برآورد پتانسيل انباشت كربن در مزارع سويا با استفاده از شاخص هاي گياهي سنجش از دور (مطالعه موردي : شهرستان گرگان)

سابقه و هدف: نگراني‌هاي ناشي از مقدار كربن وارد شده به جوّ و اثرات آن روي اقليم، روز به روز در حال افزايش است. در رويكرد جديد مديريت بوم نظام‌هاي كشاورزي، خدمت ترسيب كربن بجاي انتشار كربن در حال جايگزين شدن است. از اين‌ رو، تهيه اطلاعات دقيق از توزيع مكاني ميزان زيست‌توده و پتانسيل ترسيب كربن كشت بوم‌ها، يك عامل ضروري است. بنابراين، هدف از اين پژوهش، استفاده از شاخص‌هاي گياهي سنجش از دور، براي برآورد ميزان پتانسيل ترسيب كربن در زيست‌ توده گياهي سويا (Glycine max L.) در زمين‌هاي زراعي شهرستان گرگان بود. مواد و روش‌ها: اين مطالعه در كشت بوم‌هاي سوياي شهرستان گرگان واقع در استان گلستان در سال زراعي 1396 - 1395 انجام شد. به منظور انجام اين مطالعه، از تصاوير ماهواره سنتينل 2 تاريخ2017/9/17 استفاده شد. با استفاده از 250 نقطه كنترل‌ زميني، دقت تصاوير بعد از انجام تصحيحات هندسي و راديومتري مورد بررسي قرار گرفت. در بخش مزرعه اي از 150 مزرعه نمونه‌هاي گياهي در مرحله حداكثر رشد رويشي گياه سويا به صورت تصادفي با استفاده از كوادرات 0.5 × 0.5 تهيه و به آزمايشگاه تحقيقات زراعي دانشگاه علوم كشاورزي و منابع طبيعي گرگان منتقل گرديد. سپس وزن خشك نمونه‌هاي گياهي محاسبه و با استفاده از روش احتراق ميزان كربن موجود در زيست ‌توده هوايي تعيين شد. براي تهيه نقشه سطح زير كشت سويا، از طبقه‌بندي نظارت شده با استفاده از الگوريتم حداكثر و حداقل احتمال اطمينان استفاده گرديد. دقت اين طبقه‌بندي با واقعيت زميني بر اساس مقدار صحت كلي و ضريب كاپا مورد ارزيابي قرار‌‌‌گرفت. در اين مطالعه شاخص‌هاي گياهي شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گياهي ((NDVI )، شاخص پوشش گياهي تفاضلي (DVI)، نسبت شاخص پوشش گياهي (RVI) و شاخص پوشش گياهي با اصلاح انعكاس خاك (SAVI) محاسبه شد. سپس رابطه رگرسيوني بين شاخص‌هاي گياهي و ميزان زيست‌توده و پتانسيل ترسيب كربن در نرم‌افزار SPSS 16، برقرار شد. بعد از انتخاب برترين شاخص گياهي، در گام بعدي نقشه‌هاي زيست‌توده گياهي و ميزان پتانسيل ترسيب كربن با استفاده از نرم‌افزار 10.6 Arc GIS تهيه شد. سپس با استفاده از روش‌هاي گروه‌بندي، ميزان زيست‌توده و ميزان پتانسيل ترسيب كربن در چهار طبقه تفكيك گرديد.يافته‌ها: در اين مطالعه سطح زيركشت سويا در شهرستان گرگان 12333.71 هكتار برآورد گرديد. نتايج نشان داد كه مقدار ضريب صحت كلي در روش طبقه‌بندي حداقل فاصله از ميانگين، 87 درصد و در روش حداكثر احتمال 92 درصد و مقدار ضريب كاپا نيز به ترتيب برابر با 0.79 و 0.93 بدست آمد. براساس تجزيه رگرسيوني، شاخص DVI براي تهيه نقشه زيست‌توده و پتانسيل ترسيب كربن بخاطر داشتن بيشترين ضريب تبيين (0.86) و كمترين مقدار RMSE به ترتيب 661/80 كيلوگرم در هكتار (در زيست توده هوايي ) و 145/29 كيلوگرم در هكتار ( در بخش انباشت كربن) انتخاب شد. براساس نتايج، بيشترين مقدار پتانسيل ترسيب كربن از 1924.78 تا 2526.18 كيلوگرم در هكتار، در نواحي مركزي و شرقي شهرستان، به دست آمد و كمترين مقدار آن از 919.43 تا 1313.83 كيلوگرم در هكتار در نواحي غرب و جنوب غربي شهرستان مشاهده شد.نتيجه‌گيري: در اين آزمايش شاخص DVI توانست برآورد بهتري از پتانسيل ترسيب كربن در مزارع سويا نشان دهد. با توجه به داشتن دقت بالا، سهولت و كم هزينه بودن فناوري سنجش از دور از جمله محاسبه شاخص‌هاي گياهي، مي‌توان از اين فناوري براي تخمين زيست‌ توده و برآورد پتانسيل كربن گياهان زراعي در كشت بوم‌ها استفاده نمود.