گیرد.

 هـ.. حرکات ایوستاتیک، که حرکات مربوط به سطح دریاها را در سطح جهانی در بر می‌گیرد و از تغییر حجم کلی آب دریا، یا تغییر در ظرفیت مخازن حوضه‌های اقیانوسی ناشی می‌شود.

2- شیب اراضی و انواع آن

دامنه و شیب اراضی از نظر تمایل (زاویه شیب )، جهت یابی، طول، شکل و بالاخره نوع شیب با یکدیگر، کاملاً متفاوتند. عامل شیب به لحاظ انواع، فراوانی و گستردگی وقوع در همه ‌پهنه‌های سیاره، یکی از مهمترین عوامل تأثیر گذار بر شکل گیری فضای ژئومورفیک و تنوع ژئوفرم­ها است (معتمد به نقل از چورلی و همکاران،1375). به همین خاطر دامنه‌ها، مجموعه‌ای از اشکال مختلف اراضی و خاک­ها را دارا هستند.

شکل 3 مدل فرضی نه گانه اراضی دامنه‌ها شامل فرآیندهای ژیومورفیک عمده (Dalrympleو همکاران،1998 )

Dalrymple و همکاران (1998) بر اساس مدل فرضی نه گانه (شکل 3)، ویژگی‌های متفاوت فضایی شکل گرفته در واحدهای متفاوت، یک دامنه را مشخص و معرفی کرده و نشان داده اند که چگونه فضای ژئومورفیک متفاوت، باعث شکل گیری فرآیندهای مورفوژنیک عمده و غالب (و در عین حال متفاوتی)، شده، در نتیجه لندفرم­ها و خاک­های متنوعی را ایجاد می‌نمایند. در این مدل نقش نوع، میزان و جهت شیب در ایجاد تغییرات در دامنه‌ها به خوبی به تصویر کشیده شده است (Summerfield,1991).

شکل شماره 4 نیمرخ توپوگرافیک و وضعیت و موقعیت شیب بر روی اراضی شیبدار( شونبرگر و همکاران،2002)

نقشه برداران خاک برای مطالعه تغییرات ایجاد شده در خصوصیات و نوع خاک­ها، لندفرم‌های فوق را بر روی یک Catena شناسایی و مجزا می‌نمایند و معتقدند که شیب دامنه و ویژگی‌های زهکشی در یک کاتنا قادر بوده، پنج موقعیت و آرایش فضایی متفاوت مورفوژنیک– پدوژنیک را جلوه گر سازد(Schoeneberger,et al,2002).

در شکل‌های شماره 4 و 5 وضعیت شیب و لندفرم به تصویر کشیده شده است. جهت و زاویه شیب و به طور کلی، هندسه زمین، و به تبع آن، مدیریت و کاربری، مرز بین موقعیت‌های مختلف ژیومرفیک فوق الذکر را جدا می‌کند.

3- چولگی و انحنای شیب

علاوه بر طول، جهت و میزان شیب، چولگی و انحنای آن نیز، که به فرم اراضی پیچیدگی و هندسه خاصی می‌دهد، در شکل گیری فضای ژئومرفیک کاملاً تأثیرگذار است. شکل 3 طبقه بندی نه گانه شیب‌های دامنه را نشان می‌دهد که نه تنها بر مبنای شاخص‌های نیمرخ، بلکه، بر اساس شکل سطحی صفحه شیب قرار دارد. بنابراین، یک دامنه تنها یک پروفیل دو بعدی نیست، بلکه دارای یک ترکیب چند بعدی (نوعی آرایش فضایی) است. در این طبقه بندی، نه تنها نیمرخ شیب که عمود بر خطوط تراز است، بلکه، شکل دامنه روی هر دو سطح نیمرخ شیب، نیز مورد ارزیابی قرار می‌گیرد و سطوح می‌توانند مانند شکل3 و4 طبقه بندی شوند (معتمد به نقل ازچورلی و همکاران،1375). به طور آشکار، این طبقه بندی در مورد نیروهای فرسایشی و افزایشی موثر روی دامنه‌ها بسیار واقع بینانه تر است. بر اساس طبقه بندی مزبور، چولگی و انحنای شیب، باعث شکل گیری سه حالت عمده شیب می‌گردد:

●  شیب‌های تخت یا مستقیم(شیب بدون انحنا) ـslope   Linear

●  شیب‌های کوژ (محدب یا برجسته) ـ  Convex slope

●  شیب‌های کاو (مقعر یا توگود) ـ  Concave slope

در بیشتر دامنه‌ها، بیش از یکی از این شیب‌ها مشاهده می‌گردد، در نتیجه، حالت­های فوق الذکر با هم تلفیق و مجتمع شده، و یک دامنه مرکب را تشکیل می‌دهند که یک نمونه کامل آن در شکل 3 و 5 معرفی گردید. پر واضح است که در این گونه دامنه‌ها، تجزیه و تحلیل ژئومورفولوژیک، نیازمند درک فضای ژئومورفیک، پیچیدگی‌ها و انحنای آن است. در شکل 5 طول شیب از بالا تا پایین شکل است. L یعنی خطی (شیب‌های تخت و مستقیم ) Linear ،

V یعنی کوژ ( محدب، برجسته) Convex و

C یعنی کاو ( مقعر، توگود) Concave

شکل 5 اشکال هندسی نه گانه فرمهای سه بعدی شیب تپه‌ای یا دامنه ای( روهه، 1975به نقل از چورلی و شوم).