مدل سازی تأثیر خصوصیات بیوفیزیکی و توپوگرافی سطح بر توزیع مکانی رطوبت خاک در تابستان (مطالعۀ موردی: حوضۀ آبخیز بالخلی چای)
نویسندگان
1 استاد، گروه علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان
2 استاد، گروه مرتع و آبخیزداری، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
3 دانشجوی دکتری علوم خاک، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه زنجان، زنجان؛ کارشناس، دانشکدۀ کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل
4 استاد، گروه سنجش از دور و GIS، دانشکدۀ جغرافیا، دانشگاه تهران، تهران
doi
10.22059/ije.2020.299783.1307چکیده
استفاده از دادههای ماهوارهای برای برآورد سریع رطوبت خاک و تعیین عوامل محیطی مؤثر بر آن، در سالهای اخیر توسعه یافته است. هدف از پژوهش حاضر، بررسی تأثیر خصوصیات بیوفیزیکی و توپوگرافی سطح بر توزیع مکانی رطوبت خاک در تابستان بود. به این منظور، رطوبت خاک در 148 نقطه در حوضۀ آبخیز بالخلیچای در استان اردبیل اندازهگیری شد و از روش مثلثی مبتنی بر سنجش از دور بر مبنای مدل رقومی ارتفاع ASTER، نقشۀ پوشش زمین و دادههای اقلیمی برای مدلسازی رطوبت خاک استفاده شد. خصوصیات بیوفیزیکی سطح از جمله نمناکی، سبزینگی، روشنایی، و دمای سطح زمین و متغیرهای توپوگرافی (زاویۀ محلی فرود خورشید، ارتفاع، درجه و جهت شیب) محاسبه شدند. خطای مدل در ماههای مختلف با استفاده از آمارههای خطا تعیین شد. بر اساس نتایج، مقدار میانگین رطوبت خاک در منطقه در ماههای تیر، مرداد و شهریور بهترتیب 67/4، 22/6 و 66/4 درصد حجمی بود. ضریب تبیین (R2) و ریشۀ میانگین مربعات خطا (RMSE) بین رطوبت خاک برآوردی و اندازهگیریشده در شهریورماه کمترین مقدار (بهترتیب 78/0 و 44/1) را داشت. قویترین رابطۀ خطی بین رطوبت خاک و متغیرهای بیوفیزیکی (توپوگرافی) در تیرماه (بهترتیب با R2و RMSE برابر با 53/0 و 29/0) بود. با افزایش دمای سطح و روشنایی، رطوبت خاک کاهش یافت. با اینحال، افزایش مقدار سبزینگی، نمناکی، ارتفاع و زاویۀ محلی فرود خورشید سبب افزایش مقدار رطوبت خاک شد. نتایج پژوهش حاضر نشان داد از مدل مثلثی میتوان برای بررسی توزیع مکانی رطوبت خاک با استفاده از خصوصیات بیوفیزیکی و توپوگرافی سطح بهره گرفت. استفاده از نتایج پژوهش حاضر میتواند در بهبود دقت مدلسازی رطوبت برای استفاده در کاربردهای مختلف از جمله مدیریت آبیاری، پیشبینی رواناب و کشاورزی دقیق بسیار مفید باشد.