بخشی از مقاله
مقدمه
یکی از مهمترین منابع اطلاعاتی برای ارزیابی وضعیت حاصلخیری خاک، نقشههای حاصلخیزی خاک میباشد. آگاهی از ماهیت تغییرپذیری خاک در مزارع و اراضی میتواند در تفسیر نیاز کودی خاک مورد استفاده قرار گیرد و مدیریت کودی خاک بر اساس تفاوتهای ویژه هر خاک در مزارع از اصول مهم برای کاهش آلودگیهای محیطی ناشی از مصرف بیرویه مواد شیمیایی به شمار میرود.
عدم آگاهی از تغییرات خاک در نقاط مختلف و کاربرد یکنواخت کودها در نهایت منجر میشود که برخی از خاکها کود بیشتر و به برخی دیگر کود کمتر ازحد نیاز خود دریافت کنند - حقنیا وکوچکی، . - 1376 اطلاعات در مورد خصوصیات و پدیدههای مطالعه شده در خاک تنها مربوط به نقاطی است که نمونهبرداری و مشاهده در آن صورت گرفته است و از آن جا که این خصوصیات دارای ارتباط مکانی با هم میباشند، مستقل در نظر گرفتن آنها از یکدیگر جهت تخمین و توصیف مقادیر این خصوصیات در بین نقاط نمونهبرداری خطاهایی را وارد تخمینها خواهد کرد.
نیاز به داشتن اطلاعات دقیقتر منجر به ایجاد زمینهای برای تحقیقات زمینآماری در خاکشناسی شده است - بورگس و وبستر،. - 1980 در ایران به دلایل مختلف از جمله ارزان بودن کودهای شیمیایی، مصرف آنها بیرویه بوده و در نتیجه ملاحظات زیست-محیطی و جنبههای اقتصادی مصرف کودهای شیمیایی مورد توجه قرار نمیگیرد. این موضوع باعث میشود که محیط زیست در معرض خطر جدی آلودگی به آلایندههای ناشی از کودهای شیمیایی قرار گیرد. بنابراین نتیجه نهایی نقشه حاصلخیزی خاک میتواند به حفظ محیط زیست و نحوه استفاده از کودهای شیمیایی کمک شایانی داشته باشد.
ارزیابی وضعیت حاصلخیزی خاک در بخشی از منطقه میرآباد نقده واقع در استان آذربایجان غربی هدف این تحقیق میباشد. در این تحقیق برای بازبینی دادهها و بررسی نرمال بودن توزیع آن از نرمافزار SPSS و برای محاسبه و ترسیم نیمتغییرنما، برازش مدلهای نظری و میان یابی به روشکریجینگ از نرمافزار GS+ و نقشه توزیع مکانی عناصر غذایی پرمصرف اولیه نیتروژن کل، فسفر قابل جذب و پتاسیم قابل جذب بر اساس مقادیر غلظتهای بحرانی آنها در محیط GIS و در 5 کلاس تهیه شد. تأثیر کاربریهای مختلف مانند زراعت، باغ سیب و مرتع بر مقدار پراکنش عناصر غذایی قابل بررسی است که در مقاله کامل ارائه میشود.
مواد و روشها
بدین منظور تعداد 65 نمونه با فواصل منظم شبکهبندی300× 300 متری از عمق 0-30 سانتیمتری سطح خاک تهیه شد. غلظت نیتروژن کل به روش کجلدال - برمنر ومولوانی، - 1982، پتاسیم قابل جذب به روش اولسن - اولسن و سامرز، - 1982 با استفاده از اسپکتروفتومتر و فسفر قابل جذب - توماس، - 1982 با استفاده از فلیمفتومتر اندازهگیری شدند. به منظور دانستن نرمال بودن دادهها از آزمون کولموگروف- اسمیرنوف و با استفاده از نرمافزار SPSS بر روی مجموعه دادهها انجام گرفت.
واریوگرافی با استفاده از تابع واریوگرام انجام گرفت که شامل رسم واریوگرام تجربی، برازش مدل بر آن و تحلیلهای واریوگرام مشخص شده برای ساختار تغییرات دادهها میباشد. اهمیت واریوگرافی به این دلیل است که تمامی تحلیلها و استنباطهای آماری از جمله تخمین با تکیه بر پارامترهای حاصل از این عملیات مانند سقف، آستانه و دامنه تأثیر صورت میگیرد.
بدینمنظور ابتدا نتایج تجزیههای حاصلخیزی خاک که شامل عناصر غذایی پرمصرف اولیه در این تحقیق میباشد در یک فایل Excel به نرمافزار GS+ وارد شده و با استفاده از مقادیر R2 و RSS بهترین مدل را انتخاب و پارامترهای سقف، آستانه و دامنه تأثیر در محیط ArcGIS پردازش شده و بعد از تعیین پراکنش مکانی، نقشه زمینمرجع از وضعیت حاصلخیزی خاک به منظور توصیه کودی مناسب تهیه میگردد.
با توجه به ویژگیهای کریجینگ که تخمینگری نااریب بوده و دارای کمترین مقدار واریانس تخمین است لذا در این تحقیق مورد استفاده قرار گرفته است. که در این رابطه z* - x - مقدار تخمین زده شده متغیر z در هر نقطهای به مختصاتx، z - xi - مقدار مشاهده شده متغیرz در نقطهای به مختصاتxi ، i وزن یا اهمیت نسبت داده شده به متغیرz در نقطهxi وni تعداد میباشد. به منظور اعتبارسنجی تخمینگر از پارامترهای آماری مانند میانگین قدرمطلق خطا - MAE - ، میانگین انحراف خطا - MBE - و مجذور میانگین مربعات خطا - RMSE - استفاده میشود.
میانگین قدرمطلق خطا کمیتی همواره مثبت بوده و مقدار اریب را نشان میدهد - ایساکس وسریواستاوا، . - 1989 میانگین انحراف خطا اختلاف بین میانگین مقادیر مشاهدهای و برآوردی بوده و بیانگر انحراف از میانگین میباشد. این مقدار میتواند مثبت یا منفی باشد که به ترتیب نشاندهنده بیشبرآوردی و کمبرآوردی از میانگین دادهها میباشد. مجذور میانگین مربعات خطا نیز هر قدر به صفر نزدیک باشد نشان دهنده خطای کمتر میباشد - الکساندرا و بالوک، . - 1999 نحوه محاسبه هر کدام از پارامترهای فوق به صورت روابط - 2-4 - میباشد.
نتایج و بحث
نتایج آماری تجزیه 65 نمونه خاک گرفته شده از منطقه مورد مطالعه در جدول 1 تنظیم شده است. با توجه به اینکه روند ناهمسانگردی در متغیرها وجود ندارد لذا نیمتغییرنماهای مربوط به ویژگیهای حاصلخیزی خاک حاصل از مدلهای کروی و نمایی در شکل 1 نشان داده شده است. دامنه تأثیر نیمتغییرنماها از 5110 متر برای فسفر قابل جذب تا 729 متر برای درصد نیتروژن کل در نوسان است.
دامنه تأثیر کوچکتر نیتروژن خاک نسبت به بقیه عناصربه علت تحرک بیشتر این عنصراست و عناصری که تحرک کمتری دارند دامنه تأثیر بزرگتری دارند. نیمتغییرنمای مربوط به نیتروژن کل، اثر قطعهای بسیار کوچک و تقریباً نزدیک به صفر را نشان میدهد. اثر قطعهای صفر در واقع بیانگر یک پیوستگی مکانی بین نقاط همجوار میباشد. از طرف دیگر دامنه تأثیر نیتروژن کل، کوتاهترین دامنه میباشد و این امر نشان دهنده آن است که این پیوستگی مکانی بسیار سریع از بین رفته و به عبارتی دیگر پیوستگی مکانی در فواصل کوچک وجود دارد. نتایج به دست آمده توسط ویرا و پازگونزالز - 2003 - نیز چنین وضعیتی را تأیید میکند.
