علوم آب و خاک

تعداد محدودی از ایستگاه‌های هواشناسی کشاورزی در کشور به ‌اندازه‌گیری رطوبت سطح خاک می‌پردازند همچنین ممکن است در مناطق فاقد ایستگاه نیاز اساسی به اطلاعات رطوبت سطح خاک باشد. هدف پژوهش حاضر، استفاده از داده‌های ماهواره لندست 8 جهت برآورد رطوبت سطح خاک در منطقه فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی است. رطوبت وزنی 14 نمونه خاک در فصل سرد از عمق صفر تا 10 ‌سانتی‌متری همزمان با عبور لندست 8 از مراتع طبیعی فقیر شمال شهر سبزوار محاسبه گردید. ‌براساس تحلیل مؤلفه اصلی، چهار مؤلفه اول از هفت شاخص پوشش گیاهی و بیو- فیزیکی مؤثر بر رطوبت سطح خاک از داده‌های لندست 8 استخراج شد. سپس رطوبت سطح خاک در لحظه عبور ماهواره با استفاده از چهار مؤلفه اول با روش‌های رگرسیون خطی چند متغیره و شبکه عصبی برآورد شد. نتایج برآورد رطوبت لحظه‌ای سطح خاک ‌نشان داد که متوسط درصد خطای مطلق با روش شبکه عصبی 30 درصد خطا و در روش رگرسیون کلاسیک با 40 درصد خطا همراه بود. نتایج تحقیق در دوره مورد مطالعه نشان می‌دهد که مدل کردن رطوبت لحظه‌ای خاک با استفاده از اندازه‌گیری‌های زمینی و داده‌های ماهواره لندست 8 در مناطق فاقد ایستگاه هواشناسی کشاورزی قابل انجام است.
 

کاربری‌ اراضی مختلف در محدوده تحت آبیاری انهار یازده‌گانه شهرستان خوانسار طی سال‌های 1348، 1374، 1393 و 1398 از طریق بررسی عکس‌های هوایی و همچنین تصاویر ماهواره‌ای کوئیک‌برد و لندست در محیط گوگل ارث انجین (GEE) تشخیص و تعیین مساحت شده است. سپس مقایسه بین مساحت خالص و ناخالص اراضی تحت آبیاری انهار، مساحت کاربری‌های غیرکشاورزی اراضی، موقعیت و مساحت کاربری‌های کشاورزی اراضی تحت آبیاری انهار به تفکیک نوع فعالیت کشاورزی (باغی و یا زراعی) و به تفکیک هر نهر صورت‌گرفته است. عکس‌های هوایی سال 1348 منطقه مطالعاتی مبنای ارزیابی وضعیت کشاورزی قبل از قانون توزیع عادلانه آب است. نتایج نشان می‌دهد، کاربری‌های غیرکشاورزی و به‌خصوص شهری و مسکونی از سال 1348 تاکنون روند افزایشی داشته است. به‌عبارت‌دیگر، کاربری بخشی از اراضی کشاورزی منطقه به کاربری‌های مسکونی و شهری تغییریافته است. اگرچه روند کاهشی اراضی کشاورزی در 50 سال گذشته دیده می‌شود، اما میزان این تغییرات برای اراضی تحت کشت باغی و زراعی یکسان نبوده و سطح زیر کشت باغات افزایش پیدا کرده است که این تغییرات تأثیر زیادی بر نیاز آبی به انهار گذاشته است. تغییرات کاربری اراضی طی سال‌های 1393 تا 1398 تغییر محسوسی نداشته است و در میزان اراضی کشاورزی، کشاورزی سبز و درصد اراضی باغی و زراعی تغییر محسوسی دیده نمی‌شود. نتایج این پژوهش تأییدی بر چشمگیر بودن تغییرات کاربری اراضی کشاورزی و به دنبال آن، مصرف آب در محدوده انهار یازده‌گانه خوانسار در دهه‌های اخیر است و به‌خوبی کارایی زیاد استفاده تلفیقی از عکس‌های هوایی و تصاویر ماهواره‌ای طیفی با قدرت تفکیک مکانی متوسط و داده‌های ماهواره‌ای طیف مرئی با تفکیک مکانی زیاد و همین‌طور استفاده از امکانات سامانه ابری گوگل ارث انجین در بررسی تغییرات اراضی کشاورزی در ادوار مختلف را نشان می‌دهد.