ارزیابی ذخایر کربن آلی خاک در کاربری های گوناگون با استفاده از روش های آماری حداقل مربعات جزئی، زمین آمار، مدل درختی M5 و تصاویر لندست 8 (مقاله علمی وزارت علوم)
درجه علمی: نشریه علمی (وزارت علوم)
آرشیو
چکیده
کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیست محیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامه ریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک و سدیم محلول خاک اندازه گیری شد. با استفاده از داده های طیفی سنجنده OLI و TIRS ماهواره لندست 8، مقادیر باندها و شاخص های خاکی و پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، TSAVI، OSAVI، MSAVI، SOCI، WDVI، PVI، RVI و BI در نقاط نمونه برداری به دست آمد و رابطه بین آنها و مقدار ماده آلی خاک محاسبه شد. نتایج نشان می دهد، بیشترین همبستگی را با مقدار ماده آلی خاک به خود اختصاص داده اند: در کاربری کشت و صنعت، شاخص SOCI با 30/50% و باند 3 با 82/53%؛ در کشاورزی سنتی، شاخص PVI با همبستگی 35/60% و باند 7 با 63/60%؛ در اراضی بایر، شاخص RVI با همبستگی 27/34% و باند 2 با 67/36%. نتایج تحلیل آماری به روش برازش حداقل مربعات جزئی نشان داد میانگین نتایج واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 48/43 و 08/39% است. نتایج برآورد ماده آلی خاک به روش کریجینگ و مدل درخت M5 نشان می دهد که همبستگی مقادیر ماده آلی اندازه گیری و پیش بینی شده به ترتیب 20/66 و 00/82% بود. طبق این نتایج، بین مقادیر ماده آلی خاک و شاخص ها و باندهای ماهواره لندست 8 همبستگی معنی داری وجود دارد و می توان مقادیر ماده آلی خاک منطقه مورد مطالعه و سایر مناطق دارای شرایط مشابه را با احتمال مورد قبولی تخمین زد.Evaluation of Soil Organic Carbon Storage in Different Land Uses Using Partial Least Squares, Geostatistics, M5 Tree Model and Landsat 8 Statistical Methods
Organic carbon plays a activate role in environmental sustainability, soil quality and health index, so identifying the spatial distribution of carbon sequestration is a requirement of environmental planning and soil management. The purpose of this study is to investigate the amount of carbon sequestration in sugarcane and traditional uses of sugarcane, traditional agriculture and barren. In each land use, 60 soil samples were taken and organic carbon, salinity, lime, soil reaction and solution sodium were measured. Using Landsat 8 satellite OLI and TIRS spectral data, the variable of soil and vegetation indices including: NDVI, SAVI, TSAVI, OSAVI, MSAVI, SOCI, WDVI, PVI, RVI and BI in the sample points was obtained and the relationship between them and the amount of soil organic matter was calculated. The results show that in agro-industrial use, SOCI index with 50.30% and band 3 with 53.82% have the highest correlation, in traditional agriculture, PVI index with a correlation of 60.35% and band 7 with 60.63% and in Barren lands ,RVI index with a correlation of 34.27% and band 2 with 36.67% have the highest correlation with the amount of soil organic matter. The results of statistical analysis by partial least squares fitting method showed that the average of calibration and validation results are 43.48 and 39.08%, respectively. The results of estimating soil organic matter by kriging method and M5 tree model show that the correlation between measured and predicted organic matter was 66.20% and 82.00%, respectively. The results show that there is a significant correlation between soil organic matter and Landsat 8 satellite indices and bands, and it is possible to estimate the soil organic matter levels of the study area and other areas with similar conditions with acceptable probability.