بررسی کارایی روش‌های زمین‌آماری در پایش و پهنه‌بندی تغییرات مکانی برخی خصوصیات شیمیایی خاک

پراکنش خصوصیات شیمیایی خاک و میزان تغییرات آن ها، از عواملی هستند که در تولید پایدار، اهمیت ویژه ای دارند. روش های اندازه گیری این ویژگی ها که عمدتا از طریق آزمون خاک امکان پذیر می باشد، آن هم در سطحی وسیع، بسیار وقت گیر و هزینه بر است. یکی از روش هایی که به منظور پایش وضعیت این ویژگی ها و نیز کاهش هزینه های نمونه برداری در سطح وسیع استفاده می شود، درون یابی است. درون یابی روش های متعددی دارد که هر روش در شرایطی خاص دقت متفاوتی دارد. در این تحقیق دقت سه روش معمول درون یابی به منظور درون یابی برخی فاکتورهای شیمیایی خاک های اراضی کشاورزی استان خوزستان بررسی شده اند. متغیرهای مورد نظر در این تحقیق شامل نیتروژن کل (tn)، پتاسیم قابل جذب (ak)،فسفر قابل جذب (ap)، کربنات کلسیم (caco3)، درصد کربن آلی (oc)، هدایت الکتریکی (ec) و اسیدیته (ph) می باشند که در 270 نمونه خاک اندازه گیری شدند. روش های میان یابی به کار رفته نیز شامل کریجینگ معمولی (ok)، میانگین متحرک وزن دار (idw) و توابع شعاعی (rbf) بوده است. برای انتخاب روش مناسب، از معیارهای آماری دقت (mae)، انحراف (mbe) و مجذور میانگین خطا (rmse) استفاده شد. بررسی نتایج واریوگرافی نشان داد که ساختار مکانی (نسبت همبستگی) فسفر (0/243) و پتاسیم (0/159) قابل جذب، قوی، نیتروژن کل ضعیف (خطای اندازه گیری 0/816) و بقیه پارامترها ساختار مکانی متوسطی داشتند. بر اساس نتایج این جدول می توان روش کریجینگ معمولی با مدل نمایی را بهترین و دقیق ترین روش (0/0715=mae و 0/0890=rmse و 0/0006-=mbe و 0/912=r2) برای درون یابی نیتروژن کل دانست. این در حالی است که بهترین روش برای درون یابی کربن آلی، فسفر قابل جذب، پتاسیم قابل جذب، کربنات کلسیم، اسیدیته و هدایت الکتریکی خاک به ترتیب rbf، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، کرجینگ معمولی (با مدل کروی)، rbf، کرجینگ معمولی (با مدل نمایی) و rbf بوده است. نتایج نشان داد که روش idw روش مناسبی برای درون یابی هیچکدام از پارامترها نبود. از نقشه های تهیه شده به وضوح می توان عدم یکنواختی کوددهی ها را مشاهده نمود به نحوی که میزان فسفر قابل جذب در بخش های جنوبی منطقه مورد مطالعه بیشتر ولی میزان پتاسیم قابل جذب در بخش های شمالی و مرکزی منطقه مورد مطالعه بیشتر بوده است. در حالی که در بخش شرقی و غربی منطقه مورد مطالعه و در جاهایی که میزان ph بالای 7/7 است، میزان کربنات کلسیم خاک ها در بالاترین حد خود یعنی 46 الی 49 درصد می باشد. تهیه نقشه های با دقت مناسب بوسیله روش های زمین آماری برای پارامترهایی که وابستگی مکانی خوبی دارند، روشی مناسب برای پایش و مدیریت اراضی در سطح کلان می باشد.

investigating the efficiency of geostatistical methods for monitoring and zoning some chemical properties of soil

soil chemical properties variability and value of their variability have specific importance in sustainable production. measuring methods of these which usually possible with soil testing, in a large scale are so timing and cost consuming. one of methods which use for monitoring these properties and decrease the costs of sampling in large scale is interpolation. interpolation has many methods and each one has a different accurate in various conditions. in current research three ordinary interpolation methods were used for interpolation some chemical properties of khuzestans agricultural soils. these variables in this research were total nitrogen (tn), absorbable phosphorous (p), absorbable potassium (ak), calcium carbonate percent (caco3%), organic carbon percent (oc%), electrical conductivity (ec), and soil acidity (ph), which measured in 270 soil samples.due to the skewness and kurtosis of these data, it was found they have not a normal distribution. in order to normalize the data, after deleting the outdated data, logarithm and cox-box method were used.the interpolation methods which used were kriging (ok), radial basic functions (rbf), and inverse distance weighted (idw). mean absolute error (mae), mean bias error (mbe), and root mean square error (rmse) were used for detecting the optimum method.examination of variographic results showed that the spatial structure (correlation ratio) of absorbable phosphorus (0.243) and absorbable potassium (0.159), strong, total nitrogen weak (measurement error 0.816) and the other parameters had a moderate spatial structure. based on the results of this table, the ordinary kriging method with exponential model can be considered as the best and most accurate method (mae = 0.01515, rmse = 0.0890, mbe = 0.0006 and r2 = 0.912) for interpolation the total nitrogen.however, the best method for interpolation of organic carbon, absorbable phosphorus, absorbable potassium, calcium carbonate, acidity and electrical conductivity of soil are rbf, ordinary kriging (spherical model), ordinary kriging (spherical model), rbf, ordinary kriging (with exponential model) and rbf respectively.the results showed that the idw method was not a suitable method for interpolating any of the parameters.from the prepared maps, it can be clearly seen the non-uniformity of fertilization, amount of absorbable phosphorus in the southern parts of the study area is higher but amount of absorbable potassium in the northern and central parts of the study area has been more.while in the eastern and western part of the study area and in places where the ph is above 7.7, the amount of calcium carbonate in soils is at its highest level of 46 to 49 percent.preparing maps with appropriate accuracy by geostatistical methods for parameters that have good spatial dependence is a suitable method for monitoring and land management at the macro level.