عدم قطعیت و نقشه‌برداری مکانی شوری و قلیا بودن خاک با استفاده از روش‌های یادگیری ماشین در سه عمق مدیریتی مختلف در منطقه آبیک

Abstract

شور و سدیمی شدن خاک یکی از مهم‌ترین فرآیندهای مخرب خاک مناطق خشک و نیمه‌خشک می‌باشد. این دو عارضه می‌توانند علاوه بر کاهش میزان باروری خاک‌ها، این اراضی را مستعد تخریب کرده و تهدیدی جدی برای توسعه پایدار منابع باشند. تهیه نقشه‌های پراکنش این ویژگی‌ها در طول خاک‌رخ می‌تواند به مدیریت بهتر این اراضی کمک کند. مطالعه حاضر با هدف بررسی تغییرات شور و سدیمی بودن خاک‌های منطقه خشک و نیمه‌خشک آبیک قزوین اجرا شده است. به منظور آگاهی از نحوه پراکنش سطحی و عمقی این دو ویژگی، سه عمق مهم از نظر کشت محصولات کشاورزی شامل 0-50، 0-100 و 0-150 سانتی‌متر بررسی شدند. مدل‌سازی‌ها بر اساس اطلاعات 281 خاک‌رخ و متغیرهای کمکی محیطی با دقت مکانی 5/12 متر انجام شدند. مدل‌سازی و پیش‌بینی مقادیر هدایت الکتریکی (شوری) و نسبت جذب سدیم (قلیا بودن) بر اساس چهار مدل تعلیم ماشین کوبیست، جنگل تصادفی، شبکه عصبی مصنوعی و گرادیان بوستینگ صورت گرفت که مدل ترکیبی وزن‌دار ساده ترکیب این مدل‌ها به عنوان نقشه‌های نهایی شوری و سدیمی بودن در نظر گرفته شدند. عدم قطعیت مدل‌ از روش بوت‌استرپینگ با 50 تکرار بدست آمد. نتایج نشان داد که پستی و بلندی، اقلیم و پوشش گیاهی اصلی‌ترین عوامل کنترل کننده شوری و قلیا بودن در منطقه می‌باشند. مقدار ضریب تبیین مدل‌های نهایی پیش‌بینی شوری و سدیمی در هر سه عمق مورد بررسی در محدوده 61/0 تا 81/0 بوده و بیانگر کارایی خوب مدل‌ها می‌باشد. بیشترین میزان عدم قطعیت مدل‌ها در قسمت‌های جنوبی منطقه با تغییرات زیاد مقادیر هدایت الکتریکی و نسبت جذب سدیم در فاصله کم، تعداد کمتر مشاهدات خاک، توپوگرافی کم‌تر مشاهده شد که این مقدار برای مدل‌های پیش‌بینی کننده سدیمی بودن در تمامی عمق‌ها نسبت به شوری کم‌تر بود. کارایی مدل‌ها برای هر دو ویژگی با افزایش عمق افزایش یافته است. بیش از 65% منطقه بصورت غیر شور می‌باشد درحالی‌که مناطق بدون قلیا 70% منطقه را پوشش می‌دهند. دستیابی به این نقشه‌ها گامی موثر در بهبود مدیریت بهره‌برداری از اراضی مطابق با استعدادهای آن‌ها می‌باشد.