حسینعلی بهرامی

سابقه و هدف: تعیین تغییرات مقدار کربن آلی در مزرعه، به دلیل اهمیت و نقش مقدار کربن آلی در خاک، ازجمله نقش مؤثر آن در افزایش مقاومت خاک در برابر فرسایش باد و آب، از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این پژوهش، توانایی روش طیف سنجی Vis/NIR بازتابی به منظور سنجش و پیش بینی مقدار کربن آلی نمونه های خاک، در هفت تیمار رطوبتی و همچنین اثر پیش پردازش های گوناگون طیفی در دقت مدل های چندمتغیره پیش بینی کننده، مطالعه شد. مواد و روش ها: طیف گیری از نمونه های خاک در هفت تیمار رطوبتی، در مد اندازه گیری برهم کنش و محدوده طیفی 350-2500 نانومتر و به صورت تماسی، از پنج ناحیه متفاوت انجام شد. داده های طیفی به دست آمده از اسپکترومتر، افزون بر اطلاعات نمونه، شامل اطلاعات ناخواسته پس زمینه و نویزها نیز می شوند. به همین دلیل برای دستیابی به مدل های واسنجی پایدار و دقیق و مورد اعتماد، به پیش پردازش داده های طیفی پیش از تدوین مدل های رگرسیون نیاز است. بدین منظور، این پردازش ها برای سنجش و پیش بینی مقدار کربن آلی خاک انجام شد: تدوین مدل های واسنجی چندمتغیره رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLS) برپایه اندازه گیری های مرجع و اطلاعات طیف های پیش پردازش شده، با ترکیب روش های گوناگون هموارسازی (میانگین گیری متحرک (MA)، ساویتزکی – گولای (SG))، نرمال سازی (تصحیح پخش افزاینده (MSC)، توزیع نرمال استاندارد (SNV)) و افزایش قدرت تفکیک طیفی (مشتق های اول و دوم (D 1 و D 2 )). نتایج و بحث: نتایج نشان داد که از روش طیف سنجی می توان برای سنجش مقدار کربن آلی خاک بهره برد. مدل PLS، برپایه ترکیب SG+MSC، بهترین پیش بینی را در مقدار کربن آلی (OC) نمونه های خاک داشت؛ به گونه ای که پیش پردازش SG+MSC (81/0R 2 c =، 239/0RMSEC=، 79/0R 2 p =، و 252/0RMSEP=) با دقت مناسبی (17/2SDR=) توانست مقدار OC را پیش بینی کند. بررسی نتایج نشان داد که با افزایش رطوبت، مقدار بازتاب کاهش پیدا می کند و از توانایی مدل PLS برپایه روش های گوناگون پیش پردازش در سنجش مقدار کربن آلی نمونه ها کاسته می شود. همچنین مقادیر شاخص های تعیین شده و معیارهای اعتبارسنجی نشان داد که مدل PLS برپایه ترکیب های SG+D1+MSC، SG+MSC، SG+MSC، SG+D1+MSC، SG+SNV و SG+SNV بهترین نتایج پیش بینی مقدار کربن آلی را به ترتیب، برای تیمارهای رطوبتی 6، 12، 18، 24، 30 و 36% دارد. نتیجه گیری: طیف سنجی Vis/NIR را می توان، به منزله روشی جایگزین برای روش های مرسوم آزمایشگاهی، در تعیین مقدار کربن آلی خاک به کار برد. نتایج پژوهش ها حاکی از آن است که استفاده از طیف سنجی Vis/NIR در تعیین مقدار کربن آلی خاک می تواند، در مدیریت موضعی مزارع، مورد توجه قرار گیرد و این کار به صرفه جویی در نهاده ها و کاهش فشار بر محیط زیست منجر می شود.

کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیست محیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامه ریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک و سدیم محلول خاک اندازه گیری شد. با استفاده از داده های طیفی سنجنده OLI و TIRS ماهواره لندست 8، مقادیر باندها و شاخص های خاکی و پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، TSAVI، OSAVI، MSAVI، SOCI، WDVI، PVI، RVI و BI در نقاط نمونه برداری به دست آمد و رابطه بین آنها و مقدار ماده آلی خاک محاسبه شد. نتایج نشان می دهد، بیشترین همبستگی را با مقدار ماده آلی خاک به خود اختصاص داده اند: در کاربری کشت و صنعت، شاخص SOCI با 30/50% و باند 3 با 82/53%؛ در کشاورزی سنتی، شاخص PVI با همبستگی 35/60% و باند 7 با 63/60%؛ در اراضی بایر، شاخص RVI با همبستگی 27/34% و باند 2 با 67/36%. نتایج تحلیل آماری به روش برازش حداقل مربعات جزئی نشان داد میانگین نتایج واسنجی و اعتبارسنجی به ترتیب 48/43 و 08/39% است. نتایج برآورد ماده آلی خاک به روش کریجینگ و مدل درخت M5 نشان می دهد که همبستگی مقادیر ماده آلی اندازه گیری و پیش بینی شده به ترتیب 20/66 و 00/82% بود. طبق این نتایج، بین مقادیر ماده آلی خاک و شاخص ها و باندهای ماهواره لندست 8 همبستگی معنی داری وجود دارد و می توان مقادیر ماده آلی خاک منطقه مورد مطالعه و سایر مناطق دارای شرایط مشابه را با احتمال مورد قبولی تخمین زد.

کلروفیل و نیتروژن برگ، به دلیل نقش مهمی که در فتوسنتز دارند، از شاخص های بیولوژیک مهم وضعیت فیزیولوژیک گیاهان به شمار می روند. توانایی در کمّی سازی میزان کلروفیل و نیتروژن می تواند اطلاعات مهمی در زمینه فعالیت های کشاورزی دقیق، برنامه ریزی مدیریت منابع گیاهی و کشاورزی، و مدل سازی خدمات و قابلیت های تولید اکوسیستم تهیه کند. هدف از این مطالعه ارزیابی قابلیت شاخص ها، به منظور تخمین میزان کلروفیل و نیتروژن گندم، با استفاده از داده های طیف سنجی در سطح تاج پوشش و همچنین تعیین مناسب ترین نواحی طیفی و پدیده های جذبی است. این پژوهش در محیط گلخانه انجام شد و اندازه گیری طیفی با دستگاه طیف سنج Fieldspec-3-ASD صورت گرفت. چهار شاخص باریک باند گیاهی، در قالب دو دسته شاخص های نسبتی (NDVI، RVI و DVI) و شاخص تعدیل کننده تأثیر خاک (SAVI 2 ) برای بازتاب طیفی و مشتق اول طیف برای کل نمونه ها، محاسبه و نتایج آنها مقایسه شد. پارامترهای عمق باند ماکزیمم، طول موج عمق باند ماکزیمم، مساحت، چولگی و پهنای کامل در نصف مقدار بیشینه، درمورد هفت پدیده جذبی محاسبه و همبستگی این شاخص ها با غلظت کلروفیل و نیتروژن گندم بررسی شد. نتایج نشان دادند، درصورتی که از طیف بازتابندگی استفاده شود، شاخص SAVI 2 ارتباطی قوی تر (۱۲ / ۰ =RMSE، ۸۵ / ۰=R 2 ) از دیگر شاخص ها با میزان کلروفیل نشان می دهد و درمورد شاخصNDVI  نیز، این ارتباط قوی تر (۳۰ / ۰ =RMSE، ۶۹ / ۰=R 2 ) از شاخص های دیگر با میزان نیتروژن خواهد بود؛ درحالی که با استفاده از مشتق اول بازتاب طیفی شاخص NDVI نتایج بهتری ارائه می دهند. مساحت و عمق محدوده جذبی ۷۶۰-4۳0 نانومتر برای مطالعه میزان کلروفیل و نیتروژن گندم بهترین شاخص ها محسوب می شوند.

شن از مهم ترین اجزای بافت خاک است که برای عملیات مدل سازی زیست محیطی و پهنه بندی رقومی خاک، باید مورد توجه واقع شود. از آن جا که این ویژگی، دستخوش تغییرپذیری های مکانی بوده، لذا تشخیص، پهنه بندی و پایش آن در مقیاس وسیع و با روش های نمونه برداری و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینه بر و وقت گیر است. با ظهور فناوری مجاورت سنجی بازتابی(VNIR-DRS)، روزنه ای در بررسی این ویژگی خاک ایجاد شده است. طی تحقیق حاضر، از طیف سنجی بازتابی مجاورتی، برای بررسی اجزای شن در قسمت هایی از استان مازندران استفاده شد. جمعاً 128 نمونه از عمق 20 سانتی متری سطح خاک، براساس روش نمونه برداری طبقه بندی شده تصادفی و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمین شناسی، کاربری اراضی، نقشه راه ها، و خاک  شناسی استان جمع آوری شد. در ابتدا مجموع نمونه ها به دو قسمت برای عملیات واسنجی و اعتبارسنجی تقسیم شد. با بهره گیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیره PLSR و براساس روش اعتبارسنجی متقاطع و عملیات پیش پردازشی چون: میانگین گیری (روش کاهش داده های طیفی)، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی-گولای، مدل نهایی با تعداد 2 و 4 عامل؛ به ترتیب: با همبستگی دوطرفه پیرسون(R P ) حدود 0.83 و0.82 ، ضریب تبیین(R 2 P ) حدود 0.68 و 0.67 ، میانگین مربعات خطای کالیبراسیون(RMSE P ) حدود 8.68 و 8.83 % ، و نیز RPD P تقریبی 1.78 و 1.75، RPIQ P تقریبی 2.45 و 2.41 (ست اعتبارسنجی مستقل)، به عنوان مطلوب ترین مدل به منظور برآورد مقادیر شن منطقه مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج، نشان دهنده توانایی مناسب مدل در برآورد مقادیر شن منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فن اوری مجاورت سنجی، در بررسی اجزای شن منطقه به اثبات رسید. همچنین، از این مدل و نیز دامنه های طیفی مؤثر به دست آمده می توان به عنوان مبنایی برای بررسی مقادیر شن در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیش مقیاس سازی توسط داده های ابرطیفی هوایی- ماهواره ای، بهره برد. که این امر نشان دهنده اهمیت طیف سنجی مجاورتی در تشخیص طول موج های مفید و نیز ایجاد مدل، به منظور استفاده آن در داده های ماهواره ای، خواهد بود.

بخش رس از مهم ترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدل سازی زیست محیطی 2 و پهنه بندی رقومی خاک 3 بسیار مورد توجه است. ازآنجا که این ویژگی از تغییرپذیری های مکانی 4 تأثیر می پذیرد، تشخیص و پهنه بندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روش های نمونه برداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینه بر و وقت گیر است. بنابراین، تقاضا برای بررسی این گونه اطلاعات با کیفیت خوب، هزینه کم و قدرت تفکیک (مکانی) مناسب، در مباحث و زمینه هایی همچون کشاورزی دقیق 5 ( PA ) و برنامه ریزی اراضی 6 ( LP ) بسیار زیاد شده است. با ظهور طیف سنجی ابرطیفی آزمایشگاهی ( LDRS ) که براساس ارتعاشات بنیادین 7 ( FVs )، علائم ترکیبی 8 و فرعی 9 حاصل از گروه های عاملی 10 به تشخیص و بررسی اجزای خاک می پردازد، روزنه ای در بررسی این پارامتر خاک ایجاد کرده است. طی تحقیق حاضر، از طیف سنجی بازتابی مجاورتی 11 ( PSS ) برای بررسی مقادیر رس در قسمت هایی از استان مازندران استفاده شده است. بدین ترتیب، مجموع 128 نمونه از عمق 20 سانتیمتری سطح خاک و براساس روش نمونه برداری طبقه بندی شده تصادفی 12 ( SRS ) و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمین شناسی، کاربری اراضی، نقشه راه ها، و خاک شناسی استان جمع آوری شد. در ابتدا، مجموع نمونه ها به دو قسمت تقسیم شد: 96 نمونه برای ایجاد مدل (عملیات واسنجی 13 ) و 32 نمونه برای اعتبارسنجی مستقل 14 آن. با بهره گیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیره 15 PLSR و براساس تکنیک اعتبارسنجی متقاطع به روش حذف تکی 16 ( LOOCV ) و عملیات پیش پردازشی 17 چون: میانگین گیری 18 (روش کاهش داده های ابرطیفی 19 )، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی- گولای 20 ، درنهایت مدل کالیبراسیون با چهار فاکتور 21 ( LFs )، با RMSE C حدود 55/9 و R 2 C حدود 73/0 و نیز RPD C تقریبی 94/1 و RPIQ C تقریبی 19/3 (ست کالیبراسیون)، به منزله مطلوب ترین مدل جهت برآورد مقادیر رس منطقه مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج حاکی از توانایی مناسب مدل در برآورد رس منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فن اوری طیف سنجی بازتابی پراکنشی مرئی-فروسرخ نزدیک 22 ( VNIR- DRS )، در بررسی اجزای رسی منطقه، به اثبات رسید. همچنین، می شود این مدل و نیز دامنه های طیفی مؤثر به دست آمده را جهت بررسی مقادیر رس در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیش مقیاس سازی 23 به وسیله داده های ابرطیفی هوایی-ماهواره ای، مبنا قرار داد. این امر نشان دهنده اهمیت ابرطیف سنجی آزمایشگاهی، همچون پایه ای برای تشخیص باندهای طیفی مفید و نیز ایجاد مدل جهت استفاده آن در دورسنجی ابرطیفی است.

پتانسیل خاک ها برای فرسایش بادی به عوامل مختلفی مثل توزیع اندازه ذرات بافت سطحی، رطوبت سطحی و سرعت باد بستگی دارد. در این تحقیق ارتباط غلظت ریزگرد با رطوبت سطحی و توزیع اندازه ذرات خاک سطحی با استفاده از شبیه ساز متحرک فرسایش بادی بررسی شد. این اندازه گیری ها در 10 رطوبت و 11 منطقه مستعد فرسایش بادی انجام گرفت. نتایج مطالعات صحرایی نشان داد که با افزایش رطوبت در خاک سطحی (0-3 سانتی متر) از صفر تا حدود 3 درصد، میزان سرعت آستانه، افزایش و غلظت ریزگرد تولیدی کاهش می یابد. به طوری که در رطوبت 8/2 درصد، غلظت ریزگرد تقریبا به صفر می رسد. علاوه بر این در رطوبت های کم، خاک منطقه 6، کمترین افزایش سرعت آستانه و خاک منطقه 2، بیشترین افزایش سرعت آستانه را داشته است. همچنین خاک منطقه 3، در شرایط خشک بیشترین تولید ریزگرد را با غلظت 26/161 میلی گرم بر مترمکعب و خاک منطقه 2 در همین شرایط با تولید 23/101 میلی گرم بر مترمکعب ریزگرد، کمترین میزان غبار انتشار یافته را داشت. بنابراین تغییرات نرخ کاهش غلظت ریزگرد برای خاک مناطق مختلف، متفاوت بوده است، ولی در همه مناطق در رطوبت 2/2 درصد به شدت کاهش یافته و به صفر نزدیک شده است. هر چه درصد ذرات کوچکتر از 100 میکرون در بافت سطحی خاک بیشتر باشد، باعث افزایش بیشتری در سرعت اصطکاکی آستانه ضمن افزایش رطوبت سطحی می گردد. همچنین هر چه درصد ذرات کوچکتر از 75 میکرون در خاک سطحی بیشتر باشد، پتاسیل خاک ها برای تولید ریزگرد در شرایط خشک بیشتر می شود. 

فرسایش پذیری خاک یکی از عوامل مهم در تخمین درست مقدار فرسایش خاک و ارائه راهکارهای مبارزه با این پدیده است. اهداف این مطالعه، اندازه گیری واقعی مقدار فرسایش پذیری خاک ؛ مقایسه مقدار واقعی فرسایش پذیری با مقدار برآوردی توسط رابطه ی ویشمایر و اسمیت (1978)؛ و تهیه نقشه تغییرات مکانی فرسایش پذیری و پارامترهای مؤثر بر آن در منطقه بالادست سد سیوند واقع در استان فارس بود. برای این منظور،40 کرت استاندارد درشیب های 9% ایجاد و در طی یک سال مقدار هدر رفت خاک ها حاصل از 4 رخداد بارندگی در این کرت ها اندازه گیری شد. میانگین سالانه شاخص فرسایندگی از رابطه ی اصلاح شده فورنیه محاسبه شد. نقشه ها با استفاده از روش زمین آماری کریجینگ و در محیط GIS ترسیم گردید. نتایج نشان داد که میانگین مقدار هدر رفت خاک در کرت ها t ha−1 ya-1 8/5 و میانگین شاخص فرسایندگی باران MJ mm ha-1 h-1ya-1 7/255 بود. میانگین فرسایش پذیری اندازه گیری شده در کرت های آزمایشی و برآوردی با استفاده از رابطه ی ویشمایر و اسمیت به ترتیب t h MJ−1 014/0 و t h MJ−1030/0 شد که بر اساس، رابطه ی ویشمایر و اسمیت در برآورد فرسایش پذیری به طور میانگین مقدار این فاکتور را 2 برابر بیشتر از مقدار اندازه گیری شده تخمین می زند. برای هر دو فرسایش پذیری اندازه گیری شده و برآورد شده مدل سمی واریوگرام نمائی با دامنه تأثیر به ترتیب 3399 و 5439 متر بهترین برازش را داشت. درحالی که برای خصوصیات ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، پایداری خاک دانه ها و نفوذپذیری که بیشترین همبستگی را با فرسایش پذیری واقعی داشتند، مدل کروی واریوگرام بهترین توصیف را داشت. نقشه های پهنه بندی نشان داد که مقدار فرسایش پذیری از قسمت های مرکزی و مسطح منطقه که تحت کشت گیاهان پوششی قرار دارد به سمت نواحی مرتفع حاشیه ای که فاقد پوشش گیاهی مناسب است افزایش می یابد.

فراوانی و شدت وقوع پدیده طوفان های گردوغبار طی چند سال اخیر در منطقه غرب آسیا و به ویژه در کشور ایران، افزایش پیدا کرده است. تاکنون آثار زیانبار این پدیده در مراحل گوناگون زندگی گیاهی، جانوری و انسانی بررسی شده است. در این پژوهش، تأثیر این پدیده در بازتابندگی طیفی گیاه گندم که مهم ترین گونه کشاورزی کشور به شمار می رود، بررسی و باندهای بهینه برای هریک از شاخص های باریک باند در مطالعه تأثیر این پدیده در گندم تعیین شده است. دو رقم از گندم (Triticum aestivum L. ) در محیط گلخانه و در شرایط کنترل شده پرورش داده شد و با استفاده از دستگاه تونل باد در طول روزهای متفاوت، بدون گردوغبار، دو، چهار و شش روز، و دو دوره رشد متفاوت، سه برگی شدن و خوشه دهی، درمعرض گردوغبار قرار گرفتند. اندازه گیری طیفی با استفاده از دستگاه طیف سنج Fieldspec-3-ASD با محدوده طیفی کامل انجام شد. چهار شاخص باریک باند طیفی جدید شامل NDVI، RVI، SAVI و PVI برای کل نمونه ها و همچنین، برای نمونه های مراحل سه برگی شده و خوشه دهی به طور جداگانه محاسبه و همبستگی بین این شاخص ها و تعداد روزهای گردوغباری بررسی شد. دقت نتایج تخمین تعداد روزهای گردوغباری با استفاده از R 2 و RMSE و روش اعتبار متقابل سنجیده شد. فقط باندهای بهینه انتخاب شده در شاخص SAVI2 محاسبه شده برای داده های مرحله خوشه دهی در محدوده طیفی SWIR قرار داشت. نتایج نشان دادند که در کل سه حالت، شاخص PVI ارتباط قوی تری (70/0 =RMSE،80/0=R 2 ) به نسبت دیگر شاخص ها، با تعداد روزهای گردوغباری نشان می دهد. همچنین، شاخص ها قابلیت بهتری در تخمین تعداد روزهای گردوغباری در داده های مرحله سه برگی شدن (77/0 67/0 و 80/0 63/0)، درقیاس با داده های مرحله خوشه دهی (91/0 73/0 و 71/0 62/0) نشان دادند. بنابراین، تعداد روزهای گردوغباری با استفاده از روش شاخص های باریک باند در مراحل ابتدای رشد گیاه با دقت بالاتری تخمین زده می شود.

در سال های اخیر وقوع طوفان های گرد وغبار به بحران جدی منطقه ای تبدیل شده است. استان خوزستان، از مناطقی است که تحت تأثیر این پدیده قرار دارد. پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی در وقوع این طوفان ها نقش مهمی دارند. در این تحقیق، تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی و ارتباط آن ها با پدید آمدن طوفان های گردوغبار بررسی شد. بدین منظور، داده های اقلیمی (سرعت باد، دما، بارندگی، درصد رطوبت نسبی)، و فراوانی وقوع ریزگردها از سال 2000 تا 2008 ارزیابی شد. با استفاده از تصاویر مودیس، شاخص NDVI برای هر ماه طول این دوره استخراج و سپس واسطه یابی داده ها با روش کریجینگ انجام شد. بعد از انجام پیش پردازش، داده ها به ماتریس های 1819 تبدیل شدند. مدل رگرسیون خطی ای چندمتغیره (از لحاظ پارامتر) بین پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی (متغیرهای مستقل) و فراوانی طوفان های گرد و غبار برای هر پیکسل (المان ماتریس) تخمین زده شد. براساس مدل های به دست آمده، بین مقادیر واقعی و پیش بینی شده در تمام ماه ها به جز خرداد، انطباق (0/96 درصد) وجود دارد. تفسیر نقشه های خاک، کاربری اراضی، و نوع پوشش گیاهی، از وجود خاک های شور و قلیا با قابلیت انتشار زیاد به هوا در مناطق جنوبی استان نشان دارد که باعث ایجاد بالاترین پتانسیل وقوع گرد و غبار با منشأ داخلی در این مناطق شده است. نتایج تست اعتبارسنجی برای همة انواع خاک، نشان داد که بیشترین دقت، به خاک های شور و قلیا و کمترین دقت، به خاک های باتلاقی شور و تپه های شنی ربط دارد. بنابراین، تخریب پوشش گیاهی به طور مؤثری فراوانی طوفان های گردوغبار با منشأ داخلی را در استان خوزستان تحت تأثیر قرار داده است و خاک های شور و قلیا بیشتر از سایر خاک ها مستعد رهاسازی ذرات غبار به جو هستند.

یکنواختی و همگنی ذرات خاک از مهمترین عوامل تأثیرگذار بر رفتار و ویژگیهای طیفی خاک میباشد. درجه یکنواختی خاک با انحراف معیار هندسی ذرات خاک (g?: Geometric standard deviation of soil particles) سنجیده می شود. در این تحقیق که هدف آن مطالعه اثر g? بر بازتاب طیفی سطح خاک (با بررسی میانگین هندسی قطر ذرات (Geometric mean particle diameter or GMPD :dg) و آهک خاک) می باشد، از اطلاعات ماهواره IRS-P6 سنجنده LISS-III در 17 شهریورماه 1386 استفاده گردید. پس از دریافت و اصلاح داده های خام ماهواره ای، تصحیحات لازم بر روی آن انجام و پردازش هایی شامل: شاخص گیاهی نرمال شده، تجزیه مؤلفه اصلی، فاصله اقلیدسی از خط خاک و طبقه بندی نظارت نشده نیز انجام گرفت. در نهایت با استفاده از روش نمونه برداری طبقه بندی شده تصادفی و بر اساس تصویر رنگی کاذب و واحدهای همگن رنگی در تصویر اصلی منطقه و اطلاعات کمکی، 95 نقطه تعیین و از عمق 5-0 سانتیمتری سطح خاک نمونه برداری انجام گردید. سپس مقادیر آهک، dg و g? برای هر نمونه محاسبه گردید. با استفاده از g? محاسبه شده، کل نمونه ها به دو گروه: 10 >g? (خاک نسبتاً همگن) و 10 ? g? (خاک نسبتاً غیرهمگن) تقسیم شده و سپس روابط همبستگی داده های خاک و بازتاب های طیفی در این دو گروه مورد بررسی قرار گرفتند. مشخص گردید که در گروه اول که شامل خاکهای نسبتاً همگون بوده اند، میانگین هندسی قطر ذرات و آهک خاک دارای روابط همبستگی قوی و بارزتری با اطلاعات ماهواره ای بوده، در حالی که در گروه دوم که شامل خاکهای ناهمگون از نظر g? بودند، دارای روابط همبستگی ضعیف تری با اطلاعات دورسنجی شده بوده اند. بنابراین مشخص گردید که انحراف معیار هندسی ذرات خاک (g?)، دارای اثر بارز و غالبی بر بازتاب طیفی از سطح خاک میباشد.

از مهمترین ویژگی های خاک، که در بسیاری از طرح های کشاورزی و محیط زیستی مورد توجه قرار می گیرد، می توان بافت و آهک خاک را نام برد. امروزه با پیشرفت علم و ظهور فناوری سنجش از دور، امکان بهره برداری از این فناوری در علوم خاک نیز فراهم گردیده است...

فرسایش خاک یکی از عوامل اصلی در کاهش حاصلخیزی خاک، انباشت رسوبات در آبراهه‌ها، کانالهای آبیاری و رودخانه‌ها، کاهش ظرفیت مخازن سدها، تشدید وقوع سیلابهای مخرب و آلودگی محیط زیست می‌باشد. به منظور جلوگیری از پیامدهای منفی فرسایش خاک و تولید رسوب در حوزه‌های آبخیز ضرورت دارد مقدار رسوب و منبع تولید آن مشخص گردد. از آنجا که اکثر حوزه‌های آبخیز کشور فاقد ایستگاههای رسوب‌سنجی می‌باشند از اینرو با استفاده از مدلهای ابداع شده در این زمینه برآورد تولید رسوب الزامی می‌باشد. در این تحقیق که در حوزه آبخیز نوژیان واقع درجنوب شرقی خرم‌آباد انجام شده است، برآورد فرسایش و رسوب حوزه آبخیز نوژیان واقع در استان لرستان با استفاده از مدل MPSIAC1 و با بهره‌گیری از سیستم اطلاعات جغرافیایی (GIS)2 مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا برای اجرا کردن مدل MPSIAC، پس از ورود لایه‌های اطلاعاتی به محیط GIS و وزن‌دهی آنها، از تلفیق این لایه‌ها، حوزه آبخیز مورد مطالعه به 527 واحد همگن تفکیک گردیده سپس شدت فرسایش و تولید رسوب در این واحدهای همگن محاسبه شده است. نتیجه بدست آمده نشانگر این است که میزان رسوب برآورد شده با استفاده از مدل MPSIAC حدود 2/489372 تن در سال می‌باشد. با توجه به اینکه میزان رسوب اندازه‌گیری شده در محل ایستگاه هیدرومتری کشور معادل 812410 تن در سال است، نسبت مقدار رسوب برآورد شده با استفاده از مدل MPSIAC به آمار رسوب اندازه‌گیری شده 602/0 برابر است. نتیجه بررسی‌های انجام شده در مورد اختلاف موجود بیانگر این واقعیت است که کالیبره کردن مدلهای تجربی از طریق اصلاح نارساییهای موجود در آنها در تطبیق با شرایط خارج از محل ابداع آنها امری ضروری و گریزناپذیر است. بنابراین ضرورت دارد پیش از آنکه با اطمینان اقدام به رد یا قبول نتیجه حاصل از بکار‌گیری این مدل نمود، در آبخیزهای معرف کشور کالیبره کردن مدل در تطبیق کامل با شیوه‌های ابداع آن مد نظر قرار گرفته سپس اقدام به واسنجی آن نمود.