بررسی تغییرپذیری مکانی عامل فرسایشپذیری خاک با استفاده از برخی روشهای زمینآماری(مطالعه موردی: حوزه آبخیز نومه رود) | ||
| پژوهشهای دانش زمین | ||
| دوره 13، شماره 2 - شماره پیاپی 50، 1401، صفحه 42-57 اصل مقاله (914.39 K) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/esrj.2022.101780 | ||
| نویسندگان | ||
| محمدرضا جوادی* 1؛ غلامرضا زهتابیان2؛ حسن احمدی2؛ شمس الله ایوبی3؛ محمد جعفری2 | ||
| 1گروه جنگل، مرتع و آبخیزداری، دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران | ||
| 2گروه احیاء مناطق خشک و کوهستانی، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه تهران، تهران، ایران | ||
| 3گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| تغییرات مکانی در خصوصیات خاک به دلیل تغییر در فاکتورهای زمینشناسی و خاکشناسی دخیل در تشکیل خاک جزء ذاتی آن به شمار میرود. هدف از این مطالعه بررسی تغییرپذیری مکانی عامل فرسایشپذیری خاک در حوزه آبخیز نومه رود واقع در شهر نور استان مازندران میباشد. بدین منظور ابتدا منطقه مورد نظر به شبکههای یک کیلومتر مربعی (1000متر*1000متر) تقسیمبندی شد و در هر شبکه از عمق 0 تا 30 سانتی متری به تعداد 2 الی 3 نمونه خاک و جمعا 135 نمونه خاک از کل منطقه اخذ گردید. سپس پارامتر ساختمان خاک، درصد مواد آلی، نفوذپذیری، درصد شن درشت، درصد شن خیلیریز + سیلت اندازهگیری شدند و فاکتور فرسایشپذیری خاک تعیین گردید. پس از بررسی و آزمون نرمال بودن دادهها، تغییرپذیری مکانی فرسایشپذیری خاک با استفاده از تغییرنما و نسبت اثر واریانس اثر قطعهای به واریانس کل مورد بررسی قرار گرفت. سپس مناسبترین مدل تئوری به دادههای تجربی برازش داده شد. جهت انتخاب مدل درونیابی مناسب از تخمینگرهای کریجینگ و روشهای معین (IDW و RBF) در محیط نرم افزاری GS+ استفاده به عمل آمد. انتخاب بهترین روش و مدل براساس کمترین خطای MAE و RMSE صورت پذیرفت. نتایج نشان داد که از بین روشهای مورد بررسی، روش کریجینگ (0320/RMSE=0 ) به عنوان مناسبترین روش درونیابی و الگوی گوسی نیز به عنوان بهترین مدل برازش داده شده برای دادههای فاکتور فرسایشپذیری خاک در منطقه شناخته شده است. دامنه وابستگی مکانی برای این متغیر نیز براساس بهترین روش حدود 3500 متر به دست آمده است. | ||
| کلیدواژهها | ||
| حوزه آبخیز نومه رود؛ خصوصیات فیزیکی خاک؛ روشهای درون یابی؛ عامل فرسایشپذیری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Investigation of spatial variability of soil erosion factor using some geostatistical methods (case study: Nomehrood watershed) | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Mohammad Reza Javadi1؛ Gholamreza Zehtabian2؛ Hassan Ahmadi2؛ shamsollah Ayoubi3؛ Mohammad Jafari2 | ||
| 1Department of Forest, Range and Watershed Management, Faculty of Natural Resources and Environment, Science and Research Branch, Islamic Azad University, Tehran, Iran | ||
| 2Department of Reclamation of Arid and Mountainous Regions, Faculty of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Tehran, Iran | ||
| 3Department of Soil Science, College of Agricultural, Isfahan University of Technology, Isfahan, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Introduction Due to the interaction of effective factors in soil formation, changes in soil properties from one place to another and even for one type of soil will be obvious. Iran is one of the countries that has many problems in terms of soil erosion, so that every year millions of tons of rich and fertile soil is eroded from its original location due to mismanagement and unprincipled and becomes inaccessible. Continuation of this trend in recent years has led to the creation of acute environmental problems that should be adopted principled and logical solutions to not intensify and continue this trend. materials and methods Nomehrud watershed is limited to Noor city from the north and the Caspian Sea from the east to Vazrud watershed from the west to Noorrud watershed and from the south to Haraz watershed. Its area is about 50 square kilometers. The study area is located between the northern latitudes approximately 4014000 to 4027100 and the eastern longitudes approximately 590300 to 597000 (in the utm system). The average annual rainfall is 613 mm. At first, the whole area was divided into one kilometer square networks (1000 meters * 1000 meters) and within each network, according to the conditions of access to different parts of the region and homogeneity in other characteristics (topography, lithology, land use and soil science) two Three soil samples were taken randomly from a depth of 0 to 30 cm. Soil structure was determined directly in the desert. Parameters, percentage of coarse sand (by sieving method), silt + very sandy (by sieving method), organic matter (by walkie-block method), soil structure (in the desert) and soil permeability (using the relationship between soil texture and group Hydrological) was determined and finally the amount of soil erodibility factor was obtained for each sampling site. Finally, the soil erodibility factor was zoned using some interpolation methods. Results and Discussion Due to the existence of land types in the control area, we have a wide range between the minimum and maximum values of the studied parameters and are involved in the soil erodibility factor. The soil structure in the area is mainly spongy grains. Soil permeability is often in the middle to low category, the amount of organic matter between 0.3 to 5.4, silt in the area 4 to 62%, clay 2 to 51%, sand 14 to 72% and erosion factor values between Is set to 0.05 to 0.6. Gaussian model was selected from the fitted models. Considering the accreditation accuracy indicators, it was found that the kriging method has a higher accuracy than other methods. According to the zoning map, soil erodibility factor shows that except for the central parts of the region, which have dense and semi-dense forest lands, other parts of the region are more sensitive to soil erosion, which is mainly due to the reduction. Soil permeability, higher amounts of silt, lower amounts of clay and sand and the presence of formations more susceptible to erosion, etc., which is accompanied by the effect of destructive factors such as overgrazing in pastures (village and upstream lands), destruction of forest areas (Thin) due to the entry and grazing of livestock in these areas and also the unprincipled use of these lands for recreational activities and wood smuggling on the one hand and lack of access to barren and mountainous forest areas on the other(central areas)Be. Conclusion Considering the conditions and situation of degradation in the areas of natural resources of the country, estimating and determining the soil erodibility factor and subsequently using it in different models of soil erosion is an important and necessary matter. In general, it can be said that among the various interpolation methods, the kriging method has a special place. According to some researchers, this method works as the best method of interpolation and estimation in non-statistical points in homogeneous regions. This method requires prior calculation and determination of the spatial correlation of field data, which can be done by drawing a toxic experimental variogram and selecting an appropriate mathematical model that can fit its points. One of the advantages of production plans is the quantification of the obtained results, which leads to the ability to reproduce and update the obtained information. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Nomehroud watershed, Soil physical properties, Interpolation methods, Erodibility factor | ||
| مراجع | ||
|
-آرمین، م.، مهدیان، م.ح.، احمدی، ح.، روحیپور، ح.، سلاجغه، ع. و قرباننیا خبیری، و.، 1393. بررسی تغییرپذیری خاکدانهها و عوامل موثر در خاکدانهای شدن خاک با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ(مطالعه موردی: بخشی از حوزه آبخیز طالقان)، پژوهشهای آبخیزداری، شماره 104، ص 107-122.
-امیدوار، ا.، کاویان، ع.، سلیمانی، ک. و مشاری، س.، 1394. بررسی قابلیت استفاده از نقشه واحدهای خاک به منظور برآورد تغییرات مکانی فاکتور فرسایشپذیری خاک، نشریه مهندسی اکوسیستمهای بیابان، شماره 9، ص 95-107.
-ایوبی، ش. و حسینعلیزاده، م.، 1386. بررسی تغییرات مکانی فرسایش پذیری خاک با استفاده از روش زمین آمار و GIS (مطالعه موردی: حوزه آبخیز مهر سبزوار)، مجله منابع طبیعی ایران، شماره 2، ص 369-382.
-بافکار، ع. و مجردی، ح.، 1396. حفاظت آب و خاک، چاپ سوم، انتشارات دانشگاه رازی، کرمانشاه، 238 ص.
-بحرآسمانی کوهستانی، س.، میکائیلی تبریزی، ع.، سلمان ماهینی، ع. و کامیاب، ح.، 1391. محاسبه و تعیین فاکتور فرسایش پذیری خاک با استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی(منطقه توسکستان- چهارباغ در استان گلستان)، سومین همایش ملی مقابله با بیابانزایی و توسعه پایدار تالابهای کویری ایران، اراک، ص 755-759.
-بسالتپور، ع.ا.، ایوبی، ش. و حاجعباسی، م.ع.، 1393. تعیین روابط خطی و غیرخطی فاکتورفرسایشپذیری خاک با ویژگیهای اثرگذار بر آن در یک حوزه آبخیز کوهستانی با فرسایش خاک شدید، فصلنامه پژوهشهای فرسایش محیطی، جلد 16، شماره 4، ص 49-63.
-بهرامی، ح.، پَر نلخ، ت. و طهماسبی، ن.، 1384. بررسی عامل فرسایشپذیری خاک در کاربریها و تیپهای اراضی مختلف در حوزه آبخیز چم انجیر، مجموعه مقالات سومین همایش فرسایش و رسوب ایران، یزد، ص 501-508.
-بهنام، و.، غلامعلیزاده آهنگر، ا.، رحمانیان، م. و بامری، ا.، 1398. بررسی توزیع مکانی برخی از ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک با استفاده از روشهای زمین آماری(مطالعه موردی: مسیرزابل به زاهدان)، نشریه محیط زیست و مهندسی آب، شماره 3، ص251-263.
-پژوهش، م. و داوودیان دهکردی، ع.، 1393. پهنهبندی عامل فرسایش پذیری خاک با استفاده از تکنیک زمین آمار (مطالعه موردی: دشت لاله استان چهارمحال و بختیاری)، نشریه پژوهشهای ژئومورفولوژی کمی، سال 3، شماره 1، ص147-158.
-تاجگردان، ت.، ایوبی، ش.، خرمالی، ف. و شتایی، ش.، 1386. بررسی تغییر پذیری مکانی و همبستگی برخی خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک به کمک تکنیک زمین آمار (مطالعه موردی: بخشی از اراضی شمال آق قلا)، مجموعه مقالات دهمین کنگره علوم خاک ایران، کرج، ص271-272.
-تقیزاده، ر.، محمودی، ش.، زارعیان جهرمی، م. و حیدری، ا.، 1386. شناسایی پراکنش مکانی بافت خاک با استفاده از روشهای زمین آماری و تکنیک GIS(مطالعه موردی منطقه خضر آباد یزد)، مجموعه مقالات چهارمین همایش آبخیزداری ایران، کرج، ص 1128-1135.
-جوادی، م.ر. و فرنوش، م.، 1399. راهنمایی برای ارزیابی فرسایش خاک و رسوبگذاری با استفاده از رادیونو کلوئیدهای زیست محیطی، ترجمه، چاپ اول، انتشارات جهاد دانشگاهی مازندران، ساری، 356 ص.
-جعفریان، ز. و شعبانزاده، س.، 1396. تاثیر جهت شیب بر تغییرپذیری مکانی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی خاک در منطقه کیاسر مازندران، نشریه دانش آب و خاک، جلد 27، شماره 4، ص 225-235.
-حسنی پاک، ع.ا.، 1392. زمین آمار(ژئواستاتیستیک)، چاپ 4، انتشارات دانشگاه تهران، 328 ص.
-حسینعلیزاده، م.، ایوبی، ش. و شتایی، ش.، 1385. مقایسه روشهای مختلف درونیابی در برآورد برخی خصوصیات خاک سطحی (مطالعه موردی حوزه آبخیز مهر سبزوار)، نشریه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 13، شماره 5، ص152-162.
-حق نیا، غ.ح. و کوچکی، ع.، 1376. مدیریت پایدار خاک، ترجمه، چاپ دوم، انتشارات جهاد دانشگاهی مشهد، مشهد، 204 ص.
-دلبری، م.، خیاط خلقی، م. و مهدیان، م.ح.، 1383. ارزیابی روش های زمین آماری در برآورد هدایت هیدرولیکی خاک در مناطق شیب آب و پشت آب پایین دشت سیستان، مجله علوم کشاورزی ایران، جلد 35، شماره 1، ص 1-12.
-رفاهی، ح.، 1394. فرسایش آبی و کنترل آن، چاپ 7، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 674 ص.
-صوفی، م.ب. و امامی، ح.، 1396. ارزیابی فرسایشپذیری خاک در حوضه سد طرف مشهد، فلصنامه پژوهشهای فرسایش محیطی، جلد 27، شماره 3، ص 25-38.
-ضیایی، ح.، 1389. اصول مهندسی آبخیزداری، چاپ 3، انتشارات دانشگاه امام رضا، مشهد، 548 ص.
-طاعتی، ع.، سرمدنیا، ف.، متقیان، ح. و موسوی، ر.، 1399. پهنهبندی برخی ویژگیهای سطحی و عمقی پروفیل خاک با استفاده از تکنیک زمین آمار در بخشی از اراضی دشت قزوین، فصلنامه انسان و محیطزیست، شماره 1، ص 67-81.
-علیپور، ح.، ملکیان، ا.، خیرخواهزرکش، م.م. و قرهچلو، س.، 1395. برآورد شدت فرسایش و رسوب حوزه آبخیز ایور با استفاده از روش تجربی MPSIAC، جغرافیا و توسعه، شماره 45، ص 243-268.
-علیزاده، ا.، 1368. فرسایش و حفاظت خاک، ترجمه، چاپ اول، انتشارات آستان قدس رضوی، مشهد، 257 ص.
-غلامی، ع.، ولیپور، پ. و نورزاده حداد، م.، 1399. بررسی کارایی روشهای زمینآماری در پهنهبندی برخی ویژگیهای شیمیایی خاک(مطالعه موردی: اراضی شرق کارون)، فصلنامه فضای جغرافیایی، شماره 69، ص 1-15.
-کریم پورریحان، م. و کیانیان، م.ک.، 1388. مبانی خاکها، انتشارات دانشگاه تهران، تهران، 398 ص.
-کیانی هرچگانی، م.، صادقی، ح. و فلاحتکار، س.، 1398. تحلیل مقایسهای فرسایشپذیری خاک در حوزه آبخیز شازند، اکوهیدرولوژی، دوره 6، شماره 1، ص 153-163.
-متقیان، ح.، محمدی، ج. و کریمی، ا.، 1388. پهنهبندی زمین آماری فرسایشپذیری خاک در مقیاس حوزه آبخیز، یازدهمین کنگره علوم خاک ایران، گرگان، 21-24 تیر، ص 1835-1841.
-محمدی، ج.، 1385. پدومتری(آمار مکانی)، جلد 2، چاپ 1، انتشارات پلک، تهران، 532 ص.
-محمودی، ج.، زارعیان، ف.، جوادی، م. و خرسندی، ن.، 1391. مقایسه کارایی چند روش زمینآماری برای تخمین برخی ویژگیهای فیزیکی خاک، نشریه حفاظت منابع آب و خاک، سال 1، شماره 4، ص 67-76.
-ناصری حصار، ن.، زارع چاهوکی، م.ع. و جعفری، م.، 1395. بررسی پراکنش مکانی برخی خصوصیات خاک مراتع اشتهارد با استفاده از روشهای آمار مکانی، فصلنامه تحقیقات مرتع و بیابان، شماره 2، ص 299-310.
-نخعی، م.، 1389. مقدمهای بر زمین آمار، چاپ 2، انتشارات امید انقلاب و کهکشان دانش، تهران، 234 ص.
-Buttafuoco, G., Conforti, M.P.P.C., Aucelli, P.P.C., Robustelli, G. & Scarciglia, F., 2012. Assessing Spatial Uncertainty in Mapping Soil Erodibility Factor Using Geostatistical Stochastic Simulation, Environ Earth Sci, v. 66, p. 1111-1125. -Karimi Nezhad, M.T., Tabatabaii, S.M. and Gholami, A., 2015. Geochemical assessment of steel smelter-impacted urban soils, Ahvaz Iran. J. Geochem Explor, v. 152, p. 91-109. -Kouli, M., Soupios, P. and Vallianatos, F., 2009. Soil erosion prediction using the revised universal soil loss equation(RUSLE) in a GIS framework, Chania, Northwestern Crete, Greece: Environ.Geol, v. 57, p. 483-497. -Lu, D., Li, G., Valladares, G.S. and Batistella, M., 2004. Mapping soil erosion risk in Rondonia, Brazilian Amazonia using RUSLE, Remote sensing and GIS.Land Degrad.Devel, v. 15, p. 499-512. -Oliver, M.A., 2007. Geostatistics and its application to soil science, Soil use and management, v. 3(1), p. 8-20. -Reza, S.K., Nayak, D.C., Mukhopadhyay, S., Chattopadhyay, T. and Singh, S.K., 2017. Characterizing spatial variability of soil properties in alluvial soils of India using geostatistics and geographical information system, Archives of Agronomy and Soil Science. -Rosemary, F., Vitharana, U.W.A., Indraratne, S.P., Weerrasooriya, R. and Mishra, U., 2017. Exploring the spatial variability of soil properties in an Alfisol soil catena, Catena, v. 150, p. 53-61. -Sarma, D.O., 2009. Geostatistics with Applications in earth sciences, Second edition, copublished by Springer, 205 p. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 9,347 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 4,456 |
||