مدلسازی پراکنش ماده آلی خاک با استفاده از سنجش از دور و مدل جنگل تصادفی و کریجینگ در شهرستان لنجان

الموضوعات :

فاطمه شیرانی تبار ¹ , مژگان احمدی ندوشن ²

1 - دانشجوی کارشناس ارشد آلودگی محیط زیست، گروه محیط زیست، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.
2 - استادیار، گروه محیط زیست، مرکز تحقیقات پسماند و پساب، واحد اصفهان (خوراسگان)، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران.

تاريخ الإرسال : 25 الثلاثاء , رمضان, 1443 تاريخ التأكيد : 21 الإثنين , ربيع الأول, 1444 تاريخ الإصدار : 28 الخميس , جمادى الأولى, 1444

الکلمات المفتاحية: کریجینگ, کربن آلی خاک, مدل جنگل تصادفی, تصاویر ماهواره ای سنتینل-2, رگرسیون کاربری اراضی,

ملخص المقالة :

زمینه و هدف: خاک یکی از منابع طبیعی بسیار مهم است که تامین بیش از 97 درصد نیازهای غذایی بشر را به عهده دارد. ماده آلی خاک یکی از فاکتورهای مهم کیفی خاک است که بر ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و زیستی خاک تاثیر زیادی دارد. مدلسازی و تهیه نقشه ویژگی‌های خاک برای بسیاری از کاربردهای محیط زیستی، اقلیمی، اکولوژیکی و هیدرولوژیکی ضروری است. هدف این مطالعه مدل‌سازی پراکنش ماده آلی و کربن آلی خاک با استفاده از تصاویر ماهواره ای سنتینل 2 و مدل جنگل تصادفی و کریجینگ در شهرستان لنجان است.روش پژوهش: در این مطالعه‌ ، نقشه‌های رقومی چهار پارامتر اصلی خاک شامل کربن آلی خاک، مواد آلی خاک، هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک با استفاده از روش جنگل تصادفی و کریجینگ در محدوده شهرستان لنجان تهیه شد. براساس واحدهای زمینی همگن، در مجموع 110 نقطه در محدوده منطقه مورد مطالعه تعیین و از عمق 0 تا 30 سانتی متری سطح خاک در این نقاط اقدام به نمونه برداری شد. نمونه برداری در تیرماه 1400 انجام گرفته و تصاویر ماهواره ای سنتینل-2 نیز از همین ماه دریافت شد زیرا در این ماه به علت ابر کمتر و افزایش بازتاب مستقیم از سطح خاک، اطلاعات بهتری دسترس قرار می گیرد. به علاوه از 16 متغیر محیطی تاثیرگذار بر پراکنش پارامترهای خاک استفاده شد. متغیرهای کمکی مختلف از جمله NDVI، NDWI، DEM، Slope که همگی به صورت مستقیم یا غیر مستقیم از تصاویر ماهواره ای استخراج شده بود برای پیش بینی استفاده شد.یافته‌ها: نقشه های به دست آمده از روش جنگل تصادفی از صحت بسیار بهتری نسبت به روش کریجینگ برخوردار بوده است. نقشه‌ی پهنه بندی تهیه شده با استفاده از روش جنگل تصادفی جزئیات بسیار بیشتری را نسبت به نقشه کریجینگ نمایش می‌دهد. خروجی مدل جنگل تصادفی با ترکیب متغیرهای کمکی مختلف به ترتیب مقادیری معادل 312/0، 54/0، 73/0و 16/0 از خطای مدل سازی کربن آلی، مواد آلی، هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک را نشان داد. در منطقه مورد مطالعه، مقادیر بیشینه کربن آلی و مواد آلی خاک در کاربری شهری و بیشترین مقدار هدایت الکتریکی و اسیدیته خاک در زمین‌های کشاورزی مشاهده شد. مهم ترین متغیرهای موثر بر توزیع فضایی کربن آلی و مواد آلی خاک clay، slope و silt بودند. در حالی که در مدل‌سازی هدایت الکتریکی، silt، BI و Aspect و در مدل سازی اسیدیته متغیرهای MNDWI، NDWI و DEM مهم تر از سایر متغیرها ثبت شدند.نتایج: به طور کلی این مطالعه نشان داد که مدل های رگرسیون کاربری اراضی براساس روش جنگل تصادفی می‌تواند به ترسیم سریع تر و کارآمدتر پارامترهای خاک کمک کند. نیاز به روش های کارآمد و دقیق، از جمله رگرسیون کاربری اراضی، برای نظارت مستمر بر تغییرات کیفیت خاک در سیماهای سرزمین های مختلف به شدت وجود دارد. رگرسیون کاربری اراضی می‌تواند به توسعه نقشه‌های پیشرفته پارامترهای کیفیت خاک با استفاده از اطلاعات مکانی مقرون به صرفه و در دسترس کمک کند.