علوم خاک
سحر اخوان؛ احمد جلالیان؛ نورایر تومانیان؛ ناصر هنرجو
چکیده
تحلیل تناسب اراضی با استفاده از مجموعه متنوعی از عوامل موثر بر تولید کمی و کیفی محصولات و بررسی پیچدگیهای روابط آنها باهم، و همچنین نقشهبرداری کاربری اراضی، از مفیدترین کاربردهای سامانه اطلاعات جغرافیایی وکاربرد مدلهای تصمیمگیری چندمعیاره در مدیریت منابع زمین است. در پژوهش حاضر، ارزیابی کیفی تناسب اراضی با استفاده ...
بیشتر
تحلیل تناسب اراضی با استفاده از مجموعه متنوعی از عوامل موثر بر تولید کمی و کیفی محصولات و بررسی پیچدگیهای روابط آنها باهم، و همچنین نقشهبرداری کاربری اراضی، از مفیدترین کاربردهای سامانه اطلاعات جغرافیایی وکاربرد مدلهای تصمیمگیری چندمعیاره در مدیریت منابع زمین است. در پژوهش حاضر، ارزیابی کیفی تناسب اراضی با استفاده از مدلهای فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی و پارامتریک برای محصول گندم آبی و یونجه مورد بررسی قرار گرفت. مشخصات خاک، شرایط اقلیمی، توپوگرافی و دسترسی به آب، جاده و مراکز جمعیتی، بر اساس چارچوب سازمان خواربار جهانی و کشاورزی و نظرات کارشناسان انتخاب شد. تابع درونیابی برای ویژگیهای کیفی و کمی موردنظر، استفاده شد وارزیابی بر اساس مدلهای پارامتریک و فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی انجام شد. بر اساس مدل پارامتریک، مقادیر شاخصهای زمین برای گندم و یونجه از 50 درصد در برخی نقاط تا 78 درصد در منطقه مورد مطالعه متغیر است،که دشت را به طبقات مناسب (S2)و خیلی مناسب (S1) طبقهبندی میکند. مقادیر ترجیحی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی برای کشت گندم و یونجه به ترتیب در منطقه مورد مطالعه از 25 تا 73 درصد و 24 تا 50 درصد میباشد که به عنوان متوسط تا خیلی زیاد طبقهبندی میشود. ضریب کاپا کوهن بین شاخصهای پارامتری زمین و مقادیر ترجیحی فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی با عملکرد گندم و یونجه مشاهده شده، به ترتیب بین 03/0 تا 237/0 و 001/0 تا 04/0 متغیر است که اعتبار هر دو مدل در برآورد تناسب اراضی برای تولید محصول در منطقه مورد مطالعه را تایید میکند. نتایج مطالعه حاضر نشان میدهد که فرآیند تحلیل سلسله مراتبی فازی یک استراتژی موثر برای افزایش دقت وزنی معیارهای موثر بر تحلیل تناسب زمین نسبت به روش سنتی برای شناسایی محدودیتهای کشت محصولات میباشد.
شقایق هوائی؛ اردوان کمالی؛ نورایر تومانیان
چکیده
با توجه به ارتباط چندجانبه خاک و سایر اجزاء سیستمهای سطحی زمین، ردهبندی خاک ابزاری ضروری در جهت پهنهبندی صحیح و اتخاذ تصمیمات مدیریتی در عرصههای منابع طبیعی میباشد. به منظور بررسی توانایی دو سامانه طبقهبندی جهانی و ردهبندی آمریکایی در توصیف تغییرپذیریهای جزئی موجود بین خاکهای متکامل (دارای افق تجمع رس) تراس بالایی رودخانه ...
بیشتر
با توجه به ارتباط چندجانبه خاک و سایر اجزاء سیستمهای سطحی زمین، ردهبندی خاک ابزاری ضروری در جهت پهنهبندی صحیح و اتخاذ تصمیمات مدیریتی در عرصههای منابع طبیعی میباشد. به منظور بررسی توانایی دو سامانه طبقهبندی جهانی و ردهبندی آمریکایی در توصیف تغییرپذیریهای جزئی موجود بین خاکهای متکامل (دارای افق تجمع رس) تراس بالایی رودخانه زاینده رود، این پژوهش در سطح مطالعاتی نیمهتفضیلی طراحی و پس از انتخاب چهار خاکرخ شاهد، کلاسبندی خاک طبق الگوی دو سامانه انجام گرفت. نتایج نشان داد که سامانه طبقهبندی جهانی به دلیل مزایایی چون توصیف کنندههای Clayic، Cutanic، Ochric، Ruptic، Endocalcaric و نیاز به دادههای آزمایشگاهی کمتر، در توصیف ویژگیهای درون خاکرخی در این پژوهش بسیار موفقتر از سیستم ردهبندی آمریکایی بوده، اما همچنان توانایی نمایش تفاوت در توالی افقهای مشخصه تمامی خاکرخهای موجود در این مطالعه نیمهتفضیلی را نداشته است. از طرف دیگر سامانه آمریکایی بر خلاف الگوی جهانی، با بهرهگیری از رژیم رطوبتی و حرارتی خاک، توصیفی از شرایط محیطی ارائه نموده است و اسم خاک در این سامانه نشان دهنده وجود خاک با افق آرجیلیک در شرایط اقلیمی خشک بوده است. بنایراین میتوان بیان نمود که میزان کارآیی هر یک از سامانههای طبقهبندی جهانی و آمریکایی بسته به نوع هدف بکارگیری و مقیاس مطالعه متفاوت خواهد بود.
شاهرخ فاتحی؛ جهانگرد محمدی؛ محمد حسن صالحی؛ عزیز مومنی؛ نورایر تومانیان؛ اعظم جعفری
چکیده
ریزمقیاس سازی نقشه های رقومی خاک یک گزینه ی مطرح برای تهیه داده های با قدرت تفکیک مکانی ریز در شرایطی است که تنها داده های با قدرت تفکیک مکانی درشت وجود دارد. با توجه به اهمیت نقشه هایی رقومی کربن آلی خاک با قدرت تفکیک مکانی ریز برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر روی اکوسیستم، امنیت غذائی، آب و خاک و عدم وجود چنین داده هائی در کشور، در این ...
بیشتر
ریزمقیاس سازی نقشه های رقومی خاک یک گزینه ی مطرح برای تهیه داده های با قدرت تفکیک مکانی ریز در شرایطی است که تنها داده های با قدرت تفکیک مکانی درشت وجود دارد. با توجه به اهمیت نقشه هایی رقومی کربن آلی خاک با قدرت تفکیک مکانی ریز برای بررسی اثر تغییر اقلیم بر روی اکوسیستم، امنیت غذائی، آب و خاک و عدم وجود چنین داده هائی در کشور، در این مطالعه، امکان ریزمقیاس سازی نقشه ی رقومی کربن آلی خاک از اندازه پیکسل 50 متر به 10 متر با استفاده از دو روش مستقیم و نمونه برداری نقطه ای در قالب مدل های خطی تعمیم یافته، درختان رگرسیون و شبکه ی عصبی مصنوعی در زیرحوضه ی آبخیز مرک به وسعت 24000 هکتار واقع در استان کرمانشاه مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور 320 نقطه مشاهداتی منتج از داده های میراثی خاک و همچنین متغیرهای کمکی شامل 23 متغیر از مشتقات مدل رقومی ارتفاع، شاخص های تصاویر لندست تی ام مانند شاخص رس، پوشش گیاهی نرمال شده و اندازه ذرات و متغیرهای کیفی ژئومورفولوژی، سنگ شناسی و کاربری اراضی در فرآیند ریزمقیاس سازی استفاده شدند. نتایج نشان داد عملکرد روش ریزمقیاس سازی نمونه برداری نقطه ای تا حدودی از روش مستقیم بهتر است. همچنین در هر دو روش ریز مقیاس سازی، الگوریتم مدل سازی با درختان رگرسیون (57/0= Adjusted R2 ، 23/0-22/0= RMSE) دارای صحت و کارائی بالاتری نسبت به مدل های خطی تعمیم یافته (57/0-49/0= Adjusted R2 ، 26/0-22/0= RMSE) و شبکه ی عصبی (47/0-45/0= Adjusted R2، 28/0-27/0= RMSE) است. با وجود این، در آینده به اجرای پژوهش های بیشتری در زمینه ی روش های مختلف ریزمقیاس سازی نقشه های رقومی خاک نیاز است.
اعظم جعفری؛ نورایر تومانیان؛ روح الله تقی زاده
چکیده
اطلاعات خاک منبع مهم و ضروری برای تهیه نقشه خاک و واسنجی مدلهای پیش‌بینی‌کننده خصوصیات خاک هستند. این اطلاعات از روش‌های مختلف نمونه‌برداری استخراج می‌شوند. هیچ معیار آماری برای ارزیابی نمونه برداری خاک در نقشهبرداری خاک وجود ندارد و این موضوع به عدم تعادل در نمونه‌برداری و کاهش کیفیت نقشه خاک منجر میشود. نمونه ...
بیشتر
اطلاعات خاک منبع مهم و ضروری برای تهیه نقشه خاک و واسنجی مدلهای پیش‌بینی‌کننده خصوصیات خاک هستند. این اطلاعات از روش‌های مختلف نمونه‌برداری استخراج می‌شوند. هیچ معیار آماری برای ارزیابی نمونه برداری خاک در نقشهبرداری خاک وجود ندارد و این موضوع به عدم تعادل در نمونه‌برداری و کاهش کیفیت نقشه خاک منجر میشود. نمونه برداری هایپرکیوب لاتینبه عنوان یک طرح نمونه‌برداری برای نقشهبرداری رقومی خاک پیشنهاد شده است. در این مطالعه از اصول هایپرکیوب برای ارزیابی کیفیت نمونه‌های خاک با استفاده از الگوریتم "ارزیابی هایپرکیوب نمونه‌برداری خاک"در نرم‌افزار R استفاده گردید. منطقه مورد مطالعه در فلات مرکزی ایران واقع در دره زاینده‌رود اصفهان قرار دارد. متغیرهای محیطی از مدل رقومی ارتفاع استخراج شد. هایپرکیوب لاتین از سه متغیر کمکی ارتفاع، شیب و شاخص خیسی تشکیل و براساس آن شاخص متغیر کمکی و وزن نسبی محاسبه شد. نتایج نشان داد افزایش تراکم و تغییرپذیری متغیر محیطی منجر به افزایش شاخص متغیر کمکی میشود. براساس شاخص وزن نسبی، نمونه‌برداری بیش از حد در مناطق با تراکم پایین شاخص متغیر کمکی و نمونه‌برداری کم در مناطق با تراکم و تغییرپذیری بالای شاخص متغیر کمکی مشاهده میشود.بنابراین لحاظ کردن فرایندهای ژئومرفولوژی برای بیان تغییرپذیری منطقه خشک در طراحی نمونه‌برداری خاک بسیار مفید و موثر واقع شده که این تنها با عملیات میدانی و صحرایی قابل تشخیص است. به این ترتیب، جزء لاینفک پروژه‌های نقشهبرداری و شناسایی خاک، عملیات صحرایی و میدانی است که منجر به نمونه‌برداری دقیق‌تر برای برنامه‌های آینده همچون نقشهبرداری رقومی خاک میشود.
محسن باقری بداغ آبادی؛ محمد حسن صالحی؛ جهانگرد محمدی؛ نورایر تومانیان؛ عیسی اسفندیارپور بروجنی
چکیده
چکیده
محدودیتهای موجود در روش‌های سنتی (مرسوم) شناسایی خاک و پیشرفتهای صورت‌گرفته در فناوری اطلاعات، باعث ارایه‌ی راه کارهای نوینی شده است که به‌طور کلی «شناسایی رقومی خاک» نامیده می‌شوند و هدف آنها پیشبینی کلاس‌های خاک یا ویژگیهای آن، بر اساس متغیرهای محیطی و یا خصوصیاتی از خاک است که بهسادگی قابل دستیابی یا محاسبه ...
بیشتر
چکیده
محدودیتهای موجود در روش‌های سنتی (مرسوم) شناسایی خاک و پیشرفتهای صورت‌گرفته در فناوری اطلاعات، باعث ارایه‌ی راه کارهای نوینی شده است که به‌طور کلی «شناسایی رقومی خاک» نامیده می‌شوند و هدف آنها پیشبینی کلاس‌های خاک یا ویژگیهای آن، بر اساس متغیرهای محیطی و یا خصوصیاتی از خاک است که بهسادگی قابل دستیابی یا محاسبه هستند. هدف از پژوهش حاضر، بررسی کارآیی مدل رقومی ارتفاع و مشتقات آن در پیش بینی و برآورد کلاس‌های خاک، با استفاده از مدل SoLIM و اعتبارسنجی نتایج این مدل در منطقه ی بروجن - استان چهارمحال و بختیاری- می باشد. برای این منظور، 18 ویژگی مختلف از مدل رقومی ارتفاع شامل ارتفاع، درصد شیب، جهت شیب، انحنای خالص، انحنای کمینه، انحنای بیشینه، انحنای تانژانت، انحنای نیمرخی، انحنای شکل سطح، جهت جریان، تجمع جریان، تابش مستقیم، مدت پخشیدگی، تابش پخشیده، تابش کل، شاخص قدرت جریان، شاخص رسوب و شاخص نمناکی استخراج گردیدند. این ویژگی‌ها به همراه سه زیرگروه و هفت فامیل خاک غالب موجود در منطقه ی مطالعاتی (شامل 89 خاک رخ از 125 خاک رخ حفرشده در کل منطقه)، ماتریس داده های ورودی به مدل SoLIM را تشکیل دادند. نتایج نشان داد که تنها با توجه به مدل رقومی ارتفاع می توان در سطح زیرگروه با دقت حدود 65 درصد در درون یابی و 40 درصد در تعمیم (برون یابی) نتایج، برآورد درستی از کلاس های خاک داشت. این مقادیر در سطح فامیل خاک، تقریباً به نصف کاهش یافتند. ارزیابی نتایج شناسایی خاک ها بر اساس کلید رده بندی خاک آمریکایی که دارای معیارهای سخت و صُلب است، تا حدی می تواند گمراه کننده باشد؛ حال آن که استفاده از مدل فازیِ SoLIM که تغییرپذیری تدریجی خاک ها را مد نظر قرار میدهد، نمود بهتری از واقعیت خاک‌ها را بیان میکند.
واژه های کلیدی: مدل رقومی ارتفاع، مدل SoLIM، منطق فازی، نقشه برداری رقومی خاک
عیسی اسفندیارپور بروجنی؛ نورایر تومانیان؛ محمد حسن صالحی؛ جهانگرد محمدی
چکیده
چکیده
ژئوپدولوژی، یک روش سیستماتیک تجزیه و تحلیل سطوح ژئومرفیک برای نقشهبرداری خاک است که عملیات صحرایی را عمدتاً بر مبنای کار در منطقه ی نمونه پایه ریزی می کند. هدف از پژوهش حاضر، استفاده از شاخص های تفرق و شباهت در یک توالی سلسله مراتبی از سطوح رده بندی خاک، به منظور تعیین میزان اعتبار تعمیم‌پذیری نتایج حاصل از نقشهبرداری خاک ...
بیشتر
چکیده
ژئوپدولوژی، یک روش سیستماتیک تجزیه و تحلیل سطوح ژئومرفیک برای نقشهبرداری خاک است که عملیات صحرایی را عمدتاً بر مبنای کار در منطقه ی نمونه پایه ریزی می کند. هدف از پژوهش حاضر، استفاده از شاخص های تفرق و شباهت در یک توالی سلسله مراتبی از سطوح رده بندی خاک، به منظور تعیین میزان اعتبار تعمیم‌پذیری نتایج حاصل از نقشهبرداری خاک به روش ژئوپدولوژی برای اشکال اراضی مشابه در منطقه ی بروجن است. پس از تهیه ی نقشه ی تفسیری اولیه بر روی عکس های هوایی با مقیاس 1:20000، بزرگ ترین محدوده ی واحد ژئومرفیک Pi111 که بالاترین سطح از منطقه ی مطالعاتی را در بر می‌‌گرفت، انتخاب گردید و تعداد 19 خاک رخ با فواصل تقریبی 125 متر در این واحد، حفر، تشریح و نمونه‌برداری شدند. میزان اعتبار تعمیم‌پذیری نتایج روش ژئوپدولوژی برای واحد مزبور، از طریق حفر تعداد 15 خاک رخ دیگر در یک واحد مشابه موجود در خارج از منطقه ی نمونه که منطقه ی تعمیم نامیده شده است، مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که شاخص تفرق شانن از سطح رده به سمت فامیل خاک، در هر دو منطقه ی نمونه و تعمیم، افزایش می یابد؛ لیکن تنها در سطح فامیل، تفاوت معنی دار بین میانگین تفرق خاک های دو منطقه در سطح اعتماد 95 درصد وجود دارد. افزایش تفرق خاک ها در خلال سلسله‌‌مراتب رده بندی خاک، حتی با تغییر مقیاس درک و تمرکز بر توالی افق های ژنتیکی خاک رخ های حفرشده در مناطق نمونه و تعمیم نیز به اثبات رسید. شاخص جاکارد و شباهت نسبی نیز نشان داد که روش ژئوپدولوژی می‌تواند به منظور تعمیم نتایج برای واحدهای ژئومرفیک مشابه، تنها تا سطح زیر گروه ، مورد استفاده قرار گیرد و برای سطوح پایین تر رده بندی خاک (فامیل و سری) از کارایی لازم برخوردار نمی باشد. بنابراین، به منظور افزایش دقت نتایج روش ژئوپدولوژی، استفاده از فازهای شکل اراضی و نیز تعیین فاز فامیل و یا فاز سری برای هر یک از فازهای شکل اراضی توصیه می شود.
واژه های کلیدی: ژئوپدولوژی، تفرق خاک، شاخص شباهت، منطقه ی نمونه، منطقه ی تعمیم
