بررسی تغییرات مکانی برخی شاخص های کیفیت فیزیکی خاک در منطقه فندقلوی اردبیل با استفاده از زمین آمار

نوع مقاله : مقالات پژوهشی

نویسندگان

• شکراله اصغری ¹
• ثریا دیزجقربانی اقدم ¹
• اباذر اسمعلی ²

¹ دانشگاه محقق اردبیلی

² محقق اردبیلی

https://doi.org/10.22067/jsw.v0i0.33460

چکیده

آگاهی از توزیع مکانی خصوصیات خاک از مهم ترین موضوعات در شناسایی، برنامه ریزی، مدیریت و بهره برداری از منابع آب و خاک است. در این پژوهش تغییرات مکانی چند شاخص مهم کیفیت فیزیکی خاک شامل کربن آلی (OC)، شن، سیلت، رس، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها (MWD)، هدایت هیدرولیکی اشباع (Ks)، رطوبت اشباع (θs) و جرم مخصوص ظاهری (Db) در سه کاربری مجاور هم جنگلی، زراعی و مرتعی واقع در منطقه فندقلوی اردبیل بررسی گردید. در مجموع 100 نمونه خاک از عمق 0 تا 15 سانتی متری به صورت شبکه منظم 100 در 100 متر در بهار 1392 برداشته شد. ابتدا دقت روش های زمین آماری کریجینگ و وزن دهی عکس فاصله (IDW) بررسی و در نهایت نقشه پهنه بندی این خصوصیات در سطح منطقه رسم شد. نسبت اثر قطعه ای به آستانه برای رس، شن و سیلت به ترتیب برابر 5/0، 47/0 و 49/0 تعیین گردید بنابراین این خصوصیات دارای ساختار مکانی متوسط بودند. مقادیر نسبت مذکور برای OC،Db، θs، Ks و MWD به ترتیب برابر با 002/0، 014/0، 0007/0، 05/0 و 008/0 به دست آمد که بیانگر ساختار مکانی قوی این خصوصیات می باشد. بر اساس معیار آماری ضریب تبیین ( R2 ) روش کریجینگ در تخمین رس، شن و سیلت و روش IDW در تخمین MWD، OC، Ks ، θs و Db بیشترین دقت را داشتند. پهنه بندی شاخص های کیفی نشان داد که اراضی جنگلی در مقایسه با اراضی زراعی و مرتعی دارای کربن آلی، پایداری خاکدانه و هدایت هیدرولیکی بیشتر و جرم مخصوص ظاهری کمتری بودند. نتایج این پژوهش نشان داد کیفیت فیزیکی خاک منطقه مورد مطالعه در کاربری های مرتعی و زراعی پایین تر از اراضی جنگلی بود.

کلیدواژه‌ها

• پایداری خاکدانه
• هدایت هیدرولیکی اشباع
• وزن دهی عکس فاصله
• کریجینگ

20.1001.1.20084757.1394.28.6.18.8

عنوان مقاله [English]

Investigation te Spatial Variability of some Soil Physical Quality Indices in Fandoghlou Region of Ardabil Using Geostatistics

نویسندگان [English]

• Sh. Asghari ¹
• S. Dizajghoorbani Aghdam ¹
• Abazar Esmali ²

¹ University of Mohaghegh Ardabili

²

چکیده [English]

Knowledge of the spatial distribution of soil properties is the major issues in identifying, program planning, management and utilization of soil and water resources. This study was carried out to investigate the spatial variability of some important soil physical quality indices including sand, silt, clay, mean weight diameter of aggregates (MWD), organic carbon (OC), saturated hydraulic conductivity (Ks), saturated water content (θs) and bulk density (Db) in the three adjacent land uses i.e. forest, agriculture and range land located at Fandoghlou region of Ardabil. Totally, 100 soil samples were systematically (100 × 100 m grade) taken from 0-15 cm depth in spring 2013. At first, the accuracy of Kriging and inverse distance weighting (IDW) geostatisticaly methods in mapping of studied parameters was evaluated then the final map was presented. The values of nugget effect to sill ratio for clay, sand and silt were 0.5, 0.47 and 0.49, respectively so these parameters have an average spatial structure. The values of above mentioned ratio for OC, Db, θs, Ks, and MWD were obtained 0.002, 0.014, 0.0007, 0.05 and 0.008, respectively, indicating strong spatial structure. According to the R2 criteria, Kriging method in estimating clay, sand and silt and IDW method in estimating MWD, OC, Ks ،θs and Db had the highest accuracy. The final map indicated that forest land had higher OC, MWD and Ks and lower Db compared with agriculture and range land. The results of this research showed that soil physical quality of the studied region in agriculture and range land uses was lower than forest lands.

کلیدواژه‌ها [English]

• Aggregate stability
• Inverse Distance Weighting
• Kriging
• Saturated Hydraulic Conductivity

مراجع

1- تاجیک ف. 1383. ارزیابی پایداری خاکدانه ‌ها در برخی مناطق ایران. مجله علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی، ج 8. ش 1. ص 134 – 125.

2- حسنی پاک ع. 1377. زمین آمار. انتشارات دانشگاه تهران. ص 314.

3- رفاهی ح. فرسایش آبی و کنترل آن. انتشارات دانشگاه تهران. چاپ پنجم، ص 633.

4- رضایی م.، دواتگر ن.، تاجداری خ. و ابولپور ب. 1389. بررسی تغییرات مکانی برخی شاخص های کیفی آب های زیرزمینی استان گیلان با استفاده از زمین آمار. نشریه آب و خاک، ج 24. ش 5. ص 941-932.

5- فروغی فر ح.، جعفرزاده ع.ا.، ترابی گلسفیدی ح.، علی اصغرزاده ن.، تومانیان ن. و دواتگر ن. 1390. تغییرات مکانی برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی و شکل های اراضی مختلف دشت تبریز. نشریه دانش آب و خاک، ج 21. ش 3. ص 21- 1.

6- مدنی ح. 1373. مبانی زمین آمار. مرکز نشر دانشگاه صنعتی امیر کبیر.

7- محمدی ج. و چیت ساز م. 1381. مقایسه تخمینگرهای ژئواستاتیکی و رگرسیون خطی جهت برآورد برخی از خصوصیات خاک سطحی به کمک داده های رقومی TM. مجله علوم خاک و آب، ج 16. ش 2. ص 102-95.

8- محمدی ج. 1385. پدومتری. انتشارات پلک. ج. 2. ص 453.

9- کرمی ع.، همایی م.، بای بوردی م.، محمودیان شوشتری م. و دواتگر ن. 1391. پراکنش مکانی پارامترهای نفوذ آب به خاک در مقیاس ناحیه-ای. نشریه دانش آب و خاک. ج 22. ش 1 . ص 31-17.

10- Amirinejad A.A., Kamble K., Aggarwal P. and Chakraborty D. 2011. Assessment and mapping of spatial variation of soil physical health in a farm. Geoderma. 160: 209 -303.

11- Ahmadi S.H. and Sedghamiz A. 2008. Application and evaluation of kriging and cokriging methods on ground water depth mapping. Environment Assess. 138: 357-368.

12- Blake G.R. and Hartge K.H. 1986. Bulk density, p. 363-375. In: Klute, A. (ed). Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agronomy. Monograph. 9. ASA, Madison, WI.

13- Cambardella C.A., Moorman T.B., Novak J.M., Parkin T.B., Karlen D.L., Turco R.F., and Koropaka A.E. 1994. Field-scale variability of soil properties in centeral Iowa soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 58: 1501-1511.

14- Gee G.W. and Or D. 2002. Particle-size analysis, p.255-295. In: Warren, A.D. (ed) Methods of Soil Analysis. Part 4. Physical Methods. Soil Sci. Soc. Am. Inc.

15- Gwenzi W., Hinz C.H., Holmes K., Ian R., Phillips I. and Mullins J. 2011. Field- scale spatial variability of saturated hydraulic conductivity on recently constructed artificial ecosystem. Geodrema. 166(1): 43-56.

16- Goovaerts P. 1999. Geostatistics in soil science: state-of-the-art and perspectives. Geoderma. 89: 1 -45.

17- Hillel D. 1998. Environmental Soil Physics. Academic press. USA.

18- Iqbal J., Thomasson A., Jenkins J.N., Owens P.R. and Whisler F.D. 2005. Spatial variability analysis of soil physical properties of alluvial soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 69: 1338-1350.

19- Jury W. and Horton R. 2004. Soil Physics. John Wiley and Sons, Inc.

20- Kemper A. and Rosenau R.C. 1986. Aggregate stability and size distribution, p. 425-431. In: Klute, A. (ed). Methods of Soil Analysis. Part 1, 2 nd. Agron.Monog.9. ASA and SSSA, Madison, WI.

21- Klute A. and Dirksen C. 1986. Hydraulic conductivity of saturated soils, p. 694-698. In: Klute, A. (ed). Methods of Soil Analysis. Part1, 2 nd ed. Agron. Monog.9. ASA and SSSA, Madison, WI.

22- Liu T.L., Wei Juang K. and Yuan Lee D. 2006. Interpolating soil properties using kriging combined with categorical information of soil maps. Soil Sci. Soc. Am. J. 70:1200-1209.

23- Mishra U., Lal R., Liu D. and Van Meirvenne M. 2010. Predicting the spatial variation of the soil organic carbon pool at a regional scale. Soil Sci. Soc. Am. J. 74(3): 906-914.

24- Martinez Mena M., Lopez J., Almagro M., Boix-Fayos V. and Albaladejo J. 2008. Effect of water erosion and cultivation on the soil carbon stock in a semiarid area of south-east Spain. Soil Till. Res. 99: 119- 129.

25- Nelson D.W. and Sommers L.E. 1982. Total carbon, organic carbon and organic matter, p. 539-579. In: A.L. Page etal. (ed.) Methods of Soil Analysis. Part 2. 2nd ed.Agron. Monogr. 9. Soil Science Society of American, Madison, WI.

26- Trangmar B.B., Yost R.S. and Uehara G. 1985. Application of geostatistics to spatial studies of soil properties. Advanced Agronomy. 38: 45-94.

27- Vauclin M. 1983. The use of Co-kriging with limited field soil observation. Soil Sci. Soc. Am. J. 47: 175-184.

28- Webster R. 2000. Is soil variation random? Geoderma. 97: 149-163.

29- Wilding L.P. and Dress L.R. 1983. Spatial variability and pedology p, 83-116. In: Wilding, L.P., Smeckand, N.E., and Hall, G.F. (eds.). Pedogenesis and soil taxonomy. I. Concepts and interactions. Elsvier Science Pub.

30- Yousefpour R., Marvie Mohajer M.R. and Saghebtalebi K.H. 2004. Investigation of succession of beech stands in Fandoghlou forets in Ardabil. Iranian Journal of Natural Resources. 57 (4):132 -151.