پيش بيني تغييرات مكاني برخي ويژگي هاي خاك با تلفيق داده هاي محيطي و سنجش از دور و نزديك در منطقه افزر استان فارس

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

مهندسي كشاورزي

دكتري

در عصري كه استفاده از خاك در تغيير كاربري زمين، تغييرات اقتصادي و آب و هوايي در مقياس¬هاي منطقه¬اي، ملي و جهاني سرعت يافته است، نياز به اطلاعاتي درمورد ويژگي¬هاي خاك، اهميت فراواني پيدا كرده است. بنابراين شناخت دقيق خاك، درك ارتباط آن با زمين¬نما و تهيه نقشه¬هايي با قدرت تفكيك مكاني بالا نيازمند تكنيك¬هاي جديدي است كه در حداقل زمان ممكن اطلاعات چندين ويژگي خاك را ثبت كند. در اين راستا پژوهش حاضر در قالب چهار مطالعه شامل ارتباط بين سطوح ژئومورفيك و تكامل خاك¬ها، ارزيابي برخي از روش¬هاي نوين در برآورد ويژگي¬هاي فيزيكي- شيميايي و هيدروليكي خاك، پيش¬بيني مكاني برخي ويژگي¬هاي خاك در بخشي از اراضي كشاورزي و مرتعي بخش افزر با مساحتي بالغ بر 242 كيلومتر مربع واقع در شهرستان¬ قيروكارزين استان فارس (عرض جغرافيايي ̍16 ˚ 28 تا ̍29 ˚28 درجه شمالي و طول جغرافيايي ̍51 ˚52 تا ̍02 ˚53 درجه شرقي) انجام شد. به¬منظور دست¬يابي به اهداف اين مطالعه، نقشه ژئومورفولوژي با استفاده از روش¬هاي استاندارد تهيه شد و سپس مرزهاي اين نقشه در صحرا اصلاح و مورد بازبيني قرار گرفت. براي بررسي تكامل خاك و زمين¬نما 25 پروفيل حفر، نمونه¬برداري و تا سطح گروه بزرگ تشريح شد و با استفاده از متغيرهاي كمكي كمّي و كيفي و بكارگيري روش نمونه¬برداري مربع لاتين هايپركيوب شرطي موقعيت مكاني 300 نقطه محل براي نمونه¬برداري خاك سطحي (0 تا 30 سانتي¬متري) انتخاب شد و نمونه¬برداري صورت گرفت. به¬منظور برآورد پارامترهاي هيدروليكي خاك با استفاده از دستگاه نفوذ¬سنج مكشي، تعداد 100 نقطه محل از بين 300 نقطه نمونه¬برداري شده، انتخاب و نفوذ غير اشباع آب به خاك و پارامترهاي هيدروليكي خاك در مكان¬هاي انتخابي توسط دستگاه نفوذسنج مكشي اندازه¬گيري شد. نتايج بررسي تكامل خاك و زمين¬نما نشان داد كه فرآيندهاي آبرفتي و واريزه¬اي به¬عنوان عوامل كنترل كننده اصلي شكل¬هاي زمين در اين مناطق محسوب مي¬شوند. دو فاكتور توپوگرافي و مواد مادري اصلي¬ترين فاكتورهاي خاكسازي در منطقه بوده و سبب تشكيل و تمايز خاك شده است و هم¬زمان با تشكيل لندفرم و فرآيندهاي مرتبط با تشكيل سطوح ژئومورفيك، اين فرآيندها باعث ايجاد تكامل و تفاوت در خاك¬هاي منطقه شده است. نتايج ارزيابي تكنيك¬هاي طيف¬سنجي در محدوده¬ي Vis-NIR-SWIR، mid-IR و pXRF براي پيش¬بيني توزيع اندازه ذرات خاك، كربن آلي، كربنات كلسيم معادل، گچ، چگالي ظاهري خشك و رسانايي الكتريكي اشباع با استفاده از مدل PLSR و پيش¬پردازش¬هاي مختلف نشان داد كه طيف Vis-NIR-SWIR و در مرتبه¬ي بعد طيف mid-IR براي پيش¬بيني توزيع اندازه ذرات خاك عملكرد خوبي دارند و هر كدام به تنهايي قادر به پيش¬بيني توزيع اندازه¬ ذرات خاك مي¬باشند، در¬حالي-كه pXRF به¬تنهايي قادر به پيش¬بيني توزيع اندازه¬ ذرات خاك نيست. محدوده¬هاي طيفي Vis-NIR-SWIR، mid-IR و pXRF قادر به پيش¬بيني چگالي ظاهري خشك نبودند، در¬حالي¬كه هر سه محدوده طيفي براي پيش¬بيني كربنات كلسيم خاك عملكرد بسيار خوبي داشتند. محدوده¬ها¬ي طيفي Vis-NIR-SWIR و mid-IR به¬طور موفقيت¬آميزي توانستند كربن آلي خاك را پيش¬بيني كنند، اما به¬ اين دليل كه طيف pXRF توانايي اندازه¬گيري عناصر سبك و كم انرژي مانند كربن را نداشت، بنابراين pXRF نمي¬توانست به¬طور مستقيم و به¬تنهايي براي پيش¬بيني و تجزيه و تحليل كربن آلي خاك استفاده شود. نتايج پيش¬بيني گچ با استفاده از هر سه محدوده¬ي طيفي براساس شاخص RPIQ، عملكرد غيرقابل اعتمادي داشت. با اين وجود با توجه به ويژگي¬هاي جذب اختصاصي گچ در محدوده¬ي طيفي Vis-NIR-SWIR و mid-IR و مقدار بالاي شاخص R2، به¬نظر مي¬رسد روش¬هاي طيف¬سنجي پتانسيل زيادي در برآورد گچ در مناطق همگن از نظر گچ داشته باشند. طيف pXRF و تكنيك القاگر الكترومغناطيس (EMI) دقت قابل قبولي براي پيش¬بيني رسانايي الكتريكي اشباع خاك دارند، در حالي¬كه طيف Vis-NIR-SWIR و mid-IR براي پيش‌بيني رسانايي الكتريكي غيرقابل اعتماد هستند. نتايج امكان-سنجي برآورد پارامترهاي هيدروليكي با استفاده از داده¬هاي طيف¬سنجي در محدوده¬ي Vis-NIR-SWIR نشان داد كه اين تكنيك قادر به پيش¬بيني پارامترهاي هيدروليكي خاك در منطقه¬ي مورد مطالعه نيست، در¬حالي¬كه توابع انتقالي خاك با دقت نسبتاً قابل قبولي قادر به پيش¬بيني پارامترهاي هيدروليكي خاك هستند. نتايج پيش¬بيني مكاني ويژگي¬هاي خاك نشان داد كه باندهاي تصوير خاك برهنه چند زماني (SySI) به¬عنوان متغير كمكي مهم براي پيش‌بيني بيشتر ويژگي¬هاي خاك است و به¬دليل توپوگرافي كم و مسطح بودن منطقه مورد مطالعه، داده¬هاي محيطي مشتق شده از مدل رقومي ارتفاع اهميت نسبي كمتري نسبت به داده¬هاي سنجش از دور داشتند.

211217

مديريت منابع خاك (زمينه خاك و ارزيابي اراضي)

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان

محمدرضا مصدقي، حسين خادمي

محمدعلي حاج عباسي، حسين شيراني، احمد ميره اي

شمس الله ايوبي