بخشی از مقاله
مقدمه
مطالعات متعددي در زمینه تخمین مکانی شوري خاك با استفاده از روش هاي کریجینگ تاکنون صورت گرفته است - گیوردانو و همکاران، 2010؛ آکوستا و همکاران، 2011؛ لی و همکاران، 2011؛ حمزه پور و همکاران، . - 2013 از آنجایی که شوري خاك همانند اغلب متغیرهاي با پیوستگی مکانی تابعی از عوامل و پارامترهاي مختلف محیطی می باشد، استفاده از اطلاعات کمکی در تخمین آن اغلب می تواند کمک شایانی به کاهش هزینه ها و افزایش دقت روش به کار رفته در تخمین گردد.
تحقیقاتی در زمینه استفاده از روش هاي آماري که قادر به تلفیق چنین اطلاعاتی در فرایند تخمین هستند صورت گرفته است. به عنوان مثال اشتین و کورشتین - 1991 - رابطه بین کریجینگ جهانی و کوکریجینگ را با کریجینگ رگرسیون به تفصیل شرح داده اند. در تحقیقی که توسط لی و همکاران - 2011 - صورت گرفت، تغییرات زمانی-مکانی شوري خاك با استفاده از اطلاعات مربوط به تغییرات سطح آب زیرزمینی در دوره زمانی 27 ساله مورد مطالعه قرار گرفت. هدف از انجام این تحقیق مطالعه تغییرات مکانی شوري خاك در اراضی واقع در غرب دریاچه ارومیه و بررسی نقش استفاده از داده هاي کمکی مربوط به کیفیت آبهاي زیرزمینی در دقت تخمین مکانی شوري خاك سطح الارض می باشد.
مواد و روشها
به منظور انجام این مطالعه، در حدود 200 نمونه خاك از اراضی حاشیه غربی دریاچه ارومیه واقع در دشت ارومیه با فواصل 500 متر از عمق 20-0 سانتیمتري جمع آوري گردید. موقعیت نقاط نمونه برداري شده در شکل 1 نمایش داده شده است. سپس هدایت الکتریکی این نمونه ها در عصاره 1 :2/5 خاك به آب اندازه گیري شد. پس از برازش بهترین مدل واریوگرامی و استخراج پارامترهاي آن، تخمین مکانی شوري خاك با استفاده از روش کریجینگ در نرم افزار MATLAB صورت گرفت. در قدم بعدي، از اطلاعات مربوط به کیفیت آب هاي زیرزمینی که در بانک اطلاعاتی استان آذربایجان غربی موجود می باشد به عنوان کووریت در تخمین شوري خاك سطح الارض در همان منطقه استفاده گردید. از پارامترهاي آماري رگرسیون1، میانگین خطا2 و میانگین مربعات خطا3 براي مقایسه نتایج استفاده گردید.
نتایج و بحث
تابع کو-واریوگرامی برازش شده بر روي داده هاي شوري خاك در شکل 2، الف نمایش داده شده است. مدل برازش شده داراي دو دامنه بود. دامنه با برد کوتاه 2/5 کیلومتر و دامنه با برد طولانی 5 کیلومتر. دلیل وجود دو دامنه در منطقه، قرار گرفتن رسوبات نمکی میوسن در کنار رسوبات غیرنمکی دشت ارومیه است که باعث شده است پیوستگی مکانی در حدفاصل بین این دو بخش از بین برود و تغییرات مکانی شوري خاك تابعی از دو میانگین متفاوت در منطقه گردد.
شکل -2 الف و ب : به ترتیب تابع کوواریوگرام برازش شده بر روي داده هاي شوري خاك و SAR آب زیرزمینی، ج: کراس واریوگرام حاصل از استفاده از مقادیر SAR آب هاي زیرزمینی در برازش مدل واریوگرامی بر روي داده هاي شوري خاك سطح الارض. بنابراین به منظور استفاده از مدل کوواریوگرامی در تخمین مکانی شوري خاك، در هر یک از جوامع ذکر شده، از میانگین مربوط به آن جامعه در فرایند تخمین استفاده شد. تخمین مکانی شوري خاك بر روي شبکه اي با فواصل 100 متر صورت گرفت. نتایج حاصل از این تخمین در شکل 3، الف نمایش داده شده است.
شکل -3 الف و ب: به ترتیب تخمین مکانی شوري خاك تنها با استفاده از داده هاي شوري خاك سطح الارض و اطلاعات SAR آب زیرزمینی منطقه به عنوان کووریت. براي بهبود کیفیت واریوگرام برازش شده بر روي دادهها، از اطلاعات مربوط به آبهاي زیرزمینی منطقه مطالعاتی استفاده گردید. این اطلاعات براي هفت سال متوالی از 86-80 موجود بودند و شامل آنالیز کامل آب-زیرزمینی، انواع کاتیونها و آنیونها بود. ابتدا وابستگی مکانی تک تک پارامترها بررسی شد، از بین پارامترهاي مورد بررسی، تنها EC و 4SAR آبزیرزمینی تغییرات مکانی معناداري داشتند.
نتایج بررسی تاثیر هر کدام از این پارامترها در بهبود برازش مدل واریوگرامی بر روي دادههاي شوري خاك، نشان داد که SAR توانست در بهبود برازش مدل واریوگرام بر روي دادههاي شوري، بخصوص در نقاطی که پیوستگی مکانی دادهها به دلیل انقطاع سنگی موجود در منطقه، مختل شده بود، نقش حائز اهمیتی داشته باشد. نتایج حاصل از آنالیز زمانی کیفیت آب زیرزمینی نشان داد که مقادیر SAR در نقاط مشابهی که در طول 7 سال نمونهبرداري بودند، تغییر معناداري نداشته است. بنابراین کوواریوگرام مربوط به هر دور نمونه برداري تهیه و از میانگین هفت سال آنالیزهاي SAR آب زیرزمینی به عنوان کوواریت در تخمین شوري خاك استفاده گردید - شکل 2، ب - .
