آنالیز سطوح روند و اثرات آن در مدل‌سازی تغییرنما و پهنه‌بندی برخی ویژگی‌های خاک

Abstract

سابقه و هدف: دقت برآورد مکانی ویژگی‌های خاک نظیر رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل اهمیت زیادی در تغذیه گیاه و برنامه‌ریزی‌های زیست محیطی دارد. مهم‌ترین مرحله قبل از تحلیل‌های آماری و به‌کارگیری تخمین‌گرهای زمین‌آماری، وارسی داده‌ها می‌باشد. افزون بر بررسی اعداد پرت و نوع توزیع داده‌ها، یکی دیگر از عملیات مهم در مطالعات زمین‌آماری، آنالیز روند سطحی است. با به‌کارگیری تحلیل روند سطحی می‌توان نقش عواملی چون تغییر جنس سنگ‌ها، آب و هوا، توپوگرافی و به‌طورکلی ناهنجارهای منطقه‌ای را روی داده‌ها ارزیابی کرد (19). هدف از این پژوهش، آنالیز سطوح روند و اثرات آن در مدل‌سازی تغییرنما و پهنه‌بندی رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل خاک بود. <br />مواد و روش‌ها: بدین‌‌منظور، تعداد 100 نمونه خاک سطحی (عمق صفر تا 15 سانتی‌متری) به‌صورت تصادفی براساس مساحت طبقات متفاوت شیب، منطقه‌ای به مساحت 41353 هکتار از اراضی زراعی دشت سئلین واقع در منطقه کلیبر، استان آذربایجان‌شرقی برداشت گردید. ویژگی‌های خاک شامل بافت خاک به روش هیدرومتری، کربنات کلسیم معادل خاک به روش تیتراسیون برگشتی و درصد کربن آلی خاک به روش اکسایش‌تر اندازه‌گیری شدند. برای تحلیل روند سطحی از رگرسیون چندگانه که در آن متغیرهای مستقل، مختصات جغرافیایی نقاط و متغیر وابسته یک نوع ویژگی از خاک می‌باشد و برای پهنه‌بندی رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل خاک و باقی‌مانده‌ها حاصل از حذف روند سطحی از کریجینگ معمولی استفاده شد. به منظور ارزیابی اثر سطوح روند در مدل-سازی تغییرنما و تخمین‌گر کریجینگ از روش اعتبار سنجی متقاطع با شاخص‌های خطای میانگین (ME)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) و ضریب تبیین (R2) استفاده شد.<br />یافته‌ها: 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، اثرقطعه‌‌ای تغییرنما تقریباً برابر اثرقطعه‌ای در حضور روند گردید اما، حدآستانه تغییرنما کاهش یافت. به‌هرحال، تفاوت قابل ملاحظه‌ای بین دقت تخمین‌گر کریجینگ در شرایط حضور و حذف روند مشاهده نگردید. این امر می‌تواند ناشی از ناهنجارهای محیطی و فعالیت‌های انسانی باشد، به‌طوری‌که مدل‌های رگرسیونی تبیین کننده روند فقط 35، 18 و 21 درصد از تغییرات به‌ترتیب رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل را توجیه کردند. بااین‌حال، با حذف روند R2 در ویژگی‌های رس، ماده آلی و کربنات کلسیم معادل به‌ترتیب 1/9، 7/2 و 6/6 درصد افزایش یافت.<br />نتیجه‌گیری: به‌طور کلی، بررسی روند سطحی در مطالعات خا‌ک‌شناسی که سروکار بیشتر با داده‌های مکانی است، توصیه می‌گردد. به دلیل اینکه حضور روند بستگی به شرایط و موقعیت منطقه مطالعاتی و همچنین، منبع ایجاد روند دارد.