برآورد سرعت آستانه فرسایش بادی با روش طیف‌سنجی در مناطق مستعد تولید ریزگرد در خوزستان

نویسندگان

1 استاد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران و عضو مرکز پژوهشی منطقه‌ای ریزگردها، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

2 دانشیار، هیئت علمی پژوهشی، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، تهران، ایران

3 دانشیار، گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران

4 دانش‌آموخته دکتری، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ایران

doi
10.22092/ijsr.2021.352176.561
چکیده

سرعت آستانه فرسایش یک عامل مهم در ارزیابی فرسایش‌پذیری خاک یک منطقه به شمار می­رود که اندازه‌گیری آن زمان‌بر و پرهزینه است. استفاده از طیف بازتابی خاک در برآورد سرعت آستانه فرسایش، سبب کاهش هزینه و افزایش سرعت عمل می‌شود. هدف از این پژوهش مقایسه کارایی و دقت مدل‌های رگرسیونی حداقل مربعات جزئی (PLSR)، ماشین بردار پشتیبان (SVR) و شبکه عصبی (ANN) در برآورد سرعت آستانه فرسایش در مناطق مستعد تولید گرد و غبار استان خوزستان است. برای این منظور ابتدا تعداد 91 نمونه خاک از قسمت‌های مرکزی و جنوبی مناطق مستعد تولید ریزگرد استان جمع‌آوری شد و سرعت آستانه فرسایش با استفاده از تونل باد تعیین گردید. در ادامه طیف بازتابی نمونه‌های خاک با دستگاه طیف‌سنج به دست آمد. روش‌های پیش‌پردازش بر روی طیف اصلی اجرا شد و مدل‌سازی با استفاده از سه مدل PLSR، SVR و ANN انجام گرفت. نتایج نشان داد که میانگین سرعت آستانه فرسایش در منطقه 7/9  متر بر ثانیه و حداقل آن 25/5  متر بر ثانیه به دست آمد، همچنین سرعت آستانه همبستگی معنی‌داری با سدیم محلول(58/0- =r) و نسبت جذب سدیمی (48/0- =r) در سطح احتمال 5 درصد نشان داد. مدل ANN در پیش‌پردازش مشتق دوم بهترین دقت برآورد (52/2= PRD) و مدل SVR در طیف اصلی (56/0= PRD) کمترین دقت برآورد را داشت. در پایان طول موج کلیدی سرعت آستانه فرسایش منطقه در محدوده‌های 1850 و 1930 نانومتر به دست آمد.با توجه به همبستگی بین بازتاب خاک با سرعت آستانه فرسایش (76/0=r)، از این روش می‌توان برای ارزیابی فرسایش پذیری مناطق مستعد تولید ریزگرد استفاده کرد.