علوم خاک
محسن نائل؛ سیده صبا صالحی؛ جواد حمزه ئی؛ مرضیه زندی باغچه مریم
چکیده
بهرهگیری از خاکورزی حفاظتی و کاشت گیاهان پوششی در چارچوب کشاورزی حفاظتی نه تنها در بلند مدت به حفظ منابع خاک و آب کمک میکند بلکه میتواند به پایداری تولید نیز بیانجامد. به منظور مقایسه اثر روشهای مختلف خاکورزی حفاظتی و گیاهان پوششی بر برخی شناسههای کیفیت خاک و اجزاء عملکرد ذرت، یک آزمایش مزرعهای سهساله به صورت ...
بیشتر
بهرهگیری از خاکورزی حفاظتی و کاشت گیاهان پوششی در چارچوب کشاورزی حفاظتی نه تنها در بلند مدت به حفظ منابع خاک و آب کمک میکند بلکه میتواند به پایداری تولید نیز بیانجامد. به منظور مقایسه اثر روشهای مختلف خاکورزی حفاظتی و گیاهان پوششی بر برخی شناسههای کیفیت خاک و اجزاء عملکرد ذرت، یک آزمایش مزرعهای سهساله به صورت طرح فاکتوریل دو عاملی در قالب طرح بلوکهای کامل تصادفی با سه تکرار اجرا شد. نظام خاکورزی در سه سطح (بیخاکورزی، کمخاکورزی و خاکورزی مرسوم) و گیاه پوششی در سه سطح (ماشک گلخوشهای، خلر و بدون گیاه پوششی) اجرا شدند. ادوات مورد استفاده در خاکورزی مرسوم شامل گاوآهن برگرداندار و دیسک، در کمخاکورزی شامل گاوآهن چیزل، و در بیخاکورزی صرفا از دروگر برای درو کردن گیاه پوششی استفاده شد. نمونهبرداری از خاک سطحی (15-0 سانتی متر) در سال سوم آزمایش و پس از برداشت ذرت انجام گرفت. مقدار کربن آلی کل، ذخیره کربن خاک[1]، کربن فعال[2]، شاخص مدیریت کربن[3]، تنفس پایه[4]، فسفر و پتاسیم فراهم، جرم مخصوص ظاهری، میانگین وزنی قطر خاکدانههای پایدار در آب و فعالیت آنزیم فسفاتاز قلیایی تعیین شد. بهجز فسفر فراهم، سایر شناسههای کیفیت خاک در نظام کمخاکورزی، در مقایسه با خاکورزی مرسوم، بهبود یافت. با این حال، این دو تیمار تفاوت معنیداری از نظر کربن فعال، ذخیره کربن و شاخص مدیریت کربن نشان ندادند. به علاوه، کمترین مقادیر کربن آلی کل (74/0 درصد) در تیمار بیخاکورزی دیده شد، که تفاوت معنیداری با تیمار خاکورزی مرسوم (83/0 درصد) نداشت. نظام کمخاکورزی با افزایش میانگین وزنی قطر خاکدانههای پایدار و انباشت بقایای گیاهی، در نگهداشت کربن آلی خاک موثر بود. نظام کمخاکورزی در مقایسه با بیخاکورزی، باعث بهبود اغلب شناسههای کیفیت خاک شد. هر دو گیاه پوششی باعث بهبود اغلب شناسههای کیفیت خاک، در مقایسه با شاهد شدند. هرچند گیاه ماشک، در مقایسه با خلر، به طور مؤثرتری باعث بهبود شاخص مدیریت کربن شد. ذخیره کربن در تیمار ماشک و خلر، به ترتیب 54 و 40 درصد بیشتر از تیمار بدون گیاه پوششی بود. در خاکورزی مرسوم، کمترین مقدار عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، وزن صد دانه، وزن بلال، وزن دانه در بلال و تعداد ردیف دانه در بلال مشاهده شد. در مقابل، بیشترین مقدار عملکرد دانه، وزن صد دانه، وزن بلال و وزن دانه در بلال در تیمار بیخاکورزی مشاهده شد. با این حال، تفاوت معنیداری بین دو تیمار خاکورزی حفاظتی (بیخاکورزی و کمخاکورزی) از نظر عملکرد بیولوژیک، عملکرد دانه، وزن بلال و تعداد ردیف دانه در بلال وجود نداشت. از طرف دیگر، تأثیر گیاه پوششی بر عملکرد بیولوژیک و تعداد دانه در ردیف بلال معنیدار بود، به طوری که بیشترین مقدار این دو صفت در تیمار ماشک گلخوشهای مشاهده شد. در کل، تلفیق کمخاکورزی و گیاه پوششی ماشک گلخوشهای به عنوان مناسبترین نظام کشت از نظر بهبود شناسههای کیفیت خاک و عملکرد ذرت در منطقه مورد مطالعه معرفی میگردند. [1]- Soil (organic) Carbon Stock[2]- Active Carbon[3]- Carbon Management Index[4]- Basal Respiration
علوم خاک
نیلوفر کوشا؛ کیومرث محمدی سمانی؛ وحید حسینی
چکیده
بخش وسیعی از اکوسیتمهای جنگلی کشور، در محدوده خشک و نیمهخشک قرار دارند که یکی از مشکلات اصلی آن، پایین بودن مقدار کربن آلی خاک است. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه ذخیره کربن خاک و برخی خصوصیات شیمیایی مهم خاک در آرامگاههای جنگلی و گلاجارهای بخشی از جنگلهای زاگرس شمالی است تا بتوان، اطلاعات دقیقتری در مورد این خصوصیات ...
بیشتر
بخش وسیعی از اکوسیتمهای جنگلی کشور، در محدوده خشک و نیمهخشک قرار دارند که یکی از مشکلات اصلی آن، پایین بودن مقدار کربن آلی خاک است. هدف از این تحقیق، بررسی و مقایسه ذخیره کربن خاک و برخی خصوصیات شیمیایی مهم خاک در آرامگاههای جنگلی و گلاجارهای بخشی از جنگلهای زاگرس شمالی است تا بتوان، اطلاعات دقیقتری در مورد این خصوصیات پس از گلازنی و استفاده از شاخ و برگ درختان، به دست آورد. برای انجام این پژوهش، سه منطقهی جنگلی در شهرستان بانه، در دو شرایط دستنخورده (آرامگاه) و بهرهبرداری شده (گلاجار)، در سه جهت شمالی، شرقی و جنوبی انتخاب شد و سپس در هر یک، شش قطعه نمونه 10 آری به صورت تصادفی انتخاب و در مرکز هر قطعه نمونه از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتیمتری خاک، نمونهبرداری شد. درصد تاج پوشش و لاشبرگ نیز در هر قطعه نمونه تعیین گردید. سپس وزن مخصوص ظاهری و خصوصیات شیمیایی خاک از جمله: کربن آلی خاک، نیتروژن، فسفر، پتاسیم، هدایت الکتریکی و pH، در آزمایشگاه اندازهگیری شدند. برای تجزیه و تحلیل دادهها، از آزمون فاکتوریل در قالب بلوکهای کاملا تصادفی استفاده شد. نتایج نشان داد عمق خاک، اثر معنیداری بر روی تمام مشخصهها بهجز نیتروژن و پتاسیم دارد. جهت دامنه، بهجز هدایت الکتریکی و نیتروژن، اثر معنیداری بر روی سایر متغیرها گذاشت، اما مدیریت، اثر معنیداری بر روی تمام مشخصهها گذاشت. در تمامی مناطق، به استثنای وزن مخصوص ظاهری و pH، سایر موارد بررسی شده از جمله ذخیره کربن آلی خاک، نیتروژن، فسفر، پتاسیم و هدایت الکتریکی در آرامگاهها بیشتر از گلاجار و میزان تمام مشخصهها بهجز پتاسیم و pH، در عمق 15-0 سانتیمتری بیشتر از عمق 30-15 سانتیمتری خاک بود. ذخیره کربن در دامنه شمالی، شرقی و جنوبی به ترتیب 6/72، 2/48 و 45 تن در هکتار بود. در نهایت میتوان گفت عواملی از جمله: قطع شاخ و برگ درختان و حذف پوشش درختی و شاخ و برگ آنها، میتواند باعث تغییر خصوصیات شیمیایی خاک و کاهش معنیدار میزان ذخیره کربن آلی خاک در هر دو عمق مورد بررسی، در تودههای جنگلی گردد.
علوم خاک
حمید رضا متین فر؛ محبوبه جلالی؛ زهرا دیبایی
چکیده
شناخت توزیع مکانی کربن آلی خاک یکی از ابزارهای کاربردی در پیشبرد مدیریت پایدار اراضی و محیط زیست میباشد. دادهکاوی و مدل‌سازی مکانی همراه با تکنیک‌های یادگیری ماشینی به منظور بررسی میزان کربن آلی خاک مبتنی بر داده‌های سنجش از دور به صورت گسترده مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه،استفاده از تصاویر با دامنه طیفی مرئی تا ...
بیشتر
شناخت توزیع مکانی کربن آلی خاک یکی از ابزارهای کاربردی در پیشبرد مدیریت پایدار اراضی و محیط زیست میباشد. دادهکاوی و مدل‌سازی مکانی همراه با تکنیک‌های یادگیری ماشینی به منظور بررسی میزان کربن آلی خاک مبتنی بر داده‌های سنجش از دور به صورت گسترده مورد توجه قرار گرفته است. هدف از این مطالعه،استفاده از تصاویر با دامنه طیفی مرئی تا مادون قرمز حرارتی و داده‌های زمینی برای مدل‌سازی میزان کربن آلی خاک میباشد. با استفاده از الگوی نمونهبرداری تصادفی156نمونه از خاک سطحی (30-0 سانتیمتر) جمع‌آوری شد. دادهها به دو دسته 80 درصد برای آموزش و 20 درصد جهت اعتبارسنجی دسته‌بندی شدند و از سه الگوریتم یادگیری ماشین شامل جنگل تصادفی، کوبیست و رگرسیون حداقل مربعات جزئی برای براورد و تهیه نقشه کربن آلی خاک استفاده شد. متغیرهای کمکی جهت پیش‌بینی کربن آلی خاک شامل باندها و شاخصهای منتج از سنجنده‌ی OLI و TIRS لندست 8 میباشد. به منظور کاهش حجم دادهها و انتخاب ویژگی‌هایی با بیشترین تأثیر بر براورد کربن آلی خاک، از روش آنالیز مؤلفه‌های اصلی استفاده شد. آنالیز مؤلفه‌های اصلی داده‌های سنجش از دور منجر به گزینش 4 متغیر کمکی TSAVI، RVI، Band10 و Band11 بهعنوان مؤثرترین عوامل کمکی محیطی انتخاب گردیدند. همچنین مقایسه رویکردهای مختلف تخمین نشان داد که مدل جنگل تصادفی به ترتیب با مقادیر ضریب تبیین، خطای جذر میانگین مربعات و میانگین مربعات خطا 74/0، 17/0 و 02/0 بهترین کارایی را نسبت به سایر رویکردهای مورد استفاده در برآورد کربن آلی خاک سطحی در منطقه مطالعاتی ارائه نمود. به طور کلی نتایج این مطالعه بر قابلیت دادهای سنجش از دور و مدل یادگیری جنگل تصادفی در تخمین مکانی کربن آلی خاک به طور همزمان دلالت دارد. لذا میتواند به عنوان روشی جایگزین برای روشهای مرسوم آزمایشگاهی در تعیین برخی ویژگی‌های خاک از جمله کربن آلی خاک مورد توجه قرار گیرد.
پریسا لاهوتی؛ سید مصطفی عمادی؛ محمدعلی بهمنیار؛ مهدی قاجار سپانلو
چکیده
برای درک بهتر از ترسیب یا آزادسازی کربن به اتمسفر، پهنه‌بندی کربن آلی خاک برای داشتن خط مبنایی از مقدار و ذخیره آن در خاک و همچنین امکان پایش تغییرات آن در طول زمان، بسیار حائز اهمیت است. هدف اصلی این تحقیق، شناخت تغییرپذیری مقدار و ذخیره کربن آلی خاک با استفاده از روشهای شبکه عصبی مصنوعی و زمین‌آمار در شرق و جنوب شرق استان کهگیلویه ...
بیشتر
برای درک بهتر از ترسیب یا آزادسازی کربن به اتمسفر، پهنه‌بندی کربن آلی خاک برای داشتن خط مبنایی از مقدار و ذخیره آن در خاک و همچنین امکان پایش تغییرات آن در طول زمان، بسیار حائز اهمیت است. هدف اصلی این تحقیق، شناخت تغییرپذیری مقدار و ذخیره کربن آلی خاک با استفاده از روشهای شبکه عصبی مصنوعی و زمین‌آمار در شرق و جنوب شرق استان کهگیلویه و بویراحمد بود. نمونه‌های خاک به‌صورت مرکب و تصادفی از 204 نقطه از عمق 0-15 سانتیمتر جمع‌آوری و مقدار کربن و ذخیره کربن آلی و برخی خصوصیات خاک اندازهگیری شد و از شاخص پوشش گیاهی، ارتفاع، دما، بارش و شیب بهعنوان داده‌های کمکی استفاده شد. به‌منظور تخمین نقاط در محل‌های نمونهبرداری نشده از روشهای شبکه عصبی مصنوعی (پرسپترون چندلایه، MLP)، کوکریجینگ، کریجینگ معمولی و وزندهی معکوس فاصله استفاده شد و از شاخصهای آماری نظیر ضریب همبستگی (R2)، ضریب همبستگی همگام (CCC)، خطای میانگین (ME) و ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) برای تعیین بهترین روش استفاده شد. مقدار و ذخیره کربن آلی خاک با کاهش میانگین دما و افزایش ارتفاع، ارتقا یافت و در کاربری جنگل بیشترین مقدار بود. بهترین مدل واریوگرام برای مقدار و ذخیره کربن آلی مدل گوسی بود و روش MLP نسبت به روشهای زمینآماری در تخمین مقدار و ذخیره کربن آلی خاک دقت بیشتری داشت. پهنه‌بندی حاصل از روش MLP با توجه به‌دقت بالای آن (856/0= RMSE، 133/0= ME، 89/0 CCC=و 68/0= R2) و مدنظر قرار دادن عوامل زمینی، خاکی و اقلیمی، میتواند بهعنوان یک نقشه مبنا برای بیان وضعیت فعلی کربن آلی در منطقه معرفی گردد.
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.
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.
