به منظور تجزیه و تحلیل تغییرات مکانی در متغیرهای توزیع اندازه ذرات، جرم مخصوص ظاهری، مواد آلی، فسفر قابل جذب و پتاسیم قابل استفاده در دو مزرعه شالیزاری، مزرعه کرتهای دایم که در آن بمدت 16 سال تیمارهای کودی مشخص از نیتروژن، فسفر و پتاس اعمال گردیده بود و مزرعه کرتهای پتاسیم با مدیریت کودی یکنواخت، نمونه برداری از خاک به روش شبکه ای انجام گرفت. نتایج نشان داد که در دو مزرعه علیرغم وسعت کم، تغییرات علاوه بر مکان به جهت جغرافیایی نیز بستگی داشت (غیرهمسانگردی). در مزرعه کرتهای دایم به استثنای فسفر قابل جذب بقیه متغیرها ازمدل نیم تغییر نمای خطی پیروی نمود. فسفر قابل جذب دارای مدل نیم تغییر نمای (اثر قطعه ای) بوده که حاکی از وجود تغییرات تصادفی و تطابق توزیع آن با تیمارهای آزمایشی می باشد. در مزرعه کرتهای دایم مواد آلی و پتاسیم قابل استفاده بر خلاف فسفر قابل جذب تحت تاثیر مدیریت کودی قرار نگرفته و طبق مدل نیم تغییر نمای خطی دارای وابستگی مکانی منطبق با شرایط فیزیوگرافی و احتمالا شیوه آبیاری می باشد. در نتیجه فرض استقلال مشاهدات که برای تجزیه واریانس ضروری است از اعتبار ساقط می گردد. براساس نقشه توزیع متغیرها، شدت غیریکنواختی خاک از نظر این دو متغیر به حدی بوده است که بلوک بندی طرح در تجزیه واریانس موثر نبوده و ضرورت استفاده از روش های تجزیه کوواریانس را ایجاب می کند. متغیرهای سیلت و رس درهر دو مزرعه واریانس قطعه ای بالایی داشته که نشان دهنده سهم بیشتر تغییرات تصادفی نسبت به تغییرات نظامدار مکانی می باشد. در مزرعه کرتهای پتاسیم متغیرهای شن، پتاسیم قابل استفاده و مواد آلی مدل نیم تغییر نمای کروی نشان می دهند که شعاع تاثیر در آنها به ترتیب 11, 19 و 15 متر است. کرتهایی که در کمتر از این فواصل قرار دارند دارای وابستگی مکانی و تغییرات نظامدار و بعد از آن مستقل و تغییرات در آنها تصادفی می گردد. این فواصل مناسبترین فاصله نمونه برداری برای این متغیرها از نظر اقتصادی نیز محسوب می گردد.

سابقه و هدف: دقت برآورد مکانی ویژگی های خاک نظیر رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل اهمیت زیادی در تغذیه گیاه و برنامه ریزی های زیست محیطی دارد. مهم ترین مرحله قبل از تحلیل های آماری و به کارگیری تخمین گرهای زمین آماری، وارسی داده ها می باشد. افزون بر بررسی اعداد پرت و نوع توزیع داده ها، یکی دیگر از عملیات مهم در مطالعات زمین آماری، آنالیز روند سطحی است. با به کارگیری تحلیل روند سطحی می توان نقش عواملی چون تغییر جنس سنگ ها، آب و هوا، توپوگرافی و به طورکلی ناهنجارهای منطقه ای را روی داده ها ارزیابی کرد. هدف از این پژوهش، آنالیز سطوح روند و اثرات آن در مدل سازی تغییرنما و پهنه بندی رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل خاک بود.مواد و روش ها: بدین منظور، تعداد 100 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 15 سانتی متری) به صورت تصادفی بر اساس مساحت طبقات متفاوت شیب، منطقه ای به مساحت 41353 هکتار از اراضی زراعی دشت سئلین واقع در منطقه کلیبر، استان آذربایجان شرقی برداشت گردید. ویژگی های خاک شامل بافت خاک به روش هیدرومتری، کربنات کلسیم معادل خاک به روش تیتراسیون برگشتی و درصد کربن آلی خاک به روش اکسایش تر اندازه گیری شدند. برای تحلیل روند سطحی از رگرسیون چندگانه که در آن متغیرهای مستقل، مختصات جغرافیایی نقاط و متغیر وابسته یک نوع ویژگی از خاک می باشد و برای پهنه بندی رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل خاک و باقی مانده ها حاصل از حذف روند سطحی از کریجینگ معمولی استفاده شد. به منظور ارزیابی اثر سطوح روند در مدل سازی تغییرنما و تخمین گر کریجینگ از روش اعتبار سنجی متقاطع با شاخص های خطای میانگین (ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد.یافته ها: آنالیز روند سطحی نشان داد که بهترین مدل رگرسیونی برای تبیین روند در رس و کربنات کلسیم معادل، درجه یک و برای ماده آلی، کوادراتیک بود. با حذف روند، اثرقطعه ای تغییرنما تقریبا برابر اثرقطعه ای در حضور روند گردید اما، حدآستانه تغییرنما کاهش یافت. به هرحال، تفاوت قابل ملاحظه ای بین دقت تخمین گر کریجینگ در شرایط حضور و حذف روند مشاهده نگردید. این امر می تواند ناشی از ناهنجارهای محیطی و فعالیت های انسانی باشد، به طوری که مدل های رگرسیونی تبیین کننده روند فقط 35، 18 و 21 درصد از تغییرات به ترتیب رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل را توجیه کردند. با این حال، با حذف روند R2 در ویژگی های رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل به ترتیب 9.1، 2.7 و 6.6 درصد افزایش یافت.نتیجه گیری: به طور کلی، بررسی روند سطحی در مطالعات خا ک شناسی که سروکار بیشتر با داده های مکانی است، توصیه می گردد. به دلیل اینکه حضور روند بستگی به شرایط و موقعیت منطقه مطالعاتی و همچنین، منبع ایجاد روند دارد.

هدف از این پژوهش مقایسه دقت سه روش زمین آماری کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دادن عکس فاصله برای تخمین برخی از خصوصیات خاک های دشت لاغر و تعیین تأثیر تراکم نمونه برداری بر پارامترهای تغییرنما بود. این بررسی در دشت لاغر واقع در جنوب استان فارس به وسعت 12986 هکتار انجام شد. درصد اندازه ذرات خاک (شن، سیلت و رس)، درصد کربنات کلسیم معادل، درصد گچ، هدایت هیدرولیکی اشباع و پراکنش رنگین دانه های خاک اندازه گیری و با توجه به مناسب ترین مدل درون یابی بررسی و پهنه بندی شد. سپس، روش های میان یابی ارزیابی و درون یاب مناسب انتخاب شد. نتایج نشان داد که تخمین گر کریجینگ برای درون یابی پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع، رنگین دانه خاک و درصد گچ بهتر و خطای کمتری نسبت به روشوزن دادن عکس فاصله و کوکریجینگ دارد. برای درون یابی پارامترهای درصد شن، سیلت و رس روش وزن دادن عکس فاصله به دو روش دیگر ارجحیت داشت و برای درون یابی درصد کربنات کلسیم معادل روش کوکریجینگ نسبت به روش کریجینگ و روش وزن دادن عکس فاصله نتیجه بهتری را ارائه داد. تأثیر تراکم نمونه برداری بر پارامترهای تغییرنما نیز مورد بررسی قرار گرفت. در سطح اول، همه ی نمونه ها (80 نمونه) و در سطح دوم 40 نمونه به طور تصادفی انتخاب و برای تعیین تغییرنما و درون یابی در نظر گرفته شدند. با توجه به نتایج به دست آمدهتغییرات منظمی در مقادیر پارامترهای تغییرنما مشاهده نگردید اما می توان افزایش اثر قطعه ای را در اکثر خصوصیات مورد بررسی مشاهده کرد.

بهره برداری صحیح از منابع موجود در بخش کشاورزی با بررسی روابط بین گیاه، خاک و عوامل محیطی موثر بر آن امکان پذیر است. بررسی الگوی تغییرات مکانی عناصر غذایی در خاک و گیاه و تهیه نقشه های پراکنش آن ها راهکاری اثربخش در راستای توسعه کشاورزی پایدار است. در این راستا در پژوهش حاضر به بررسی ساختار مکانی عناصر غذایی فسفر، پتاسیم، روی، مس، منگنز و بور در خاک و برگ و عنصر نیتروژن در برگ و کربن آلی در خاک با استفاده از مدل های نیم تغییر نما در تاکستان های شهرستان خدابنده در استان زنجان پرداخته شد. پس از تهیه بهترین مدل نیم تغییر نما با استفاده از روش های میان یابی شامل کریجینگ، کوکریجینگ و وزن دهی عکس فاصله با توان های 1-5 و روش کرنل عناصر برآورد و نقشه های پهنه بندی تهیه گردید. نتایج نشان داد بیشتر ویژگی ها در گروه خاک و برگ تاکستان ها از پیوستگی مکانی متوسط به بالایی برخوردار هستند. بیشترین شعاع همبستگی در نمونه های خاک به عنصر منگنز و در نمونه های برگ به عنصر فسفر تعلق داشت. به طور میانگین دامنه شعاع همبستگی در عناصر خاک بیشتر از عناصر برگ بود. نتایج حاصل از ارزیابی روش های میانیابی با آماره های خطاسنجی ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، میانگین مطلق خطا (MAE) و ضریب کارایی (EF) بیان گر برتری روش کوکریجینگ در برآورد عناصر خاک و برگ تاکستان های مورد مطالعه بود. بهترین برآورد با روش کوکریجینگ در عنصر روی در خاک و در نمونه های برگ هم در عنصر روی با روش کرنل بدست آمد. همچنین نتایج بررسی پراکنش عناصر غذایی در خاک و برگ منطقه مورد مطالعه نشان داد که بیشتر خاک های تاکستان این منطقه از لحاظ کربن آلی، فسفر، آهن و روی کمبود دارند.

تخمین روند تغییرپذیری مکانی ویژگی های مختلف خاک، راهکاری سودمند برای دست یابی به مدیریت خاص مکانی کارا و هدفمند این جزء حیاتی اکوسیستم است. در این پژوهش، به منظور بررسی تغییرات مکانی ویژگی های خاک، 48 نمونه خاک از عمق صفر تا 25 سانتی متری به روش شبکه بندی منظم با فواصل 250 متری در اراضی دانشگاه زنجان جمع آوری شد. ویژگی های مختلف خاک نظیر وزن مخصوص ظاهری، مقدار آب قابل دسترسقابل دسترس، هدایت هیدرولیکی اشباع، میانگین وزنی قطر خاکدانه ها، درصد رس، درصد شن، کربن آلی و کربنات کلسیم معادل اندازه گیری شد. پس از تشریح ساختار مکانی متغیرهای مختلف، مقادیر آن ها با استفاده از تخمین گر کریجینگ معمولی برآورد شد و نقشه های پیوسته مکانی فراهم گردید. نتایج پژوهش گویای آن بود که بیش ترین ضریب تغییرات به ویژگی هدایت هیدرولیکی اشباع (28/43 درصد) و کم ترین آن به جرم مخصوص ظاهری (53/5 درصد) تعلق داشت. برای متغیرهای درصد کربن آلی و کربنات کلسیم معادل، مدل کروی و برای سایر متغیرها، مدل نمایی مناسب ترین برازش را بر الگوی تغییرات مکانی داشتند. کلاس هم بستگی مکانی برای ویژگی هدایت هیدرولیکی اشباع خاک، متوسط و برای سایر ویژگی های مورد مطالعه، قوی بود. بررسی نقشه های پهنه بندی حاکی از آن بود که با افزایش درصد رس از جنوب به شمال منطقه، مقادیر هدایت هیدرولیکی اشباع خاک کاهش و مقادیر آب قابل دسترس در خاک افزایش می یابند. این نتیجه گویای آن است که با توجه به جوان بودن خاک ها و عدم تکامل ساختمان در آن ها، اغلب ویژگی های فیزیکی خاک تحت تأثیر بافت خاک هستند. هم چنین مشاهده شد که اختصاص یافتن اراضی واقع در بخش های جنوبی منطقه به کشت گیاهان زراعی و بخش های شمالی به باغ سیب، موجب افزایش درصد کربن آلی به بیش تر از یک درصد شده است که به نوبه خود، باعث افزایش قابل ملاحظه میانگین وزنی قطر خاکدانه ها در این مناطق شده است. . .

تا کنون تحقیقات بسیاری در زمینه شناسایی مناطق آلوده و اجرای سیاست های استفاده پایدار از اراضی با توجه به خطر آلودگی آن ها انجام گرفته است. در این پژوهش توزیع مکانی نیکل در خاک های سطحی (عمق 10-0 سانتیمتر) بخشی از استان قم با کاربری های شهری-صنعتی، کشاورزی و بایر به وسعت 883 کیلومترمربع بررسی شد. در این مطالعه از ابزار زمین آمار (کریجینگ معمولی) استفاده گردید. نمونه برداری در 209 نقطه بر روی شبکه ای با فواصل حدود 5/1×5/1 کیلومتر در اراضی کشاورزی و شهری-صنعتی و حدود 2×2 کیلومتر در اراضی بایر انجام شد. غلظت نیکل کل و قابل جذب خاک توسط دستگاه جذب اتمی اندازه گیری شد. مطالعات آماری و زمین آماری توسط نرم افزارهای SPSS، Variowin و WINGSLIB انجام و نقشه آلودگی با نرم افزار Surfer16 رسم گردید. نتایج نشان داد که غلظت عنصر در هیچ یک از شکل ها در منطقه سمیت را نشان نداد؛ اما در کاربری های مختلف دارای تفاوت معنی دار بود. احتمالاً صنایع موجود، مواد مادری و سنگ های بازیک و فوق بازیک که غنی از نیکل هستند، استفاده از کودهای فسفاته و لجن فاضلاب باعث افزایش نیکل و جهت وزش بادهای غربی باعث انتقال نیکل در منطقه گردید است.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ظرفیت تبادل کاتیونی خاک شاخصی حیاتی و مهم از کیفیت حاصل خیزی و ظرفیت توقیف آلاینده های خاک است. در این پژوهش، تغییرپذیری ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با روش های کریجینگ و کوکریجینگ به کمک مولفه های اصلی به دستامده از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک شامل رس، شن، سیلت، کربن آلی، هدایت الکتریکی، و pHبررسی شد. برای این منظور، 247 نمونه خاک از مناطق مرکزی استان گیلان جمع آوری شد. 75 درصد نمونه ها برای آموزش و 25 درصد برای آزمون استفاده شد. مولفه های اصلی اول و دوم 68.54 درصد از واریانس کل ویژگی های فیزیکی و شیمیایی را به خود اختصاص دادند. مولفه اول بیشترین همبستگی مثبت و معنادار را با ظرفیت تبادل کاتیونی خاک داشت (P<0.01، r=0.81)؛ در حالی که مولفه دوم همبستگی معناداری با ظرفیت تبادل کاتیونی نداشت (r=-0.19). مولفه اول به منزله متغیر کمکی برای برآورد ظرفیت تبادل کاتیونی در روش کوکریجینگ استفاده شد. میانگین ریشه دوم خطا برای داده های آزمون در روش کریجینگ 0.159 و برای روش کوکریجینگ 0.118 به دست آمد. ضریب تبیین ارزیابی تقاطعی داده های آزمون برای روش کریجینگ 0.49 و برای روش کوکریجینگ 0.71 در سطح 1 درصد معنادار بود. نتایج نشان داد روش کوکریجینگ با متغیر کمکی مولفه اصلی اول، به دستامده از ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک، ظرفیت تبادل کاتیونی خاک را معتبرتر از روش کریجینگ برآورد می کند. علاوه بر این، مولفه های اصلی، که بیشترین همبستگی مثبت و معنادار را با متغیر وابسته دارند، بالاترین پتانسیل را برای برآورد متغیر وابسته به روش کوکریجینگ دارند.

ارزیابی عملیات مدیریت زراعی، شناخت تغییرات مکانی خصوصیات خاک ومحصول و درک روابط متقابل آنها ضروری است. این تحقیق، در یک مزرعه گندم تحت مدیریت زارعین محلی، در شهر سرخنکلانه واقع در 25 کیلومتری شهرستان گرگان، در شمال شرقی ایران انجام شد. نمونه برداری خاک جمعا در 101 نقطه از روی یک شبکه سیستماتیک- آشیانه ای در پلاتی به ابعاد 100 در 180 متر و از عمق 0-30 سانتی متری خاک اندکی پس از کاشت گندم در اواخر پاییز انجام گرفت. اندازه گیری عملکرد گندم به وسیله نمونه برداری در پلات هایی به ابعاد یک متر مربع با مرکزیت 101 نقطه نمونه برداری در اواخر خرداد ماه صورت پذیرفت. نتایج آماری نشان داد تمامی متغیرها از توزیع نرمال برخوردار هستند. pH کمترین (0.59%) و عملکرد دانه (20.4%) بیشترین ضریب تغییرات را از خود نشان دادند. آنالیز تغییرنماها نشان داد که متغیرهای بررسی شده در این مطالعه همگی دارای ساختار مکانی بوده و دامنه تاثیر خصوصیات مختلف دارای تغییرپذیری است. دامنه تاثیر نماها از 23.99 متر برای ازت کل تا 93 متر برای پتاسیم قابل استفاده در نوسان بود. در بین کلیه پارامترهای مورد بررسی، ازت کل و درصد سدیم قابل تبادل وابستگی مکانی قوی تر و فسفر قابل دسترس نسبت به سایر متغیرها وابستگی مکانی ضعیف تری نشان دادند. نقشه های حاصل از میانبانی توسط کریجینگ نشان داد که خصوصیات خاک و محصولات در مزرعه مورد مطالعه الگوی تصادفی نداشته و دارای پراکنش مکانی می باشند. هم چنین توزیع مکانی ازت کل دارای الگوی مشابه پراکنش مکانی مواد آلی بوده و توزیع مکانی ضریب برداشت نیز با پراکنش مکانی فسفر قابل دسترس مشابهت داشت. نتایج حاکی از آن است که الگو و وابستگی مکانی متغیرهای خاک و محصول حتی در یک مزرعه که تحت مدیریت یک زارع قرار دارد می تواند بین این متغیرها و در مقیاس های مختلف تفاوت داشته باشد. هم چنین تغییرنما و تخمینگر کریجینگ می تواند به عنوان وسیله ای کارا برای طراحی شبکه های نمونه برداری، شناسایی نواحی مدیریتی و کاربرد نهاده ها با نرخ متغیر در کشاورزی دقیق به کار رود.