رقومیسازی کربن آلی خاک (مطالعه موردی: شهرستان کامیاران، استان کردستان)

چکیده سابقه و هدف: کربن آلی خاک نقشی حیاتی درکنترل اقلیم و پایداری محیط زیست دارد. همچنین کربن آلی تاثیر کلیدی بر خصوصیات فیزیکو شیمیایی و بیولوژیکی خاک دارد به نحوی که از آن به عنوان شاخص سلامت خاک نام برده میشود. بههمین جهت، بررسی توزیع مکانی کربن آلی خاک از الزامات برنامهریزی مدیریت اقلیم و خاک میباشد. روشهای مرسوم برآورد کربن آلی خاک پر هزینه و زمانبر بوده و قابلیت تکرار و تعمیم به نقاط مشابه را ندارد. در سالهای اخیر با پیشرفت تکنولوژی و نیاز روز افزون بشر برای دستیابی به اطلاعات زودیافت و صرفه جویی در هزینه، از طریق دادهکاوی و به کمک تصاویر ماهوارهای و پارامترهای محیطی توپوگرافی، رقومی سازی ویژگیهای خاک از جمله کربن آلی امکانپذیر شده است. نقشه برداری رقومی خاک در واقع توسعه یک مدل عددی یا آماری از رابطه بین متغییرهای محیطی و خصوصیات خاک است که برای دادههای جغرافیایی زیادی به منظور تولید نقشه رقومی بکار میرود. سه هدف اصلی نقشه برداری رقومی خاک عبارت است از: ۱) استنباط رابطه بین متغییرهای محیطی و خصوصیات خاک، ۲) تولید و ارائه دادههایی که پیوستگی خاک-زمیننما را بهتر نمایش میدهند و ۳) بکارگیری صریح دانش کارشناس در طراحی مدل میباش همچنین نقشه برداری رقومی با ایجاد بینشی در مورد فرآیندهای خاکسازی، باعث پیشرفت بالقوه پدولوژی و جغرافیای خاک میشود. مواد و روشها: در این پژوهش ۱۱۰ نمونه خاک بههمراه ۱۰۱ پارامتر کمکی جهت پیش بینی کربن آلی خاک در شهرستان کامیاران (استان کردستان) استفاده گردید. با دو مدل رگرسیون خطی چند متغییره و شبکه عصبی مصنوعی به کمک نرم افزار JMP مدلسازی انجام شد. یافتهها: نتایج نشان داد مقدار کربن آلی خاک در بخشهای غربی و شمال غربی منطقه مورد مطالعه بیشترین مقدار است که شامل مناطق با پوشش جنگلی و مرتعی میباشد. متغیرهای کمکی سطح پایه شبکه کانال (۴۰%)، باند ۴ (۲۳%)، مقدار آب برگ (۲۰%)، زبری زمین (۱۹%)، فاصله عمودی تا شبکه کانال (۱۸%)، شیب حوزه (۱۸%)، شاخص تفاضل نرمال شده پوشش گیاهی (۱۷%)، سطح حوزه (۱۶%)، جهت شیب (۱۶%)، ارتفاع (۱۶%)، باند ۳ (۱۵%)، شاخص جذب انعکاسی (۱۴%)، باند ۱ (۱۴%)، باران (۱۳%)، باند ۵ (۱۳%)، دمای هوا (۱۲%)، شاخص پوشش گیاهی (۱۱%)، شاخص خیسی توپوگرافی (۱۰%)، شاخص تفاضل پوشش گیاهی (۱۰%) و غیره بیشترین اثر را روی مدلسازی کربن آلی خاک در مدل شبکه عصبی مصنوعی داشتهاند. مدلسازی توزیع کربن آلی خاک توسط شبکه عصبی مصنوعی (۹۷/۰ R۲=) نتیجه بهتری نسبت به رگرسیون خطی چند متغییره (۵۹/۰ R۲=) داشته است. نتیجهگیری: نتایج این پژوهش نشان داد که پراکنش کربن آلی بیشتر تحت تاثیر فاکتورهای توپوگرافی، پوشش گیاهی و اقلیم میباشد. در مناطقی که به هر دلیل امکان نمونهبرداری در کل منطقه وجود ندارد، میتوان از طریق دادههای محیطی مانند پارامترهای توپوگرافی، اقلیمی و پوشش گیاهی و با روشهای نوین دادهکاوی برای تخمین کربن آلی خاک بهره گرفت.

Keywords:

داده کاوی , نقشه برداری دیجیتال خاک , پهنه بندی کربن آلی خاک , شهرستان کامیاران