علوم خاک
پگاه خسروانی؛ مجید باقرنژاد؛ سید علی اکبر موسوی؛ سید رشید فلاح شمسی
چکیده
بافت بهعنوان یکی از ویژگیهای موثر بر وضعیت هیدرولوژیکی و مکانیکی خاک از اهمیت ویژهای برای رشد گیاهان برخوردار است. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف مدلسازی مکانی ذرات خاک شامل شن، سیلت و رس با استفاده از مدلهای یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و مدل زمیناماری کوکریگینگ (Co-Kriging) و نقشه مدل رقومی ارتفاع ...
بیشتر
بافت بهعنوان یکی از ویژگیهای موثر بر وضعیت هیدرولوژیکی و مکانیکی خاک از اهمیت ویژهای برای رشد گیاهان برخوردار است. بنابراین، مطالعه حاضر با هدف مدلسازی مکانی ذرات خاک شامل شن، سیلت و رس با استفاده از مدلهای یادگیری ماشین جنگل تصادفی (RF)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) و مدل زمیناماری کوکریگینگ (Co-Kriging) و نقشه مدل رقومی ارتفاع و تصاویر ماهوارهای با وضوح مکانی بالا در دشت مرودشت استان فارس انجام گرفت. مطالعات میدانی شامل حفر 200 پروفیل مشاهداتی براساس روش نمونهبرداری ابر مکعب لاتین (cLHS) و نمونهبرداری از دو عمق، سطحی (30 سانتیمتر) و زیرسطحی (60-30 سانتیمتر) بود. طیف وسیعی از متغیرهای کمکی با دسترسی آسان شامل پارامترهای توپوگرافی و شاخصهای سنجش از دور بهعنوان پیشبینی کنندههای محیطی با وضوح مکانی 30 متر تهیه گردید. مناسبترین متغیرهای کمکی با استفاده از آزمون هم‌خطی توسط شاخص تورم واریانس (VIF) و سپس رویکرد انتخاب متغیر باروتا انتخاب شد. نتایج نشان داد که مدل RF نسبت به مدلهای SVR و Co-Kriging دارای عملکرد بهتر و دقت بیشتر برای پیشبینی هر سه ذره شن، سیلت و رس است. ضریب تبیین (R2) پیشبینی شده برای رس در عمق سطحی و زیر سطحی به‌ترتیب 52/0 و 49/0، برای سیلت 48/0 و 64/0 و برای شن 54/0 و 36/0 درصد محاسبه شد. همچنین متغیر عمق دره مهمترین متغیر در پیشبینی توزیع مکانی شن، سیلت و رس شناسائی شد. تهیه نقشه توزیع مکانی اندازه ذرات خاک حاصل میتواند منبع مهمی از اطلاعات برای مدیریت کارآمد منابع زمین و نظارت بر محیط‌زیست باشد. بهطور کلی رویکرد مورد استفاده در این تحقیق به‌دلیل استفاده از منابع اطلاعاتی با دسترسی آسان و ارزان میتواند بهعنوان راهنمایی برای تهیهی نقشههای مدیریتپذیر خاک در دشتهای کشاورزی کشور با قابلیت بهروز رسانی در حداقل زمان ممکن مورد استفاده قرار گیرد.
فرخ اسدزاده؛ کمال خسروی اقدم؛ نفیسه یغمائیان مهابادی؛ حسن رمضانپور
چکیده
شناخت توزیع فضایی و تغییرپذیری مکانی بافت خاک به عنوان یکی از مهمترین مشخصههای خاک‌‌شناخت، ویژگی اساسی جهت مدیریت بهینه اراضی تلقی میشود که آگاهی دقیق از این تغییرات مکانی به استفاده بهینه از زمین و در نهایت افزایش تولیدات کشاورزی منجر خواهد شد؛ بنابراین این مطالعه با هدف افزایش دقت تخمین بافت خاک به کمک تصاویر ماهواره ترا، ...
بیشتر
شناخت توزیع فضایی و تغییرپذیری مکانی بافت خاک به عنوان یکی از مهمترین مشخصههای خاک‌‌شناخت، ویژگی اساسی جهت مدیریت بهینه اراضی تلقی میشود که آگاهی دقیق از این تغییرات مکانی به استفاده بهینه از زمین و در نهایت افزایش تولیدات کشاورزی منجر خواهد شد؛ بنابراین این مطالعه با هدف افزایش دقت تخمین بافت خاک به کمک تصاویر ماهواره ترا، سنجنده مادیس انجام شد. در این راستا، نمونهبرداری برای تخمین بافت خاک سطحی در 60 نقطه به روش تصادفی سیستماتیک در منطقه مطالعاتی واقع در شرق آذربایجان شرقی، انجام شد. بعد از تجزیه آزمایشگاهی ذرات معدنی با روش هیدرومتری، بافت خاک تعیین گردید، سپس به بررسی همبستگی اجزای معدنی خاک با باندهای SWIR ماهوراه ترا، سنجنده مادیس با قدرت تفکیک مکانی 500 متر در جهت کاهش خطای RMSE و MAE در تخمینگر زمین آماری کوکریجینگ پرداخته شد و رابطه رگرسیونی گام به گام چندگانه خطی بین باندهای SWIR و ذرات معدنی خاک ارائه شد، همچنین رابطه رگرسیونی بین سطوح تخمینی کریجینگ و کوکریجینگ از طریق تفاضل آنها به دست آمد. در انتها پهنهبندی بافت خاک به کمک پیشبینی کوکریجینگ از سه جزء معدنی خاک انجام شد. نتایج نشان داد که از بین باندهای SWIR، باند سه دارای بیشترین همبستگی با ذرات معدنی خاک میباشد و استفاده از این متغیر کمکی، مقدار خطای تخمین RMSE را برای ذرات شن، سیلت و رس را به ترتیب 81/2، 73/2 و 06/2 و خطای تخمین MAE را به ترتیب 011/0، 025/0 و 136/0 کاهش میدهد. برازش مدلهای تئوریکی نشان داد که بهترین مدل نیم تغییرنما برای رس، سیلت و شن به ترتیب کروی، کروی، نمایی و برای نیم تغییرنمای متقابل به ترتیب کروی، نمایی و نمایی میباشد، همچنین بیشترین خطای تخمین مربوط به شن و کمترین خطای تخمین مربوط به رس میباشد، که متغیر کمکی باند 3 سنجنده مادیس در پایین آوردن خطای تخمین بیشترین و کمترین اثر را به ترتیب در تخمین مربوط به شن و رس دارد، همچنین نتایج نقشه کوکریجینگ بافت خاک، با بافتهای خاک تعیین شده در آزمایشگاه به میزان 70 درصد همخوانی دارد.
معصومه عیوضی؛ ابوالفضل مساعدی
چکیده
بارندگی یکی از مهمترین عوامل اقلیمی است که از تغییرپذیری زمانی و مکانی بسیار زیادی برخوردار است. از طرف دیگر، تعیین مقدار بارندگی در موقعیتهای مکانی مختلف، از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. در این تحقیق به منظور تخمین بارندگی در مناطق مختلف، از روش‌‌های متعدد درون‌‌یابی استفاده شده است. به این منظور، دادههای بارندگی 32 ایستگاه ...
بیشتر
بارندگی یکی از مهمترین عوامل اقلیمی است که از تغییرپذیری زمانی و مکانی بسیار زیادی برخوردار است. از طرف دیگر، تعیین مقدار بارندگی در موقعیتهای مکانی مختلف، از اهمیت ویژهای برخوردار میباشد. در این تحقیق به منظور تخمین بارندگی در مناطق مختلف، از روش‌‌های متعدد درون‌‌یابی استفاده شده است. به این منظور، دادههای بارندگی 32 ایستگاه بارانسنجی با طول دوره آماری 26 سال (62-1361 الی 87-1386) در سطح استان گلستان انتخاب شدند. بعد از بررسی دادهها از نظر صحت و همگنی با استفاده از آزمونهای آماری، به منظور تعیین بهترین الگوی توزیع مکانی بارندگی سالانه در سطح استان گلستان، از شش روش درون‌‌یابی مکانی فاصله وزنی معکوس (IDW)، چندجملهای جهانی (GPI)، چندجملهای محلی (LPI)، تابع پایه شعاعی (RBF)، کریجینگ (Kriging) و کوکریجینگ (Co-Kriging) استفاده شد. نتایج به دست آمده نشان داد که در بین روش‌‌های قطعی و زمین‌‌آماری، به ترتیب روش زمینآمارکریجینگ و کوکریجینگ با مدل بیضوی و با میزان خطای 49/60 و 46/64 نسبت به روش‌‌های قطعی برتر بوده است. همچنین در بین روش‌‌های قطعی دو روش RBF و IDW با میزان خطای 86/66 و 20/77 نتایج نسبتاً دقیقتری را در مقایسه با دو روش LPI و GPI داشتهاند. ضمن آنکه کمترین مقدار میانگین مربعات خطا در روش کریجینگ با مدل بیضوی (49/60) و بیشترین آن در روش GPI با توان 5 (به مقدار96/288) به دست آمده است.
یحیی پرویزی؛ منوچهر گرجی اناری؛ محمدحسین مهدیان؛ محمود امید
چکیده
کربن آلی خاک کلیدی‌ترین عامل در باروری و کیفیت خاک و حفاظت محیط زیست، به ویژه در مناطق نیمه‌‌خشک بوده و تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانه‌‌ای در جو زمین میباشد. مدیریت کربن آلی خاک مستلزم شناخت ساختار تغییرپذیری آن در زمان و مکان است. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی روش‌‌های مختلف درون‌‌یابی ...
بیشتر
کربن آلی خاک کلیدی‌ترین عامل در باروری و کیفیت خاک و حفاظت محیط زیست، به ویژه در مناطق نیمه‌‌خشک بوده و تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانه‌‌ای در جو زمین میباشد. مدیریت کربن آلی خاک مستلزم شناخت ساختار تغییرپذیری آن در زمان و مکان است. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی روش‌‌های مختلف درون‌‌یابی کربن آلی خاک در کاربری‌‌های مختلف یک حوزه نیمه‌‌خشک در غرب کشور انجام شد. نتایج نشان داد که روش‌‌های کریجینگ معمولی، کوکریجینگ با متغیر کمکی درصد آهک و روش RBF با تابع اسپلین، به ترتیب دارای بیشترین کارایی در درون‌‌یابی بودند. با تفکیک کاربری‌‌ها و درون‌‌یابی مجزا در آنها، روش مناسب درون‌‌یابی عبارت بود از کوکریجینگ معمولی با متغیر کمکی درصد سنگریزه سطحی، درصد آهک و کلاس فرسایش، به ترتیب برای مرتع، زراعت و جنگل بود که تفاوت زیادی با روش RBF نداشت. مدل مناسب برای کلیه روش‌‌های درون‌‌یابی زمین‌‌آماری در کلیه کاربری‌‌ها، مدل نمایی با گام حدود 750 تا 1000 متر و خطای اندازه‌گیری متوسط (35 تا 65 درصد) بود. استفاده از روش درون‌‌یابی پلی‌‌گونال کریجینگ توانست اثر نوع کاربری را در تغییرات مکانی کربن آلی خاک نشان دهد؛ اما تغییر چندانی در شاخصهای کارایی درون‌‌یابی ایجاد ننمود. ضمن آنکه خطای برآورد در دامنه جنوبی بخش مرتع، به دلیل تفاوت زیاد در جهت ناهمسان گردی و روند نسبت به واریوگرام پایه، در روش پلی‌‌گونال کریجینگ بیشتر بود.
