بخشی از مقاله
چکیده
رشد روزافزون جمعیت همراه با محدودیت گسترش زمینهای زراعی یکی از مهمترین چالشهای بخش کشاورزی در تامین غذای مردم جهان میباشد. از سوی دیگر ناپایداری تولیدات کشاورزی در اثر کاهش کیفیت اراضی موجود که در نتیجه مدیریتهای ناصحیح اتفاق میافتد، بر شدت این چالش میافزاید. دریاچه ارومیه واقع در شمال غربی کشور ایران یکی از بزرگترین دریاچههای شور جهان و بزرگترین دریاچه شور خاورمیانه میباشد - کرباسی و همکاران،. - 2010 حوضه آبریز دریاچه ارومیه منطقه کشاورزی مهمی است که جمعیتی در حدود 6/4 میلیون نفر را در خود جای داده است. گستردگی این دریاچه در دورههای پر باران، از شمال به جنوب بالغ بر 140 کیلومتر و پهنای آن از شرق به غرب به 85 کیلومتر میرسد
- جلیلی و همکاران، . - 2011 تخمین زده شده است که در گذشته مساحت دریاچه ارومیه به بزرگی 6100 کیلومتر مربع بوده که از سال 1995 میلادی مساحت آن به تدریج کاهش یافته است - محبی و ایمانیفر، . - 2007 به نظر میرسد با توجه به ارتفاع نسبتا کم دریاچه، کاهش در ارتفاع آب دریاچه منجر به کاهش مساحت کل آن شده است - گلابیان، . - 2011 در چنین سطوح نمکی، کشاورزی غیر ممکن بوده و بسیاری از گونههای گیاهی قادر به رشد نخواهند بود. علاوه بر آن، سطوح نمکی فوق شدیدا حساس به فرسایش بادی و طوفانهای نمکی میباشند که میتواند سر منشا بسیاری از مشکلات اجتماعی و اقتصادی گردد.
به طور مثال میتوان به اثرات اجتماعی و محیطی خشک شدن دریاچه ارال در 1200 کیلومتری شمال شرق دریاچه ارومیه اشاره کرد - گلابیان، . - 2011 بر اساس گزارشات موجود، خشک شدن دریاچه آرال منجر به کاهش رشد گیاهان و بدون پوشش ماندن سطح اراضی و در نهایت طوفانهای نمکی شده است. با توجه به تجربه طوفانهای نمکی دریای آرال، احتمال میرود که با ادامه روند موجود در دریاچه ارومیه، بسیاری از ساکنان این حوضه آبریز نیز تجربه مشابهی داشته باشند.
مقدمه
اولویتبندی مناطق مختلف از نظر استعداد شوری جهت اعمال مدیریتهای صحیح برای جلوگیری از مشکلات احتمالی، یکی از ضرورتهای مواجهه با اراضی شور میباشد. همچنین داشتن اطلاعات کافی از نحوه گسترش شوری در اراضی غیرشور مجاور کمک شایانی در راستای مدیریت هرچه بهتر این اراضی خواهد کرد. از همین رو، امروزه ابزارها و روشهای مختلفی بسیاری برای مواجه با این پدیده در جهان ارائه شده و توسعه یافتهاند که میتوان به روشهای آماری، روشهای زمینآماری و کاربرد تصاویر ماهوارهای اشاره کرد - آکوستا و همکاران، 2011؛ مرلت و همکاران، . - 2009 کریجینگ روش پذیرفته شدهای است که امکان تخمین متغیرهای مکانی را در نقاط نمونهبرداری نشده، فراهم میکند.
لذا از روشهای کریجینگ به طور گستردهای در تخمین شوری خاک استفاده میشود. رابطه بین کریجینگ جهانی و کو-کریجینگ با مدلهای رگرسیونی در تحقیقی توسط استین و کورستین - 1991 - بررسی شده است. موندال و همکاران - 2001 - در تحقیقی که در بنگلادش در اراضی زیرکشت برنج انجام دادند متوجه شدند که اراضی کشت و کار شده، شوری کمتری نسبت به اراضی بایر مجاور خود دارند. آنها برای مدلسازی پیشبینی وضعیت شوری، از مدلهای خطی و غیرخطی برای تخمین شوری خاک سطح الارض 15-0 - سانتی متری - استفاده کردند و به این نتیجه رسیدند که مدلهای خطی تفاوت معناداری با مدلهای پیچیده غیرخطی ندارند.
بنابراین از مدلهای خطی میتوان در تخمین شوری خاک سطحالارض استفاده کرد. دوآئویی و همکاران - 2006 - نیز در مطالعهای در الجزیره بر روی خاکهای شور، روشهای کریجینگ معمولی، رگرسیون خطی ساده به همراه استفاده از تصاویر ماهواره اسپات و همچنین تلفیق این دو روش - کریجینگ و رگرسیون خطی با استفاده از شاخصهای شوری خاک - را با هم مقایسه کرده و به این نتیجه رسیدند که استفاده صرف از تصاویر ماهوارهای منجر به تخمینهای خارج از واقعیت بخصوص در مناطق با شوری بالا میشود. نتایج آنها نشان داد که استفاده از دادههای صحرائی و روش کریجینگ معمولی نتایج بهتری نسبت به روش قبلی داشتند. اما تلفیق این دو روش در بررسیهای زمانی مکانی شوری خاک، منجر به نتایج نزدیک به واقعیت حتی در مناطق با شوری بسیار بالا میشود.
تخمین مکانی شوری خاک با استفاده از روش انتروپی حداکثر اریب در منطقهای در حاشیه غربی دریاچه ارومیه - حمزه پور و همکاران، - 1394 نیز نشان داد که میتوان از اندازهگیریهای صحرایی با دقت قابل قبولی در تخمین مکانی شوری در نقاطی که نیاز به پایش مداوم دارند، استفاده کرد. هدف از انجام این تحقیق تخمین مکانی شوری خاک و مرز بین اراضی شور و کشاوری در دشت بناب بود.
مواد و روش ها منطقه مورد مطالعه
منطقه مطالعاتی در حاشیه جنوب شرقی دریاچه ارومیه، در دشت بناب واقع شده است. مختصات جغرافیایی آن بین 45o58ʼ41" و 46o02 ʼ35ʼʼ طول شرقی و 37o 16ʼ18ʼʼ و 37'o 20ʼ21ʼʼ عرض شمالی واقع شده است - شکل . - 1 مساحت منطقه مورد مطالعه در حدود 30 کیلومتر مربع بوده و از نظر پستی و بلندی، مسطح میباشد به طوری که ارتفاع منطقه در حدود 1270 متر از سطح دریاهای آزاد است. از نظر ژئومورفولوژیکی نیز این منطقه از دشت آبرفتی و پلایا تشکیل شده است.
روش
برای نمونهبرداری، ابتدا کل منطقه مورد مطالعه به صورت شبکه 500 متری تقسیم بندی شد. مختصات نقاط نمونه برداری در دستگاه GPS ثبت شده و سپس نمونه برداری انجام گردید. شکل 2 موقعیت نقاط نمونه برداری را نشان میدهد. شکل -2 شبکه بندی 500 متری منطقه مطالعاتی و موقعیت نقاط نمونه برداری. از هر نقطه، یک نمونه مرکب از عمق صفر تا 15 سانتیمتر تهیه گردید. سپس نمونهها در آزمایشگاه خشک شدند و از الک 2 میلی متری عبور داده شدند. در قدم بعدی، شوری نمونهها در عصاره گل اشباع با دستگاه ECمتر قرائت گردید. سپس بهترین مدل واریوگرامی بر روی دادههای نرمال شده برازش گردید و در نهایت تخمین مکانی شوری خاک با تخمینگر کریجینگ با استفاده از نرم افزار BMElib و MATLAB2010 انجام شد. در نهایت شوری 4 دسی زیمنس بر متر و بالاتر به عنوان خاک شور در نظر گرفته شد - Brady and Weil, 1996 - و مرز بین اراضی شور و غیرشور ترسیم گردید.
یافته ها و بحث
خلاصهای از نتایج آماری اندازهگیریهای شوری خاک در جدول 1 نشان داده شده است. نتایج نشان داد که شوری خاک بین حداقل 0/41 دسیزیمنس بر-متر و حداکثر 141/5 دسیزیمنس برمتر متغیر بود و میانگینی برابر 22/07 داشت - جدول . - 1 برخلاف ماهیت ذاتی شوری که متغیری پیوسته است و اغلب انتظار میرود که تغییرات آن در خاک تدریجی و پیوسته باشد، افزایش شوری خاک در منطقه مطالعاتی تدریجی نبود بلکه به طور ناگهانی در فاصله 500 متر که حداقل فاصله بین دو نقطه متوالی نمونهبرداری شده بود، از شوری کمتر از 1 دسیزیمنس به بالای 20 دسیزیمنس برمتر افزایش یافت. چنین پدیدهای در کل منطقه مطالعاتی به موازات دریاچه مشاهده شد. این امر نشان میداد که دریاچه ارومیه و رسوباتی که در زمان حداکثر گستردگی آن در منطقه برجای مانده است نقش بسیار مهمی در تعیین شور و یا غیرشور بودن خاک ها دارد - حمزه پور و همکاران، . - 1394
همانطور که از انحراف معیار نتایج برمیآید - 34/13 - دادهها از توزیع نرمالی برخوردار نبودند بنابراین در تمامی محاسبات از شکل لگاریتمی آنها استفاده شد که منجر به توزیع نسبتا نرمال دادهها گردید. در قدم بعدی بهترین مدل واریوگرامی با ناگت برابر با 0/16، سیل برابر با 5/25 و دامنه برابر با 4588 بر روی داده ها برازش گردید.شکل -3 الف: موقعیت نقاط نمونه برداری و مقادیر شوری خاک اندازه گیری شده در صحرا؛ ب: نقشه تخمین مکانی شوری خاک در بخشی از دشت بناب.
نتایج اعتبارسنجی متقاطع نشان داد که مدل به کار رفته با میانگین خطا1 و میانگین مجموع مربعات خطا2ی به ترتیب 0/12 و 0/3 از دقت کافی در تخمین مکانی شوری خاک برخوردار است - شکل 4، الف - . در قدم بعدی برای ترسیم مرز بین اراضی شور و غیرشور، در الگوریتم های مربوط به تخمین مکانی، شوری 4 دسی زیمنس بر متر به عنوان مرز بین اراضی شور و غیر شور در نظر گرفته شد - بردلی و ویل، . - 2008 برای انجام این کار، به شوریهای بالای 4 دسی زیمنس بر متر مقادیر1 - رنگ زرشکی در شکل 4،ب - ، و شوری های کمتر، مقادیر صفر - رنگ آبی در شکل 4، ب - داده شد.
