علوم آب و خاک

---

ارزیابی کیفی تناسب اراضی، بررسی برایند عوامل فیزیکی مؤثر بر تولید محصولات زراعی در عرصه اراضی کشاورزی، بدون در نظر گرفتن مقادیر عملکرد و فاکتورهای اجتماعی – اقتصادی است. هدف از این مطالعه تعیین تناسب کیفی اراضی منطقه براآن شمالی واقع در شرق اصفهان، برای کشت آبی گندم، جو، ذرت و برنج بوده است. برای تعریف واحدهای اراضی، مطالعه خاک‌شناسی نیمه‌تفصیلی در منطقه صورت گرفته، پنج سری و 25 فاز سری شناسایی گردید. تیپ‌های بهره‌وری رایج در منطقه، شامل کشت آبی گندم، جو، ذرت و برنج با سطح نهاده متوسط مشخص شد. نیازهای فیزیولوژیک هر یک از گیاهان با استفاده از منابع موجود تا حد ممکن تعیین و درجه‌بندی گردید. مبنای اساسی ارزیابی بر چهارچوب فائو و روش پیشنهادی سایز استوار شده است. ارزیابی کیفی به دو روش محدودیت ساده و پارامتریک (عددی)، در سطح تفصیلی و با مقیاس 1:20000 از طریق مقایسه مشخصات زمین و اقلیم با نیازهای رویشی محصولات مورد مطالعه صورت گرفته است.

 نتایج این مطالعات نشان دادکه عوامل محدودکننده تولید محصولات زراعی در منطقه مورد بررسی، علاوه بر متغیرهای اقلیمی برای برخی محصولات، عبارتند از: شوری، زه‌کشی و شرایط فیزیکی خاک، سنگ‌ریزه و مقدار آهک. تناسب فیزیکی اراضی برای تولید برنج، در اغلب واحدهای اراضی بسیار کم است. نتایج ارزیابی فیزیکی به روش پارامتریک (با استفاده از معادله ریشه دوم)، قرابت نزدیکی با نتایج روش محدودیت ساده نشان داد.

---

در ارزیابی کمِی تناسب اراضی، جنبه‌های اقتصادی ارزیابی اراضی مانند: عوامل فیزیکی محیطی مؤثر بر تولید محصولات کشاورزی، و مقدار عملکرد محصول در واحد سطح بررسی می‌شود. هدف از این پژوهش بررسی تناسب کمِی اراضی منطقه براآن شمالی واقع در شرق اصفهان بوده است. این بررسی کمِی به دنبال بررسی‌های کیفی انجام شده در منطقه صورت گرفته است. بررسی‌های اقتصادی انجام شده شامل گردآوری اطلاعات اقتصادی، مقایسه نهاده‌ها و ستاده‌ها و آنالیز درآمد ناخالص می‌باشد. پتانسیل تولید گیاهان از روش پیشنهادی فائو، که بر اساس ویژگی‌های گیاهی و شرایط اقلیمی منطقه همچون تابش خورشیدی و دما محاسبه می‌شود، به ترتیب برای گندم، جو، ذرت و برنج 45/10، 11/10، 64/13 و 93/11 تن در هکتار به دست آمد. از درهم آمیختن تولید پتانسیل، تولید مشاهده شده و تولید بحرانی با نتایج پژوهش ارزیابی کیفی، ارزیابی کمِی اراضی انجام شد و کلاس‌های مربوطه تعیین گردید. تولید پیش‌بینی شده در واحدهای اراضی مختلف برای گندم بین 64/1 تا 17/9 تن در هکتار، برای جو بین 81/1 تا 9 تن در هکتار، برای ذرت 06/2 تا 42/9 تن در هکتار و برای برنج بین 35/1 تا 14/7 تن در هکتار متفاوت بود. وجود ارتباط آماری معنی‌دار بین تولید مشاهده شده و پیش‌بینی شده گویای انتخاب صحیح فاکتورها و روش ارزیابی در این پژوهش است. نتایج بررسی‌های کمِی نشان می‌دهد که کشت گندم، جو، ذرت و برنج در بیشتر واحدهای اراضی تناسب متوسط تا کم دارد، محصول در چند واحد از اراضی مورد بررسی نامناسب تشخیص داده شده است. تلفیقی از نتایج ارزیابی کمِی، سودآوری و بررسی پیامدهای اثر کاربری بر خاک، موجب رهنمونی به انتخاب بهترین نوع استفاده در هر واحد از ارضی می‌شود. کشت برنج، با توجه به انحطاط فیزیکی و تأثیر آن در بالا بردن سطح ایستابی در منطقه مورد بررسی، توصیه نمی‌گردد.

---

پژوهش در پارینه خاک ها کاربرد زیادی در بررسی وضعیت بوم شناسی و اقلیمی گذشته زمین دارد. از سوی دیگر، شناسایی پارینه خاک ها نقش مهمی در انجام بهتر بررسی های نقشه برداری خاک و تصمیم گیریهای مدیریتی دارد، زیرا ویژگی های این خاکها با خاکهای جوانتر متفاوت است. پارینه خاکها شامل خاکهایی هشتند که در شرایطی متفاوت با شرایط محیطی کنونی تشکیل شده، یا زیر یک سری رسوبات جوانتر دفن شده اند، و یا روی یک سطح باقی مانده اند. این خاکها در نواحی ایران مرکزی و زاگرس پراکندگی چشم گیر دارند. در شناسایی پارینه خاکها ویژگیها و عامل های مختلف مورفولوژیک، فیزیکی، شیمیایی، کانی شناس و میکرومورفولوژیک مفیدند. در این پژوهش ویژگیهای مورفولوژیک و برخی پارامترهای فیزیکی و شیمیایی پارینه خاکهای دو منطقه اصفهان و اما قیس چهارمحال و بختیاری، به منظور شناخت شرایط خاک سازی و محیطی گذشته بررسی شد. نیم رخهای مورد بررسی روی زمین ریخت های مختلف شامل مخروط افکنه آبرفتی، دشت قدیمی بریده شده و رسوبات آبگیر قدیمی قرار گرفته اند. نتایج نشان داد که در منطقه سگزی اصفهان رسوب بر جای مانده از یک آبگیر قدیمی شامل لایه ای سیاه رنگ سرشار از ماکروفسل است که گویای شرایط پر آب (آب شیرین تا لب شور) دیرینه می باشد. لایه بندی مختلف با توزیع اندازه ذرات متفاوت نشانه تغییر در شرایط رسوب گذاری گذشته است. پوشش های رسی و آهکی قوی روی خاک دانه ها و ذرات اولیه نیم رخ سپاهان شهر اصفهان با 100 میلیمتر بارندگی سالیانه، خبر از شرایط مرطوب تر گدشته منطقه می دهد. در نیم رخ اما قیس چهارمحال و بختیاری، پارینه خاک دفن شده غنی از پوسته های رسی و بدون آهک و درصد کاتیون های بازی خیلی کم دیده می شود. بر پایه روابط میان میزان بارندگی و نسبت کاتیون های مختلف، میزان بارندگی در گذشته منطقه تا و دو برابر فعلی برآورد شده است. در مجموع، نیم رخهای مورد بررسی نشان می دهد که اواخر پلئیستوسن رطوبت مؤثر در مناطق ایران مرکزی و زاگرس بیش از امروز بوده است.  

---

خاک‌های قدیمی خاک‌هایی هستند که تحت شرایط اقلیمی و اکولوژیکی متفاوت از حال حاضر تشکیل شده‌اند. علی رغم این که این خاک‌ها در ناحیه ایران مرکزی گسترش قابل توجهی دارند، پژوهش‌های کافی روی آنها صورت نگرفته است. یکی از تکنیک‌های مهم برای شناسایی و تفسیر این خاک‌ها در راستای مطالعات اقلیم شناسی گذشته، بررسی میکرومرفولوژیکی خاک می‌باشد. در این تحقیق شواهد میکرومرفولوژی دو خاک قدیمی در منطقه اصفهان به منظور تفسیر شرایط اکولوژیکی و اقلیمی گذشته مورد بررسی قرار گرفته‌اند. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که در خاک قدیمی سپاهان شهر پوسته‌های رسی قوی وجود دارد که نشان دهنده شرایط مرطوب‌تر گذشته منطقه است. انتقال گچ و آهک ثانویه روی پوسته‌های رسی نشان دهنده خشک‌تر شدن اقلیم در مراحل بعدی بوده و منجر به تشکیل یک خاک پلی پدوژنیک شده است. مشاهدات میکروسکوپی خاک منطقه سگزی نشان از فعالیت‌های بیولوژیکی شدید در افق تیره مدفون شده‌ای دارد که در دوره سرد و نیمه یخچالی درایس جوان توسعه یافته و شرایط مردابی را ایجاد کرده است. در مجموع نتایج این پژوهش مؤید این است که در طول دوره کواترنر هم‌زمان با دوره‌های یخچالی در عرض‌های جغرافیایی بالاتر فلات ایران رطوبت مؤثر بیشتری دریافت کرده و در دوره‌های بین یخچالی شرایط خشک‌تری حاکم بوده است. نوسانات اقلیمی مزبور آثار خود را به صورت شواهد پدوژنیک در خاک‌های منطقه اصفهان به ارث گذارده است.

---

روش‌های مرسوم مطالعات خاک‌شناسی در حوزه‌های آبخیز ایران، نیازمند هزینه، کارشناس و زمان زیاد است. صعب العبور بودن برخی مناطق حوزه و مشکلات نمونه برداری نیز به مشکلات مذکور اضافه می‌شود. به واسطه محدودیت‌های مزبور در اغلب حوزه‌های آبخیز کشور، اطلاعات مکانی و پیوسته دقیقی از خصوصیات خاک به منظور برآورد فرسایش خاک توسط مدل‌های مختلف نظیر: (Rusle، Morgan، Eurosem،PSIAC) و هم‌چنین دیگر فعالیت‌های مدیریتی و برنامه‌ریزی موجود نیست. بنابراین به روش‌های نوینی نیاز است که با حداقل نمونه برداری کم و به کمک پارامترهای سطح زمین (که محاسبه آنها به مراتب ارزان‌تر است) بتوان خصوصیات خاک را به طور نسبتاً دقیقی برآورد کرد. این پژوهش در بخشی از حوزه آبخیز مهر سبزوار مشتمل بر سه واحد سنگ شناسی غالب حوزه، شامل واحد‌های PLc، Ku و E2sc به منظور ایجاد مدل‌های رگرسیون خاک- چشم انداز، صورت گرفته است. خصوصیات مورد مطالعه خاک سطحی، شامل درصد شن، رس، مواد آلی، سنگریزه، رطوبت وزنی خاک در حالت FC و مقدار وزن مخصوص ظاهری بوده است. در واحد‌های مختلف در جمع 316 نقطه مطالعاتی انتخاب شد و خصوصیات سطحی خاک آنها مورد مطالعه قرار گرفت. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل‌هایی به ابعاد 100×100 متر تهیه و از روی آن ویژگی‌های پستی و بلندی محاسبه شد. در نهایت مدل‌های رگرسیون چند متغیره بین این ویژگی‌ها و خصوصیات خاک، برقرار و سپس به وسیله نقاط اضافی، نمونه برداری شده ( 78 نقطه از 316 نقطه)، مدل‌های به دست آمده اعتبار سنجی شدند. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که خصوصیات پستی و بلندی مهم که با خصوصیات خاک ارتباط بیشتری داشته و در مدل رگرسیونی نیز وارد شده، به طور عمده شامل شیب و جهت آن، ارتفاع، شاخص رطوبتی و شاخص قدرت جریان، شاخص حمل رسوب و انحنای زمین بوده ‌است. این نتایج مؤید این مطلب است که خصوصیات خاک در منطقه تحت الشعاع فرایندهای هیدرولوژیکی، مؤثر از توپوگرافی می‌باشد. نتایج اعتبار سنجی مدل‌ها نیز از ناریب بودن و درجه تخمین مناسب برازش مدل‌ها حکایت می‌کند. نتایج نشان می‌دهد که مدل‌های به دست آمده در مقیاس حوزه و فواصل 100 متری، قادرند در واحدهای مختلف سنگ شناسی از حداقل 26 تا حداکثر 72 درصد از کل تغییرات خصوصیات مختلف سطحی خاک را پیش‌بینی کند.

---

چرای بی رویه مراتع یکی از مهم‌ترین عوامل تشدید کننده فرسایش خاک و تخریب اراضی در مناطق خشک و نیمه خشک ایران است. برنامه ریزی اصولی و صحیح از اراضی بر اساس رعایت تناسب آنها زمینه مناسبی را برای حفاظت اراضی و کنترل بیابان‌زایی فراهم می‌نماید. در ارزیابی اراضی استفاده‌های ممکن از اراضی با توجه به نیازهای منطقه‌ای و ملی با هم مقایسه می‌شود. روش ارزیابی تناسب اراضی در تیپ بهره‌وری چرای مرتع، تناسب اراضی برای چرای دام در مراتع طبیعی تعیین می‌کند. این تحقیق به منظور بررسی تناسب کیفی و بررسی عوامل محدود کننده چرای بز و میش در بخشی از حوزه آبخیز مهر سبزوار واقع در استان خراسان صورت گرفته است. کیفیت‌های اراضی مورد بررسی در این تحقیق شامل قابلیت دسترسی به رطوبت، شوری و سدیمی بودن، شرایط فیزیکی ریشه دهی، قابلیت دسترسی به چراگاه و قابلیت دسترسی به آب شرب بوده که هر کدام به وسیله یک یا چند خصوصیت از اراضی ارزیابی شده‌اند. بعد از تعریف نیازهای تیپ بهره‌وری مورد نظر و مقایسه خصوصیات اراضی مورد مطالعه درجات هر کیفیت در سلول‌هایی به ابعاد 200×200 متر در محیط GIS تعیین شده و در نهایت به وسیله معادله ریشه دوم در هم تلفیق شده و شاخص اراضی محاسبه گردید. بر اساس مقادیر شاخص اراضی، کلاس کیفی تناسب اراضی تعیین شده و به صورت نقشه تهیه شد. نتیجه این تحقیق در قالب دو سناریوی مختلف تأمین آب شرب برای دام، مورد تحلیل قرار گرفت. در سناریوی اول با فرض تأمین آب محدود به آب چشمه‌ها و آبشخورهای دائمی شده و در سناریوی دوم علاوه بر منابع مزبور، تأمین آب توسط رودخانه‌های فصلی حوزه مد نظر قرار گرفته است. به عنوان یک نتیجه مهم، مدلسازی مکانی به وسیله GIS، باعث افزایش دقت در نتایج تناسب اراضی گردیده است. نتایج کلی پژوهش نشان می‌دهد که منطقه مورد مطالعه، دارای تناسب خوبی برای چرای دام نبوده و دارای تناسب بحرانی و عمدتاً نامناسب است. مهم‌ترین عوامل محدود کننده شامل قابلیت دسترسی به رطوبت برای رشد گیاه، شیب، رخنمون سنگی و دسترسی به آب شرب می‌باشد. دو سناریوی مختلف از دسترسی به آب شرب نشان می‌دهد که در سناریوی دوم در حالتی که در اواخر زمستان و طول فصل بهار رودخانه‌های فصلی دارای آب هستند، تناسب برخی واحدهای اراضی برای این بهره‌وری افزایش می‌یابد.

---

در کشور ما، به خاطر رشد روزافزون جمعیت و توسعه شهرها از امکان گسترش سطح زیر کشت به مرور زمان کاسته می‌شود و در نتیجه نیاز شدیدی به استفاده بهینه از اراضی موجود احساس می‌گردد. مطالعات تناسب اراضی با بررسی جنبه‌های فیزیکی و اجتماعی و اقتصادی اراضی، استفاده بهینه و پایدار از هر زمینی را ممکن می‌سازد. هدف از این مطالعه ارزیابی کیفی، کمّی و اقتصادی تناسب اراضی دشت تالاندشت کرمانشاه برای محصولات گندم، جو و نخود دیم بوده است. منطقه تالاندشت به مساحت تقریبی 4500 هکتار در جنوب غربی شهرستان کرمانشاه واقع شده است. اقلیم منطقه نیمه خشک سرد، دارای زمستان‌های سرد و تابستان‌های ملایم است. مراحل مختلف تحقیق شامل مطالعات صحرایی و آزمایشگاهی خاک و ارزیابی کیفی، کمّی و اقتصادی اراضی است. در ارزیابی کیفی، مشخصات اقلیمی، پستی و بلندی زمین و خصوصیات خاک منطقه با نیازهای رویشی هر محصول مقایسه و بسته به میزان تطابق آنها، کلاس تناسب کیفی به روش‌های محدودیت ساده ، شدت و تعداد محدودیت و پارامتریک تعیین گردید. مبنای ارزیابی کمّی، میزان عملکرد در واحد سطح و مبنای ارزیابی اقتصادی، میزان سود ناخالص در واحد سطح در نظر گرفته شد. اراضی مذکور از نظر کیفی، برای کشت گندم، جو و نخود دیم تماماً تناسب پائینی دارند. این امر ناشی از کمبود آب در بخشی از مراحل رشد می‌باشد. با آبیاری تکمیلی محدودیت آب واحدهای اراضی کاملاً رفع می‌گردد. علاوه بر محدودیت‌های اقلیمی محدودیت‌های شیب، میکرورلیف و سنگریزه مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای رشد نباتات مورد نظر وجود دارد. نتایج ارزیابی کمـّی نشان می‌دهد که کشت گندم و جو در اغلب واحدهای اراضی مناسب تا نسبتاً مناسب است. از نظر اقتصادی ، نخود به عنوان مناسب‌ترین نبات و در درجات بعدی گندم و جو در منطقه معرفی می‌گردند.

---

ارزیابی عملیات مدیریت زراعی ، شناخت تغییرات مکانی خصوصیات خاک و محصول و درک روابط متقابل آنها ضروری است. این تحقیق، در یک مزرعه گندم تحت مدیریت زارعین محلی، در شهر سرخنکلاته واقع در 25 کیلومتری شهرستان گرگان، در شمال شرقی ایران انجام شد. نمونه برداری خاک جمعا˝در 101 نقطه از روی یک شبکه سیستماتیک- آشیانه‌ای در پلاتی به ابعاد 100 در 180 متر و از عمق 0- 30 سانتی‌متری خاک اندکی پس از کاشت گندم در اواخر پاییز انجام گرفت. اندازه گیری عملکرد گندم به وسیله نمونه‌برداری در پلات‌هائی به ابعاد یک متر مربع با مرکزیت 101 نقطه نمونه برداری در اواخر خرداد ماه صورت پذیرفت. نتایج آماری نشان داد تمامی متغیرها از توزیع نرمال برخوردار هستند. pH کمترین (59/0%) و عملکرد دانه (4/20%) بیشترین ضریب تغییرات را از خود نشان دادند. آنالیز تغییرنماها نشان داد که متغیرهای بررسی شده در این مطالعه همگی دارای ساختار مکانی بوده و دامنه تأثیر خصوصیات مختلف دارای تغییرپذیری است. دامنه تأثیر تغییر نماها از 99/23 متر برای ازت کل تا 93 متر برای پتاسیم قابل استفاده در نوسان بود. در بین کلیه پارامترهای مورد بررسی، ازت کل و درصد سدیم قابل تبادل وابستگی مکانی قوی‌تر و فسفر قابل دسترس نسبت به سایر متغیرها وابستگی مکانی ضعیف‌تری نشان دادند. نقشه‌های حاصل از میانیابی توسط کریجینگ نشان داد که خصوصیات خاک و محصول در مزرعه مورد مطالعه الگوی تصادفی نداشته و دارای پراکنش مکانی می‌باشند. هم‌چنین توزیع مکانی ازت کل دارای الگوی مشابه پراکنش مکانی مواد آلی بوده و توزیع مکانی ضریب برداشت نیز با پراکنش مکانی فسفر قابل دسترس مشابهت داشت. نتایج حاکی از آن است که الگو و وابستگی مکانی متغیرهای خاک و محصول حتی در یک مزرعه که تحت مدیریت یک زارع قرار دارد می‌تواند بین این متغیرها و در مقیاس‌های مختلف تفاوت داشته باشد. هم‌چنین تغییرنما و تخمینگر کریجینگ می‌تواند به عنوان وسیله‌ای کارا برای طراحی شبکه‌های نمونه‌برداری، شناسایی نواحی مدیریتی و کاربرد نهاده‌ها با نرخ متغیر در کشاورزی دقیق به کار رود.

---

  فرسایش خاک یکی از تهدیدهای مهم برای تولید کشاورزی و کیفیت محیطی به خصوص کیفیت آب و خاک است. برای انجام برنامه‌ریزی در یک حوضه اّبخیز و انجام پروژه‌های حفاظتی لازم است تا اطلاعات کافی از مقدار هدررفت خاک و میزان رواناب در دسترس باشد. مدل EUROSEM یک مدل پخشی، دینامیک و تک رخدادی است که برای شبیه سازی فرسایش، انتقال رسوب و ته نشست رسوب به وسیله فرایندهای شیاری و بین شیاری طراحی شده است. هدف از این مطالعه بررسی کارایی مدل EUROSEM در شبیه سازی رواناب و رسوب بر اساس اندازه‌گیری میزان فرسایش و رواناب واقعی در زیرحوضه سولیجان با مساحت 20 هکتار واقع در استان چهارمحال و بختیاری می‌باشد. زیر حوضه مورد مطالعه بر اساس اطلاعات نقشه پستی و بلندی زمین، کاربری اراضی، پوشش گیاهی، شیب و نقشه موقعیت جاده‌ها و کانال‌ها به 19 واحد همگن تقسیم بندی گردید. اطلاعات مختلف خاک، پوشش گیاهی، مشخصات سطح زمین و داده‌های اقلیمی برای واحدهای مختلف به وسیله مشاهدات صحرایی و اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی برآورد گردیدند. رواناب و رسوب واقعی نیز برای رخدادهای بارندگی مورد مطالعه اندازه‌گیری شدند. بعد از انجام آنالیز حساسیت مدل، مراحل واسنجی و اعتبار سازی مدل و شبیه‌سازی رواناب و رسوب صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل EUROSEM در این زیرحوضه برای پیش بینی رواناب کل و حداکثر دبی رواناب به پارامترهای هدایت هیدرولیکی اشباع، حرکت موئینگی و رطوبت اولیه بیش از سایر عوامل حساس می‌باشد. هم‌چنین کل هدررفت خاک به پارامترهای ضریب زبری مانینگ شیاری و بین شیاری و چسبندگی خاک حساسیت بیشتری نشان داد. نتایج ارزیابی شبیه سازی مدل نشان داد که در زیرحوضه مورد مطالعه مدل قادر است میزان کل رواناب، اوج رواناب، کل رسوب و زمان اوج رسوب را به خوبی شبیه سازی نماید. ولی مدل نتوانست اوج دبی رسوب و زمان اوج رواناب را به خوبی شبیه سازی نماید. هر چند به نظر می‌رسد مدل EUROSEM قادر است رواناب و رسوب، زمان رسیدن به اوج رواناب و رسوب را در زیرحوضه‌ها و کل حوضه در رخداد‌های جداگانه به خوبی پیش بینی نماید، لیکن پیشنهاد می‌شود تا کارایی مدل در شرایط مختلف آب و هوایی و خاک‌های مختلف و در حوضه‌های آبخیز متفاوت مورد ارزیابی قرار گیرد.

---

  در کشور ما، به خاطر رشد روزافزون جمعیت و توسعه شهرها از امکان گسترش سطح زیر کشت به مرور زمان کاسته می‌ شود و در نتیجه نیاز شدیدی به استفاده بهینه از اراضی موجود احساس می‌ شود. مطالعات تناسب اراضی با بررسی جنبه ‌ها ی فیزیکی، اجتماعی و اقتصادی اراضی، استفاده بهینه و پایدار از هر زمینی را ممکن می‌ سازد. هدف از این مطالعه تعیین تناسب کیفی، کمـّی و اقتصادی اراضی دشت مهران برای محصولات منطقه شامل گندم، ذرت و کنجد بوده است. مراحل مختلف این تحقیق شامل مطالعات صحرایی، آزمایشگاهی و ارزیابی اراضی بود. در ارزیابی کیفی مشخصات اقلیمی، پستی و بلندی و خصوصیات خاک منطقه با نیازهای رویشی هر محصول مقایسه و بسته به میزان تطابق آنها کلاس تناسب کیفی به روش پارامتریک (ریشه دوم) تعیین شد. مبنای ارزیابی کمـّی، میزان عملکرد در واحد سطح و مبنای ارزیابی اقتصادی، سود ناخالص در واحد سطح در نظر گرفته شد. نتایج ارزیابی کیفی نشان داد که عمده واحدهای اراضی برای محصولات مورد نظر دارای کلاس تناسب متوسط هستند که این امر ناشی از محدودیت خصوصیات فیزیکی خاک می‌ باشد. مقایسه کلاس ‌ها ی کیفی و کمـّی در مورد گندم و ذرت نشان می‌ دهد که کلاس ‌ها ی کمی در سطح برابر یا بالاتری نسبت به کلاس ‌ها ی کیفی قرار دارند که ناشی از سطح مدیریت بالای کشت این محصولات است، در حالی که کلاس ‌ها ی کمـّی در مورد کنجد در سطح پایین‌تری نسبت به کلاس ‌ها ی کیفی قرار گرفته که این به‌واسطه مدیریت ضعیف در کشت و کار این محصول است. نتایج تناسب اقتصادی نشان داد که سود آورترین محصول در منطقه گندم بوده و تناوب زراعی گندم و کنجد در واحد ‌ها ی تحت کشت این محصولات دارای سودآوری بیشتری از تناوب گندم و ذرت می‌ باشد و این سودآوری در آینده با رعایت اصول صحیح مدیریت در مورد کنجد قابل بهبود می‌ باشد.

---

اهمیت و وجود تغییرات مکانی در خصوصیات خاک امری بدیهی به‌شمار می‌رود، با این حال درک فعلی از علل و منابع تغییرات کامل نیست. بررسی تغییرپذیری خاک در سطح مزرعه توسط آمار کلاسیک و زمین آمار قابل بررسی می‌باشد. این تحقیق به‌منظور تعیین عوامل کنترل کننده تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف و کم‌مصرف به‌وسیله تلفیق آنالیز مؤلفه‌های اصلی به‌عنوان یک روش کلاسیک و روش زمین آمار در مزارع روستای آپایپولی ایالت آندراپرادش هند صورت گرفته است. در مطالعات صحرایی در 110 نقطه از عمق 30-0 سانتی‌متری نمونه‌برداری شده و نیتروژن کل، فسفر، پتاسیم،کلسیم، سدیم، منیزیوم، سولفات، بور، منگنز، روی و آهن قابل استفاده اندازه‌گیری شد. تجزیه و تحلیل‌های آمار کلاسیک و زمین آمار روی داده‌ها صورت گرفت. نتایج آنالیز مؤلفه‌های اصلی نشان داد که چهار مؤلفه اول دارای ارزش ویژه بیش از یک بوده‌اند و جمعاً 64/71 درصد کل تغییرات را توجیه کرده‌اند. نتایج آنالیزهای زمین آماری روی سه مؤلفه اول نشان داد که هر سه مؤلفه بر اساس تغییرنمای سطحی ، همسانگرد بوده‌اند. مدل‌های برازش داده شده به هر سه مؤلفه از نوع کروی می‌باشند. مقدار دامنه تأثیر برای مؤلفه‌های اول و سوم نزدیک به هم بوده و به ترتیب معادل 288 و 393 متر می‌باشد. به‌نظر می‌رسدکه مهم‌ترین عناصر غذایی در این مؤلفه‌ها دارای دامنه تأثیر 400-300 متر هستند. در مقابل مؤلفه دوم که دارای دامنه تأثیر حدود 877 متر می‌باشد، احتمالاً عناصر غذایی مهم در آن مانند آهن، منگنز و روی دارای دامنه تأثیر مشابهی در حدود 900-700 متر در مقیاس مطالعه هستند. مقایسه الگوی مکانی مؤلفه‌ها نشان می‌دهد که الگوی پراکنش مؤلفه اول و سوم که در آن مهم‌ترین عناصر غذایی نیتروژن کل، منیزیوم ،پتاسیم، مس، کلسیم و فسفر قابل استفاده هستند با الگوی کشت و ابعاد مزارع مطابقت دارد. این امر نشان دهنده آن است که تغییرپذیری عناصر مزبور عمدتاً تحت مدیریت زارعین قرار گرفته است. جهت رعایت بهینه مصرف عناصر غذایی بایستی میزان کوددهی توسط زارعین مورد بازنگری قرار گیرد. الگوی مؤلفه دوم با شکل قطعه‌بندی مزارع هم‌خوانی ندارد ولی با الگوی مکانی اسیدیته خاک در منطقه تطابق بسیار زیادی نشان می‌دهد. با توجه به این‌که مؤلفه دوم ترکیب خطی از عناصر مهم روی، آهن و منگنز می‌باشد لذا می‌توان نتیجه گرفت که توزیع مکانی عناصر مزبور عمدتاً توسط اسیدیته خاک کنترل شده است و مدیریت موضعی زارعین کم‌رنگ‌تر بوده است. در عین حال توزیع این عناصر نیز باید در نقاط بحرانی و کمتر از حد قابل قبول، مورد توجه قرار گیرد.

---

عملکرد محصول، خصوصیات و فرسایش خاک شدیداً به پارامترهای زمین ( خصوصیات پستی و بلندی) مرتبط اند، بنابراین شناخت و آگاهی از این پارامترها از نظر تأثیر بر عملکرد محصولات مهم نظیر گندم جهت دست‌یابی به توسعه پایدار در زمینه کشاورزی امری لازم و ضروری به نظر می‌رسد. این تحقیق در اراضی زراعی تحت کشت گندم دیم در منطقه اردل استان چهارمحال و بختیاری، به منظور ایجاد مدل‌های رگرسیونی بین محصول و شاخص‌های پستی و بلندی، اجرا شده است. نمونه‌برداری از محصول گندم به طریق تصادفی طبقه‌بندی شده و جمعاً در 100 نقطه در منطقه‌ای به وسعت 900 هکتار به وسیله پلات با ابعاد 1×1 متر و با استفاده از GPS به گونه‌ای انجام شد که توزیع سطوح ژئومرفیک مختلف را پوشش دهد. سپس مدل رقومی ارتفاع منطقه در پیکسل‌هایی به ابعاد 3×3 متر تهیه و از روی آن ویژگی‌های پستی و بلندی محاسبه شد. نتایج آمار توصیفی نشان داد که تمامی متغیرها از توزیع نرمال برخوردارند. از بین پارامترهای عملکرد، عملکرد دانه (36/0) بیشترین و وزن هزار دانه (13/0) کمترین ضریب تغییرات را از خود نشان دادند. در نهایت مدل‌های رگرسیون چند متغیره بین این پارامترها و مؤلفه‌های عملکرد گندم، برقرار و سپس به وسیله نقاط کمکی (20 نقطه از 100 نقطه) تخمین توسط مدل‌های به دست آمده اعتبارسنجی شدند. نتایج مطالعه نشان می‌دهد که خصوصیات پستی و بلندی مهمی که با مؤلفه‌های عملکرد گندم ارتباط بیشتری داشته و در مدل رگرسیونی نیز وارد شده‌اند، شامل شاخص رطوبتی و انحنای سطح زمین بوده است که توانسته‌اند 45 تا 78 درصد از تغییرات مؤلفه‌های عملکرد گندم در این منطقه را توجیه نمایند. این نتایج بیانگر این موضوع است که عملکرد گندم در منطقه تا اندازه زیادی تحت کنترل پارامترهای پستی و بلندی می‌باشد. نتایج اعتبارسنجی مدل‌ها نیز نشان‌دهنده نااریب بودن و درجه تخمین مناسب برازش مدل‌ها می‌باشد.

---

گچ غالب‌ترین کانی سولفات‌دار در مناطق خشک و نیمه خشک به شمار می‌آید. حدود 200 میلیون هکتار از اراضی دنیا و 28 میلیون هکتار از اراضی ایران به وسیله خاک‌های گچی پوشیده شده است. خاک‌های مورد مطالعه، دشت‌های رسوبی آبرفتی شمال و دامنه‌ای غرب استان گلستان را که متأاثر از گچ بوده‌اند در قالب گروه‌های بزرگ Aquisalids، Haplocambids و Endoaquepts شامل شده است. در این تحقیق منشاء و فرآیند تشکیل و تحول گچ مطالعه شده است. منطقه، سطوح ژئومورفیک مختلفی را از ارتفاعات حوزه آبریز اترک تا دشت‌های آبرفتی، در بر گرفته است. کریستال‌های گچ جدای از اندازه، شکل و آرایش یافتگی همگی از نوع پدوژنیک بوده‌اند. در خاک‌های کمتر توسعه یافته با رژیم رطوبتی اریدیک، کریستال‌های گچ پدوژنیک عدسی شکل گوشه دار و پرشدگی ناقص حفرات به وسیله گچ، از فرم‌های غالب است. در خاک‌های توسعه یافته‌تر که متعلق به رژیم رطوبتی زریک بوده‌اند، کریستال‌های گچ عدسی شکل گوشه‌دار، آرایش یافته‌اند و فرم عمود بر دیواره حفرات غالب بوده است. اشکال عدسی، ستونی و آرایش‌های رز شکل و بادبزنی نیز در خاک‌های توسعه یافته دیده شده است. منشاء گچ در خاک‌هایی با توسعه یافتگی کمتر، هوازدگی تشکیلات مارن و شیل و در خاک‌های توسعه یافته‌تر، آب زیرزمینی سولفات‌دار است. شکل ستونی و گوشه‌دار کریستال‌های گچ در خاک‌های تحت تأثیر نوسانات آب زیرزمینی سولفاته فراوان یافت شده است. از دیدگاه مورفولوژی اسنوبال در خاک‌هایی با توسعه یافتگی بیشتر، گچ نیز در مرحله توسعه یافته "ندول" قرار داشته است و نیز بین تشکیل مورفولوژی اسنوبال با بی فابریک خاک و افق‌های مشخصه (A، B و C) که گچ در آن شکل گرفته است، ارتباطی وجود ندارد.

---

نقشه‌برداری رقومی خاک شامل پیش‌بینی مکانی خاک‌ها و ویژگی‌های آنها براساس ارتباط با متغیرهای کمکی می‌باشد. این مطالعه به منظور نقشه‌برداری رقومی خاک با استفاده از مدل‌های رگرسیونی لاجیستیک دوتایی و درختی توسعه‌یافته در منطقه زرند کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‌برداری طبقه‌بندی شده در منطقه‌ای به مساحت نود هزار هکتار تعریف شد و در نهایت، 123 خاک‌رخ حفر و تشریح گردید. در هر دو مدل، ابتدا احتمال حضور افق‌های مشخصه از طریق ارتباط دادن با متغیرهای کمکی، تخمین زده شد و سپس حضور کلاس‌های مختلف خاک پیش‌بینی گردید. متغیرهای کمکی شامل نقشه ژئومرفولوژی، اجزای سرزمین و شاخص‌های سنجش از دور بودند. نتایج نشان داد که نقشه ژئومرفولوژی، یک ابزار مهم در روش‌های نقشه-برداری رقومی خاک است که به افزایش دقت پیش‌بینی کمک می‌کند. پس از سطوح ژئومرفیک، اجزای سرزمین به‌عنوان پارامترهای کمکی مؤثر شناخته شدند. هر دو مدل، احتمال بالای حضور افق سالیک را در سیمای اراضی پلایا، افق جیپسیک را در تپه‌های گچی و افق کلسیک را در مخروط‌افکنه‌ها پیش‌بینی کردند. در بین کلاس‌های خاک مورد پیش‌بینی، کلاس "کلسی‌جیپسیدز"، دقت و قابلیت اعتبار تخمین پایینی را نشان داد، در صورتی‌که تخمین کلاس‌های "هپلوسالیدز" و "هپلوجیپسیدز" از دقت بالایی برخوردار بود.

---

اثرات زیان‌آور عناصر سنگین بر سلامت انسان شناخته شده است. مهم‌ترین مسیری که انسان در معرض عناصر سنگین قرار می‌گیرد مصرف روزانه مواد غذایی است. این تحقیق با هدف بررسی غلظت عناصر سنگین (Cu، Zn، Mn، Fe، Cr، Ni و Cd) در خاک‌ و محصولات غذایی مهم (گندم، سیب‌زمینی و ذرت) و تخمین پتانسیل خطر عناصر برای سلامت انسان از طریق مصرف این محصولات و خاک در استان همدان با استفاده از ارزیابی خطر انجام شد. مقدار ورود روزانه عناصر به بدن برای هر سه گروه پذیرنده (کودکان <6 سال، بزرگسالان و سالخوردگان) تخمین زده و با مقادیر راهنمای سلامت مقایسه شد. مقدار پتانسل خطر غیرسرطانی کروم، منگنز، آهن، کادمیم، روی، نیکل و مس به‌تنهایی کمتر از یک می‌باشد. مقادیر شاخص خطرپذیری عناصر سنگین برای همه گروه‌های سنی مورد مطالعه بزرگ‌تر از 1 می‌باشد، نشان می‌دهد که کودکان و بزرگسالان در منطقه مورد مطالعه ممکن یک خطر بالقوه غیرسرطانی را به‌علت دریافت عناصر سنگین از طریق مصرف گندم، سیب‌زمینی، ذرت و بلع خاک تجربه کنند. مصرف گیاهان خوارکی به‌خصوص گندم، مهم‌ترین مسیر در معرض قرار گرفتن انسان با عناصر سنگین می‌باشد، همچنین بلع خاک نیز در معرض قرار گرفتن عناصر سنگین مهم است.

---

استفاده از داده‌های کمکی رقومی و ارتباط آنها با داده‌های مشاهداتی صحرایی از طریق روش‌های کامپیوتری که اصطلاحاً نقشه‌برداری رقومی خاک خوانده می‌شود، نسبت به روش‌های سنتی نقشه‌برداری خاک قابل‌اعتمادتر و کم ‌هزینه‌تر است. بنابراین در مطالعه حاضر، از مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی و k نزدیک‌ترین همسایگی جهت پیش‌بینی مکانی شوری خاک در منطقه‌ای خشک به وسعت 700 کیلومتر مربع در شمال شهرستان اردکان استفاده گردید. در این منطقه براساس روش شبکه‌بندی منظم 180 نمونه خاک مشخص‌شده و سپس نمونه‌برداری و خصوصیات فیزیکی- شیمیایی خاک اندازه‌گیری شدند. متغیرهای محیطی استفاده ‌شده در این مطالعه شامل پارامترهای استخراج‌ شده از مدل رقومی ارتفاع، داده‌های تصویر ETM⁺ ماهواره لندست و هدایت الکتریکی ظاهری (اندازه‌گیری شده توسط دستگاه هدایت‌گر الکترومغناطیس) بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل k نزدیک‌ترین همسایگی دارای دقت بیشتری نسبت به شبکه عصبی مصنوعی به‌منظور پیش‌بینی شوری خاک است. به‌طوری‌که این مدل به‌خوبی توانسته ارتباط قوی بین داده‌های شوری خاک و اطلاعات محیطی برقرار کند. مجموع ریشه مربعات خطا و ضریب تبیین مدل k نزدیک‌ترین همسایگی به‌ترتیب 73/18 و 92/0 است. نتایج نشان داد که برای پیش‌بینی شوری خاک، هدایت الکتریکی ظاهری، شاخص‌های سنجش ‌از دور و شاخص خیسی مهم‌ترین پارامترها بودند.

---

این تحقیق با هدف بررسی تغییرات مکانی عناصر غذایی پرمصرف خاک شامل فسفر و پتاسیم و ماده آلی با استفاده از روش‌های مختلف زمین آماری در برآورد مقادیر این عناصر در تهیه نقشه‌های پراکنش مکانی آنها برای توزیع مناسب کود در دشت ارومیه می‌باشد. وجود تغییرات مکانی در عناصر غذایی خاک امری طبیعی است، که شناخت این تغییرات دراراضی کشاورزی جهت برنامه‌ریزی دقیق و مدیریت اجتناب‌ناپذیر می‌باشد و آگاهی از این امر برای افزایش سودآوری و مدیریت در کشاورزی پایدار ضروری است. لذا برای برآورد تغییرات این عناصر در نقاط نمونه‌برداری نشده، از روش‌های کریجینگ، فازی کریجینگ، کوکریجینگ و میانگین متحرک وزندار در محیط GS⁺ استفاده شد. در این تحقیق برای فازی‌سازی داده‌ها از نرم‌افزار MATLAB و برای تهیه نقشه‌های نهایی از نرم‌افزار GIS استفاده شد. برای مقایسه این روش‌‌ها معیارهای MAE ،MBE وRMSE به‌کار گرفته شد که نتایج به‌دست آمده نشان داد روش تلفیقی منطق فازی با مقادیر میانگین خطای کمتر برای عناصر فسفر، پتاسیم و ماده آلی که به‌ترتیب برابر با 17/0، 18/0 و 18/0 به‌دست آمد، به‌عنوان روش برتر می‌باشد که براساس این روش نقشه‌های پهنه‌بندی برای فسفر، پتاسیم و کربن‌آلی در محیط GIS تهیه گردید.

---

نقشه توزیع مکانی کلاس‌های خاک برای استفاده مفید و مؤثر از خاک و تصمیم‏گیری‎های مدیریتی مهم است. نقشه‎برداری رقومی خاک (DSM) می‎تواند توزیع مکانی کمّی از کلاس‎های خاک پیش‎بینی کند. مؤلفه‎های کلیدی و اصلی DSM، روش‌ها و مجموعه‎ای از متغیرهای کمکی محیطی مورد استفاده برای پیش‎بینی کلاس‎های خاک هستند. این مطالعه به منظور تهیه نقشه رقومی گروه‎های بزرگ خاک با روش رگرسیون لجستیک چندجمله‎ای با استفاده از دو مجموعه از متغیرهای کمکی شامل: مجموعه (1) متغیرهای مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص‎های سنجش از دور و سطوح ژئومورفیک تفکیک ‎شده در منطقه و مجموعه (2) متغیرهای مشتق شده از مدل رقومی ارتفاع، شاخص‎های سنجش از دور، ژئومورفیک تفکیک ‎شده و واحدهای خاک شناسایی شده (نقشه خاک) در بخشی از اراضی شهرستان بم استان کرمان طراحی گردید. یک طرح نمونه‎برداری طبقه‎بندی شده تصادفی در منطقه‎ای به مساحت صد هزار هکتار تعریف شد و در‌نهایت، ۱۲6 خاکرخ حفر و تشریح گردید. نتایج ارزیابی دقت مدل رگرسیون لجستیک چندجمله‌ای با متغیرهای ورودی مختلف نشان داد که با وارد شدن نقشه خاک قدیمی در مدل‎سازی، شاخص ‏های صحت مدل ازجمله صحت کلی وآماره کاپا به ترتیب از 71/0 و 65/0 به 79/0 و 74/0 افزایش یافت. همچنین نتایج نشان داد که در پیش‎بینی کلاس خاک، سطح ژئومرفولوژی در بین متغیرهای ورودی دو مجموعه، به‎عنوان یک متغیر پیش‌بینی کننده قدرتمند است. به‎طور کلی نتایج نشان داد که تکنیک‌های نقشه‎برداری رقومی می‌توانند روش سنتی نقشه‎برداری را ارتقاء بخشند، کاربرد نقشه‎های تولید شده را افزایش داده وهمچنین قابلیت استفاده این نقشه‌ها را برای شاخه‌های علمی مختلف را امکان‎پذیر نماید.
 

---

---