نقشه برداری سه بُعدی درصد رطوبت اشباع خاک با استفاده از تلفیق روش‌های زمین آماری و متغیرهای محیطی در دشت سیستان

نویسندگان

1 دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد علوم و مهندسی خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

2 نویسنده مسئول، دانشیار گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

3 دانشیار بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی گلستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، گرگان، ایران

4 محقق بخش تحقیقات تشکیل، طبقه‌بندی و شناسایی خاک، مؤسسه تحقیقات آب و خاک کشور، کرج، ایران.

5 مربی گروه علوم و مهندسی خاک، دانشگاه زابل، زابل، ایران

doi
10.22069/jwsc.2025.22614.3746
چکیده

سابقه و هدف: نقشه‌های خاک یکی از نیازهای مبرم برای کاربران مختلف و تصمیم‌سازان سرزمین هستند. درصد رطوبت اشباع یکی از پارامترهای فیزیکی زودیافت خاک است که در ارتباط با سایر پارمترها می‌تواند در مدیریت اراضی مورد توجه قرار گیرد. از این رو پژوهش حاضر با هدف نقشه‌برداری رقومی درصد رطوبت اشباع خاک به صورت سه بُعدی و با استفاده از روش‌های زمین آماری به همراه متغیرهای محیطی در دشت سیستان که بر دلتای رودخانه هیرمند در اقلیمی خشک واقع شده است، انجام شد.مواد و روش‌ها: جهت انجام این پژوهش اطلاعات 576 خاکرُخ واقع در دشت سیستان مورد استفاده قرار گرفت. درصد رطوبت اشباع خاک به روش استاندارد در عمق‌های 15-0، 30-15، 60-30 و 100-60 سانتیمتری با استفاده از روش میانگین وزنی اندازه گیری شد. تعداد 35 متغیر محیطی مستخرج از تصاویر ماهواره‌ای به عنوان متغیرهای سنجش از دور و 22 متغیر محیطی مستخرج از مدل رقومی ارتفاع (DEM) به عنوان متغیرهای زمینی ایجاد شدند و متغیر‌هایی که همبستگی معنی‌دار با درصد رطوبت اشباع خاک در هر عمق نشان دادند وارد فرآیند مدل‌سازی و تجزیه و تحلیل‌های زمین آماری شدند. روش وزن دهی معکوس فاصله (در سه حالت توان اول، دوم و سوم)، کریجینگ ساده و معمولی، کوکریجینگ ساده و معمولی به عنوان روش‌های آنالیزهای زمین‌آماری مورد استفاده قرار گرفت. یافته‌ها: نتایج نشان داد که مقدار میانگین درصد رطوبت اشباع خاک در عمق‌ 100-60 سانتیمتری دارای بالاترین میانگین (30/39 درصد) و درعمق 15-0 سانتیمتری دارای کمترین مقدار میانگین (92/33 درصد) بود. بهترین مُدل تغییرنما برای درصد رطوبت اشباع در اعماق 15-0، 30-15، 60-30 مُدل کروی و 100-60 سانتی‌متر مُدل نمایی بود و تناسب مکانی برای کلیه عمق‌های مورد مطالعه در کلاس تناسب مکانی متوسط قرار گرفتند. نتایج همبستگی بین متغیرهای محیطی و درصد رطوبت اشباع خاک نشان داد که متغیرهای مشتق شده از سنجش از دور تنها در عمق اول و دوم که نزدیک به سطح زمین بودند با پارامتر درصد رطوبت اشباع خاک همبستگی معنی‌دار نشان دادند ولی متغیرهای مشتق شده از DEM در همه اعماق همبستگی معنی‌دار داشتند. این متغیرها عمدتا مرتبط با فعالیت-های آبرفتی و بادرفتی بودند که که بیشترین اثر را در تغییرات خاک‌ها در منطقه مورد مطالعه داشته‌اند. نتایج تخمینگرهای زمین آماری نشان داد برای عمق اول روش کوکریجینگ ساده با متغیر کمکی حوزه آبخیز، برای عمق دوم روش کوکریجینگ ساده با متغیر کمکی عمق دره و برای اعماق سوم و چهارم کوکریجینگ معمولی با متغیر کمکی حوزه آبخیز بعنوان بهترین و دقیق‌ترین روش‌ها عمل نمودند. مدل‌سازی سه بُعدی درصد رطوبت اشباع خاک نشان داد که مقدار درصد رطوبت اشباع در جنوب کمترین مقادیر و در میانه دشت مقادیر متوسط و در شمال دشت در حاشیه تالاب‌های هامون بیشترین مقادیر را دارا می‌باشد و از سطح به عمق درصد رطوبت اشباع با همین روند مکانی تکرار شده ولی از سطح به عمق مقدار میانگین درصد رطوبت اشباع افزایش می‌یابد. به نظر می‌رسد تغییرات این پارامتر همراستا با تغییرات سه بُعدی اجزاء بافت خاک در منطقه است.نتیجه گیری: درصد رطوبت اشباع یک خصوصیت زودیافت مناسب است که برای مدیریت اراضی بخصوص در مناطق خشک می‌بایست بیشتر مورد توجه قرار گیرد. همچنین نگاه سه بُعدی به خاک و نقشه‌برداری آن می‌تواند درک کاملتری به کاربران اراضی در راستای مدبربت و برنامه ریزی دهد. روش‌های زمین آماری (کوکریجینگ) با استفاده از متغیرهای کمکی می‌توانند در تهیه نقشه‌های رقومی و سه بُعدی خصوصیات خاک کارایی لازم را داشته باشند و به کاربران مختلف اراضی جهت مدیریت بهتر آن کمک شایانی را انجام دهند. این موضوع منوط به این یافته است که متغیرهای محیطی بکارگیری شوند که منعکس کننده شرایط خاکسازی و عوامل موثر بر آن در مناطق مورد مطالعه باشند.