بخشی از مقاله
چکیده
این پژوهش با هدف تعیین شاخص کیفیت خاک در واحدهای کاربری اراضی در قسمتی از اراضی دشت قزوین اتجام شد. بدین منظور، 61 پروفیل بر اساس الگوی نمونهبرداری شبکهای منظم حفر و خصوصیات فیزیکی نمونههای جمع آوری شده اندازهگیری شدند. نفشه کاربری اراضی منطقه نیز بر اساس تصاویر لندست 7 و الگوریتم ماشین بردار پشتیبان به دست آمد . ارزیابی صحت نقشه تهیه شده نشان داد که صحت کلی و ضریب کاپا به ترتیب 86/67 و 0/82 میباشد. در مرحله بعد شاخص کیقیت خاک بر اساس مدل ESA در هر واحد کاربری تعیین شد. نتایج نشان داد در واحدهای کاربری اراضی تحت کشت آبی، آیش1، آیش2، اراضی دیم و مرتع شاخص کیفیت خاک متوسط و در اراضی شور پایین میباشد. کیفیت پایین خاک در اراضی شور را می توان به بافت سنگین خاک و وضعیت نامناسب زهکشی خاک نسبت داد.
واژههای کلیدی: کیفیت خاک، ماشین بردار پشتیبان ، ضریب کاپا، مدل ESA
-1 مقدمه
آگاهی از کیفیت خاک در اراضی کشاورزی و منابع طبیعی برای رسیدن به حداکثر تولید و پایداری محیط زیست به خصوص در کشورهای در حال توسعه ضروری میباشد. کیفیت خاک را میتوان ظرفیت دائم خاک در انجام وظایف خود به عنوان یک سیستم حیاتی زنده در داخل اکوسیستم و تحت بهرهبرداریهای متفاوت تعریف کرد. این سیستم حیاتی باید علاوه بر حفظ تولید بیولوژیک، کیفیت آب و هوا را نیز بهبود بخشد و تأمین کننده سلامت انسان، گیاه و حیوان باشد .[8] اگر چه کیفیت خاک به طور مستقیم مورد ارزیابی قرار نمیگیرد، اما امروزه استفاده از شاخصهای کیفیت خاک کاربرد فراوانی پیدا کرده است .[6]
در این میان شاخصهای فیزیکی کیفیت خاک با توجه به تأثیر مستقیم بر روی رشد گیاه و ویژگیهای شیمیایی و زیستی خاک، از اهمیت به سزایی در برآورد کیفیت خاک برخوردارند .[1] ارزیابی کیفیت خاک و در نظر گرفتن تغییرات آن هنگام استفاده از زمین برای کاربریهای تعیین شده، پیش از بهرهبرداری از زمین ضروری است.استفاده از تصاویر ماهوارهای و سامانههای اطلاعات جغرافیایی به منظور استخراج اطلاعات مورد نیاز و تهیه نقشه شاخصهای خاک برای اتخاذ تصمیمهای بهینه، به جزء جدایی ناپذیر مدیریت پایدار اراضی تبدیل شدهاند.کیفیت خاک در کاربریهای مختلف اراضی به دلیل تغییر در خصوصیات فیزیکی، شیمیایی، بیولوژی خاک و همچنین تخریب اراضی به وسیله انسان تغییر میکند، بنابر این با داشتن نقشه کاربری اراضی می توان شاخص کیفیت خاک را در هر واحد به دست آورد .[2]
مطالعات مختلفی در مورد تعیین شاخص خاک در ارتباط با کاربریهای اراضی انجام شده است که به اختصار به برخی از آنها اشاره میشود. فریتاس و همکاران - 2012 - شاخص کیفیت خاک را بر اساس خصوصیات فیزیکی خاک در دو کاربری جنگل و ساوانا در برزیل مورد بررسی قرار دادند و نتیجه گرفتند که شاخص کیفیت خاک در کاربری جنگل در مقایسه با ساوانا بالاتر بود .[3] ایمبرندا و همکاران - 2014 - از مدل ESA1 برای تعیین شاخص کیفیت خاک در استفاده کردند، آنها از ماهواره MODIS برای تعیین شاخص پوشش گیاهی استفاده کردند و نتیجه گرفتند در مناطقی که مقادیر این شاخص بیشتر است کیفیت خاک نیز مطلوب میباشد .[4]
در ایران نیز حبیبی و همکاران - 1394 - برخی شاخصهای فیزیکی خاک را با استفاده از سنجش از دور در منطقه بافت استان کرمان مورد ارزیابی قرار دادند و از تصاویر ماهواره لندست 8 برای تهیه نقشه کاربری اراضی استفده کردند. و بیان داشتند که شاخص پایداری ساختمان خاک منطقه مورد مطالعه در محدوده تخریب قرار دارد و از نظر فراهم کردن آب قابل استفاده گیاه و گنجایش زراعی نسبی در حد مطلوب میباشد .[1]هدف این پژوهش تهیه و تعیین شاخص کیفیت خاک با استفاده از مدل ESA در واحدهای کاربری اراضی با استفاده از سنجش از دور و GIS میباشد.
-2 مواد و روشها
1؛-2منطقه مورد مطالعه
منطقه مورد مطالعه بخشی از اراضی دشت قزوین میباشد که در محدودهی نصف النهارهای 16' 03" 50 تا 50 21' 50" طول شرقی و مدارهای 35 59' 05" تا 36 08' 39" عرض شمالی قرار دارد. وسعت منطقه مورد مطالعه 16618 هکتار میباشد. ارتفاع دشت از سطح دریا 1150 متر در پایینترین نقطه و 1500 متر در بالاترین نقطه میباشد. شرایط آب و هوایی، نوع رسوبات و ترکیبات خاک شرایط مناسبی را برای کشت انواع محصولات کشاورزی در این دشت فراهم آورده است. شکل1 نقشه منطقه مورد مطالعه را نشان میدهد.
2؛-2مطالعات صحرایی
در این مرحله ابتدا موقعیت حفر 61 پروفیل بر اساس الگوی نمونهبرداری به صورت شبکه منظم بر روی تصاویر Google Earth مشخص و مختصات تعیین شده به دستگاه GPS2 داده شد و با استفاده از GPS مکان دقیق نقاط نمونه برداری در صحرا تعیین و اقدام به حفر و تشریح پروفیلها گردید. و از افقهای پروفیلهای مورد نظر نمونهبرداری به عمل آمده و در نهایت 214 نمونه خاک تهیه شد و برای انجام آزمایشهای فیزیکی مختلف به آزمایشگاه منتقل شدند.
3؛-2نقشه کاربری اراضی
جهت تهیه نقشه کاربری اراضی منطقه از داده های سنجنده ETM+ ماهواره لندست 7 مربوط به سال 2011 با قدرت تفکیک مکانی 15 متر و PAN ماهواره IRS مربوط به سال 2006 با قدرت تفکیک مکانی 6 متر استفاده شد. پس از انجام پردازش تصاویر ماهوارهای، نقشه کاربری اراضی منطقه، توسط الگوریتم ماشین بردار پشتیبان3 استخراج شد.
-4-2نقشه شاخص کیفیت خاک4
برای تهیه نقشه کیفیت خاک از مدل ESA استفاده شد .[5] این شاخص کیفیت بر اساس دو پارامتر مقاومت خاک به فرسایش و نفوذپذیری خاک، استفاده میشود. این شاخص کیفیت میتواند با استفاده از خصوصیات خاک مانند: بافت خاک، زهکشی، عمق خاک، شیب، مواد مادری و درصد سنگریزه ارزیابی شود. هر یک از موارد فوق با استفاده از جدول 1 ارزیابی شده و با توجه به معادله 1 امتیاز شاخص خاک اندازهگیری شده و با استفاده از جدول 2 کلاس شاخص کیفیت خاک تعیین میشود. در نهایت لایه رستری شاخص کیفیت خاک با استفاده از نرم افزار ArcGIS 10 تهیه گردید.
