پيش بيني مكاني برخي خصوصيات فيزيكوشيميايي و پذيرفتاري مغناطيسي خاك به كمك دادههاي رقومي ارتفاع زمين و مدل رگرسيوني

Spatial prediction of some physicochemical soil properties and magnetic susceptibility using digital topographic model

چكيده 1 اين بررسي به منظور برآورد مكاني برخي خصوصيات فيزيكوشيميايي و پذيرفتاري مغناطيسي خاك (متغيرهاي هدف) به كمك دادهها و اطلاعات محيطي به دست آمده از مدل رقومي ارتفاع زمين (متغيرهاي مستقل) و با استفاده از مدل سازي رگرسيوني در اراضي زراعي زير كشت گندم ديم در منطقه اردل چهارمحال و بختياري صورت گرفته است. متغيرهاي هدف يا خصوصيات خاك مورد مطالعه شامل مقدار ماده آلي، درصد نيتروژن، هدايت الكتريكي، درصد رس، سيلت، شن و پذيرفتاري منطقه با استفاده از نقاط نقشه برداري شده توسط (DEM) مغناطيسي بوده است. مدل رقومي ارتفاع 3 متر تهيه شد و ويژگيهاي اوليه ? و در پيكسلهايي به ابعاد 3 GIS دوربين تيودليت در محيط توپوگرافي (شامل ارتفاع، شيب، جهت شيب، سطح ويژه حوزه آبخيز، انحناي سطح زمين، انحناي افقي و انحناي قايم) و ويژگيهاي ثانويه توپوگرافي (شامل شاخص رطوبتي، شاخص قدرت جريان و فاكتور فرسايش پذيري) محاسبه گرديد. نتايج آمار توصيفي تمامي متغيرها نشان داد كه از توزيع نرمال (0/ 0) بيشترين و چگالي ظاهري ( 1 / برخوردار هستند. از بين خصوصيات خاك، درصد شن ( 52 كمترين ضريب تغييرات را از خود نشان داد. در نهايت مدلهاي رگرسيون چند متغيره بين ويژگيهاي توپوگرافي (به عنوان متغيرهاي تخمين زننده) و خصوصيات فيزيكوشيميايي و پذيرفتاري مغناطيسي خاك (به عنوان متغيرهاي هدف) برقرار شد و براي اعتبارسنجي مدلها از تعدادي از نمونهها ( 18 نقطه از 90 نقطه) كه تصادفي انتخاب شده بودند استفاده گرديد. نتايج اين پژوهش نشان داد خصوصيات توپوگرافي كه با خصوصيات فيزيكوشيميايي و پذيرفتاري مغناطيسي خاك همبستگي بيشتري داشتند و در مدل رگرسيوني وارد شدند شامل ارتفاع، فاكتور فرسايش پذيري 1 خاك، شيب و شاخص رطوبتي بوده است كه توانستهاند 20 تا 67 درصد از تغييرات خصوصيات خاك را توجيه نمايند. نتايج اعتبارسنجي مدلها نيز از نااريب بودن و درجه تخمين مناسب برازش مدلها حكايت ميكند. نتايج كلي اين پژوهش نشان داد كه پتانسيل استفاده از خصوصيات توپوگرافي به عنوان يك شاخص خصوصيات خاك مفيد است اما نياز به بررسيهاي بيشتري مي باشد. همچنين مدل رگرسيوني كفايت كافي براي ايجاد ارتباط ندارد و بايد از تكنيكهاي ديگري استفاده شود. واژههاي كليدي: مدل رقومي ارتفاع، خصوصيات خاك، ويژگيهاي توپوگرافي، پذيرفتاري مغناطيسي

Abstract1 This research was performed to study the spatial prediction of physicochemical soil properties and magnetic susceptibility (MS) using digital topographic model in Ardal district, located in Chaharmahal and Bakhtiari province. The selected soil variables for this research included organic matter content, nitrogen content, electrical conductibility, particle size distribution and magnetic susceptibility measured at 90 points on a regular 20m grid. The digital elevation model (DEM) of the study area was prepared in 3×3m pixels and the primary and secondary topographic attributes were calculated using DEM. The results showed that soil properties were normally distributed as confirmed by the Kolmogorov-Smirnov test and the values on skewness. The CVs were high for sand (0.52) and for Bd (0.1). Finally, multiple regression analyses relating physicochemical soil properties and magnetic susceptibility and topographic attributes were performed and then model were validated by additional sample points (18 of 90). The developed regression models showed significant relationships between soil properties and topographic attributes such as wetness index, slope, elevation and soil erodibility factor. The mean errors and root mean square errors in the validation of the models were low and somewhat acceptable. The regression equation could explain 20 to 67% of the total variability measured in the selected soil properties in the study area. This research indicated that using of topographic attributes is a powerful tool in soil properties prediction. Keywords: Digital elevation model, Soil properties, Topographic attributes, Magnetic susceptibility