ارزيابي اثر پايداري مقياس در بهينه سازي مديريت نمونه برداري برخي از ويژگي هاي خاك هاي شاليزاري

Evaluation of Scale Invariance to Optimize Sampling Management of Soil Properties in Paddy Fields.

الگوي نمونه برداري، تعداد نمونه، و فاصله نمونه ها نقش بسيار مهمي در كيفيت نقشه متغيرهاي محيطي دارد. اين تحقيق با هدف بهينه سازي مديريت نمونه برداري ( تعداد، فاصله و الگوي نمونه برداري) با استفاده از تلفيق پايداري مقياس، تغييرپذيري و موازنه واريانس تخمين-هزينه اندازه گيري انجام شد. ويژگي هاي خاك مطالعه شده عبارت از نيتروژن كل، فسفر و پتاسيم قابل استفاده دراراضي شاليزاري استان گيلان بودند. براي اين منظور چهار مقياس متفاوت نمونه برداري در يك محدوده 306 ‌هكتار از اراضي شاليزاري در نظر گرفته شد. مقياس اول شامل 357 نمونه از شبكه اي با ابعاد 50×100 متر‌، مقياس دوم شامل 127 نمونه از شبكه اي با ابعاد 100×200 متر‌، مقياس سوم شامل 74 نمونه از شبكه اي با ابعاد 200×400 متر‌ و مقياس چهارم شامل 43 نمونه از شبكه اي با ابعاد 400×800 متر ‌بود. اندازه وابستگي مكاني و پايداري مقياس به ترتيب با استفاده از تغييرنما و پارامتر ((هارست)) ارزيابي گرديد. راهبرد موازنه واريانس تخمين- هزينه در ويژگي هاي خاك كه داراي خودتشابهي و پايداري مقياس بودند؛ از نظر اقتصاد اندازه گيري موثر بود. تعداد و فاصله بهينه براي فسفر و پتاسيم قابل استفاده كه در ناحيه مطالعه شده خود تشابهي نشان دادند، به تعداد 240 نمونه با الگوي نمونه برداري مستطيل شكل با ابعاد 75×150متر در راستاي 44 درجه شمالي-غربي ناحيه مطالعه شده به دست آمد، اما براي ويژگي هايي كه با تبديل مقياس غيريكنواختي و ناپايداري مقياس نشان دادند و ساختار مكاني آنها از نظامدار به تصادفي تبديل گرديد (مانند نيتروژن كل در ناحيه مطالعه شده) موازنه واريانس تخمين-هزينه اندازه گيري كارا به نظر نمي رسد.

The sampling design, samples size, and their distances have important roles in determining the quality of the environmental variables map. This study was conducted to optimize sampling management (size, distance, and sampling design) with integrating of the scale invariant, variability, and the balance of the cost of measurement-estimation variance. The soil studied variables were total nitrogen, available phosphorous (P) and available potassium (K) in paddy fields of Guilan province. Four different sampling scales were considered in a paddy field of 306 ha. The scales consisted of 357 soil samples with dimensions of 100 × 50 m; 127 soil samples with dimensions of 200 × 100 m; 74 soil samples with dimensions of 400 × 200 m; and the fourth scale consisted of 43 soil samples with dimensions of 800 × 400 m. The spatial structure and scale invariance were assessed using variogram and the Hurst parameter, respectively. The strategy of the balance between the costs of measurement- variance estimation was economically efficient in the measurements of these variables, which showed self-similarity and scale invariance. The optimum size and distance for available P and K were 240 samples with a rectangular network pattern (75m × 150m) along the 44? north-west direction. However, the strategy of the balance between the costs of measurement- variance estimation is not suitable for those variables that show heterogeneity and scale variance, e.g. total nitrogen in the studied region.