به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

فهرست مطالب کمال نبی اللهی

  • آرام شهابی، مسعود داوری، کمال نبی اللهی*، روح الله تقی زاده مهرجردی

    تعیین سریع، دقیق و کم هزینه ویژگی های خاکی در برنامه ریزی و مدیریت اراضی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است. هدف از این پژوهش ارزیابی بازتاب طیفی نزدیک، به عنوان تکنیکی سریع، مقرون به صرفه و غیرمخرب در تخمین برخی ویژگی های خاک (شن، سیلت، رس، pH و کربنات کلسیم معادل (CCE)) با استفاده از روش های رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) و رگرسیون حداقل مربعات جزیی توام با بازنمونه گیری (bagging-PLSR) بود. بدین منظور، 220 نمونه مرکب خاک از عمق 0 تا 20 سانتی متری در شهریور 1398 از دشت قروه استان کردستان جمع آوری شد. سپس ویژگی های انتخابی خاک با روش های آزمایشگاهی استاندارد اندازه گیری شد. بازتاب طیفی نزدیک نمونه ی خاک ها در محدوده 350 تا 2500 نانومتر (Vis-NIR) با بهره گیری از دستگاه اسپکترورادیومتر آزمایشگاهی اندازه گیری شد. پس از ثبت طیف ها، انواع مختلف روش های پیش پردازش مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که روش PLSR  مقادیر R2 بین 58/0 تا 76/0 به دست می دهد، درحالی که این مقادیر در bagging-PLSR  بین 59/0 تا 74/0 متغیر می باشد. مقادیر RMSE معادل با 43/17، 65/7، 83/7، 94/7 و 66/0 در روش PLSR و همچنین مقادیر 66/16، 63/7، 13/8، 71/7 و 45/0 در روش bagging-PLSR به ترتیب برای شن، سیلت، رس، CCE و pH خاک به دست آمد. بر اساس مقادیر RPD (نسبت برآورد به انحراف)، در برآورد مقدار شن و CCE بهترین عملکرد توسط مدل bagging-PLSR به دست آمد؛ این در حالی است که در برآورد رس و pH خاک مدل PLSR دقیق ترین بود. نتایج پیش بینی هر دو مدل برای سیلت یکسان بود (53/1 = RPD). در کل نتایج نشان داد که مدل های PLSR و bagging-PLSR در برآورد ویژگی های خاکی مورد مطالعه از دقت قابل قبولی برخوردار می باشند.

    کلید واژگان: کربنات کلسیم معادل, طیف سنجی مرئی &ndash, مادون قرمز نزدیک, رگرسیون حداقل مربعات جزئی, ویژگی های خاکی}
    Aram Shahabi, Masoud Davari, Kamal Nabiollahi *, Rohullah Taghizadeh Mehrjardi

    The rapid, accurate, and low-cost determination of soil properties has particularly important for land planning and management. The objective of this study was to evaluate the Vis-NIR spectral reflectance of soils, as a rapid, cost-effective, and non-destructive technique, for estimating some soil properties [sand, silt, clay, pH, and calcium carbonate equivalent (CCE)] by partial least-square regression (PLSR) and bagging-PLSR methods. For this purpose, a total of 220 composite soil samples were collected from 0-20 cm depth in Ghorveh Plain, Kurdistan province, in September 2019. The selected soil properties were measured by standard laboratory methods. The proximal spectral reflectance of soil samples was also measured within the 350-2500 nm range (Vis-NIR) using a handheld spectroradiometer. Different pre-processing methods were assessed after recording the spectra. The results indicated that the R2 values for the PLSR method ranged from 0.58 to 0.76, while the bagging-PLSR produced R2 values between 0.59 and 0.74. The RMSE values obtained for sand, silt, clay, CCE, and pH were 17.43, 7.65, 7.83, 7.94, and 0.66, respectively for the PLSR, and 16.66, 7.63, 8.13, 7.71, and 0.45 for the bagging-PLSR. Based on the ratio of prediction to deviation (RPD) values, the bagging-PLSR model achieved the best performance in predicting sand and CCE. However, for clay and pH prediction, the PLSR model was the most accurate. Both the PLSR and bagging-PLSR models yielded identical predictions for silt content, with an RPD value of 1.53. Overall, the results showed that PLSR and bagging-PLSR models have acceptable accuracy for estimating the proposed properties of the soils.

    Keywords: CCE, soil properties, Partial least-squares regression, Visible, near-infrared spectroscopy}
  • کمال گنجعلی پور*، محمود فاطمی عقدا، کمال نبی اللهی

    روش های الکترومغناطیس در ژئوفیزیک کاربردی به سرعت در حال پیشرفت هستند. از زمانی که روش بازتاب سنجی در حوزه زمان برای امواج رادار هدایت شده (TDR) رشد کرده است استفاده از آن منجر به کاربرد خلاقانه و مقایسه آن با سایر روش های اندازه گیری قبلی شده است. یک سیستم TDR از یک دریافت کننده و تولید کننده موج رادار (الکترومغناطیس)، یک خط انتقال و موج بر تشکیل شده است. پالس الکترومغناطیس تولید شده از درون کابل هادی به سمت موج بر حرکت می کند و از طریق موج بر وارد محیط تحت آزمایش می شود هدف از این تحقیق این است که با انجام آزمون هایی بر روی کابل های مخابراتی دو رشته ای به عنوان سنسور TDR، توانایی و دقت روش بازتاب سنجی زمان در تشخیص موقعیت های نشت مورد ارزیابی قرار گرفته است. در این تحقیق کابل دو رشته ای در زیر مصالح رس گراولی GC مدفون شد و با افزایش درصد رطوبت خاک به صورت پله ای در دو نقطه، حساسیت روش TDR نسبت تغییرات رطوبت در اطراف کابل، مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس شکل موج های TDR نقاط تغییرات ثابت انعکاس در فاصله های 9-9/5 و 4/5 متری قرار دارد که کاملا با فاصله واقعی نقاط آزمایش انطباق دارد. در این پژوهش از دستگاه رطوبت سنج TDR ساخت شرکت soil moisture مدل6050 x1  استفاده شده است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که روش TDR توانایی آن را دارد به عنوان یک سیستم مانیتورینگ برای تشخیص محل نشت در سدها، دایک ها و سایر سازه های ژئوتکنیکی به کار برده شود.

    کلید واژگان: بازتاب سنجی دامنه زمان, پالسTDR, کابل دو رشته ای, نشت}
    Kamal Ganjalipour*, Mahmoud Fatemi Aghda, Kamal Nabiollhi

    Electromagnetic methods in applied geophysics are advancing rapidly. Since the TDR system has grown, its use has led to innovative applications and comparisons with other previous measurement methods. A TDR system consists of a radar (electromagnetic) receiver and generator, a transmission line, and a waveguide. The electromagnetic pulse generated from inside the conductor cable moves towards the waveguide and is tested through the waveguide into the environment under test. In the last few years, the use of the TDR system to identify water leakage situations has been expanding. In this article, by performing tests on two-strand telecommunication cables as TDR sensors, the ability and accuracy of the time domain reflectometry method in detecting leakage situations has been evaluated. In this research, the two-stranded cable was buried under GC gravel clay material, and by increasing the percentage of soil moisture stepwise at two points, the sensitivity of the TDR method to the changes in moisture around the cable was investigated. Based on the TDR waveforms, the points of reflection coefficient changes are located at the distances of 9.5-9 and 4.5 meters, which is completely consistent with the actual distance of the test points. In this research, TDR moisture meter made by soil moisture company model 6050x1 was used. The results of this research show that the TDR method has the ability to be used as a monitoring system to detect leakage in dams, dikes and other geotechnical structures.

    Keywords: Double Strand Cable, leakage, TDR Pulse, Time Domain Reflectometry, TDR}
  • پوریا شهسواری، محمدامیر دلاور*، پرویز کرمی، کمال نبی اللهی

    RothC یکی از موفق ترین مدل ها برای شبیه سازی تاثیر تغییرات آب و هوایی و فعالیت های مدیریتی در اکوسیستم های طبیعی در سطح محلی، منطقه ای و جهانی است. هدف این تحقیق واسنجی و اعتبارسنجی مدل RothC برای تجزیه و تحلیل ذخایر کربن آلی خاک طی سال های 1990 تا 2020 میلادی (وضعیت کنونی) و تعریف سناریوهای حفظ وضعیت کنونی (سناریو 1)، تغییر اقلیم (سناریو 2)، کوددهی با کود دامی (سناریو 3) و تغییر اقلیم همراه با کوددهی با کود دامی (سناریو 4) تا سال 2100 میلادی در کاربری های چمنزار، مرتع و اراضی کشاورزی با تناوب های زراعی گندم - آیش و گندم - نخود در ایستگاه تحقیقاتی سارال استان کردستان است. مدل با استفاده از داده های اندازه گیری شده در سال های 1389 (مرتع و چمنزار) و 1394 (اراضی کشاورزی) و داده های آب وهوای محلی پارامتریابی و با مطابقت داده های خروجی مدل با داده های مشاهده شده واسنجی گردید. مدل تغییرات ذخایر کربن آلی خاک را در سناریوهای مختلف کوددهی و تغییر اقلیم به خوبی پیش بینی کرد به طوری که میانگین جذر مربعات خطا 92/8 درصد و راندمان مدل سازی 74/0 محاسبه شد. نتایج شبیه سازی نشان داد تغییرات اقلیمی در کاربری های موردمطالعه موجب کاهش مقادیر ذخایر کربن آلی خاک در مقایسه با سناریو حفظ وضعیت کنونی تا سال 2100 میلادی خواهد شد. عملیات کوددهی با کود دامی (سناریو 3) بهترین سناریو و کاربری چمنزار پس از اعمال این سناریو با 83/59 تن در هکتار ذخیره کربن آلی خاک تا 2100 به عنوان بهترین کاربری در مقادیر ترسیب کربن بود. بیشترین مقدار نرخ ذخیره کربن آلی و تغییرات ترسیب کربن آلی طی 80 سال آینده در کاربری مرتع به ترتیب با 9/32 درصد و 16/0 تن در هکتار (سناریو 3) و کمترین در اراضی کشاورزی با تناوب زراعی گندم - آیش به ترتیب با 32- درصد و 11/0- تن در هکتار (سناریو 2) برآورد شد.

    کلید واژگان: ترسیب کربن, سارال, سناریوهای مدیریتی, مدل RothC}
    Pouria Shahsavari, MohammadAmir Delavar *, Parviz Karami, Kamal Nabiollahi

    RothC is among the most successful models in terms of simulating the impacts of climate change and management activities in natural ecosystems on local and global scales. The current research was carried out to assess and validate RothC in studying SOC content from 1990 to 2020 and defining the scenarios of maintaining the current situations (scenario 1), climate change (scenario 2), manure fertilizing till 2100 (scenario 3), and climate change with manure fertilizing till 2100 (scenario 4) in grasslands, range, and croplands in Saral Research Center, Kurdistan Province, under rotations of wheat-uncultivation and wheat-pea. The parameters of the model were determined by using the measured data from the soils sampled at two years (2018 and 2019) from Saral Research Center and the local weather data, Next, the model was validated by comparison of the predicted values with the measured SOC data. Assessment of the measured and simulated data through validation for different land uses revealed that RothC could satisfactorily predict the changes in SOC contents under different fertilizing and climate change scenarios so that root mean square error (RMSE) and the simulation efficiency were calculated as 8.92% and 74.0%, respectively. The simulation results indicated that compared to scenario1, climate change in the studied land uses will cause a decrease in SOC contents till 2100. Manure fertilizing (scenario3) would be the best scenario so that by using this strategy the grassland, with 59.83 ton SOC per hectare until the end of the current century. According to the results predicted by the model, the highest SOCrate (32.9%) and the most change in SOC sequestration (ΔSOCs) (0.16 t/h) during the next 80 years were calculated in the range under scenario 3; whereas the lowest values (-32.0% and -0.11 t/h, respectively), were achieved in croplands under rotations of wheat-uncultivation under scenario2.

    Keywords: Carbon sequestration, Saral, Management Scenarios, RothC}
  • بهاره زندی، کمال نبی اللهی*، سید طاهر حسینی، محمدعلی محمودی

    سابقه و هدف :

    استفاده بی رویه از منابع اراضی به دلیل افزایش نیاز به غذا توسط انسان منجر به تخریب و کاهش سطح اراضی قابل کشت شده است. یکی از راه های افزایش تولید در واحد سطح، ارزیابی تناسب اراضی می باشد. ارزیابی تناسب اراضی عبارتست از تطابق یک تیپ از اراضی برای استفاده تعریف شده. بررسی تغییرات مکانی کلاس های تناسب اراضی، جهت افزایش تولید و جلوگیری از تخریب اراضی ضروری می باشد. تعیین کلاس تناسب اراضی مستلزم اندازه گیری ویژگی های خاک، توپوگرافی، رطوبتی و اقلیم می-باشد که اندازه گیری این ویژگی ها پرهزینه و زمان بر می باشد. یکی از راه های حل این مشکل، استفاده از ماشین های یادگیری و داده های کمکی می باشد. ماشین های یادگیری برای قراری ارتباط ویژگی های مختلف با متغیرهای کمکی جهت بررسی تغییرات مکانی و زمانی آنها به کاربرده می شوند. ماشین یادگیری جنگل تصادفی یکی از معمول ترین و پرکاربردترین ماشین های یادگیری است. هدف از این پژوهش ارزیابی تناسب اراضی بر اساس چهارچوب تناسب اراضی فایو و روش پارامتریک برای سه محصول مهم آبی منطقه شامل یونجه، سیب زمینی و گندم آبی و پیش بینی کلاس های تناسب آنها با استفاده از ماشین یادگیری جنگل تصادفی و داده های کمکی می-باشد.

    مواد و روش ها

    122 پروفیل خاک در منطقه قروه استان کردستان (با وسعت 6500 هکتار) حفر، تشریح و نمونه برداری برداشت شد. در کلیه نمونه های خاک خصوصیات بافت، اسیدیته، کربن آلی، آهک، گچ، ESP، هدایت الکتریکی و سنگریزه اندازه گیری شد. علاوه-بر این داده های اقلیم و توپوگرافی هم ثبت شد. با استفاده از خصوصیات اقلیم، خاک و توپوگرافی و بر اساس چهارچوب تناسب اراضی فایو و روش پارامتریک کلاس های تناسب اراضی تعیین گردید. متغیرهای محیطی استفاده شده در این پژوهش پارامترهای سرزمین، نقشه اجزاء واحد اراضی و داده های تصویر +ETM بودند. جهت ارتباط بین کلاس تناسب اراضی و متغیرهای کمکی از ماشین یادگیری جنگل تصادفی استفاده شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی تقاطعی و شاخصه های آماری صحت کلی و شاخص کاپا مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    ن: نتایج نشان داد که که کلاس تناسب منطقه مورد مطالعه برای گندم آبی، یونجه و سیب زمینی به ترتیب دارای 31، 47 و 57 درصد کلاس N2، 21، 34 و 27 درصد کلاس N1 و 48، 19 و 16 درصد کلاس S3 می باشد. محدودیت های اصلی منطقه برای کشت این محصولات شامل شیب زیاد، خاک کم عمق، سنگریزه و اسیدیته می باشدبرای پیش بینی کلاس تناسب اراضی یونجه، سیب زمینی و گندم آبی متغیرهای کمکی شامل شاخص بالای پشته با درجه تفکیک بالا، شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، فاکتورLS، ارتفاع، شاخص خیسی و نقشه اجزاء واحد اراضی مهم ترین بودند. نتایج این پژوهش نشان داد که ماشین یادگیری جنگل تصادفی جهت پیش بینی کلاس تناسب اراضی گندم آبی با 78/0 و 71/0، یونجه با 75/0 و 70/0 و سیب زمینی با 79/0 و 72/0 به ترتیب برای صحت کلی و شاخص کاپا دارای دقت مناسب برای پیش بینی کلاس تناسب اراضی می باشد.

    نتیجه گیری

    پستی و بلندی مهمترین فاکتورهای خاک سازی بوده و در توزیع مکانی کلاس تناسب اراضی موثر می باشد. منطقه مورد مطالعه به علت محدودیت های خاک و توپوگرافی دارای تناسب کم تا نامناسب برای کشت این محصولات می باشد و عملیات اصلاح اراضی مناسب جهت افزایش تولید و مدیریت پایدار اراضی توصیه می شود. ماشین یادگیری جنگل تصادفی دقت مناسیب جهت برآورد کلاس تناسب اراضی داشت. لذا پیشنهاد می گردد جهت نقشه برداری کلاس تناسب اراضی تکنیک های ماشین یادگیری (همچون جنگل تصادفی) و داده های کمکی از قبیل پارامترهای سرزمین، تصاویر ماهواره ای و نقشه اجزاء اراضی استفاده شود.

    کلید واژگان: نقشه اجزاء اراضی, لندست, خصوصیات سرزمین, کردستان}
    Bahare Zandi, Kamal Nabiollahi *, Sayed Taher Hossaini, MohamadAli Mahmoodi
    Background and objectives

    Improper use of land resources due to increased human food needs has led to the destruction and reduction of arable land. One way to increase production per unit area is to land suitability assessment. Land suitability assessment is the fitness of a type of land for defined use. Assessing spatial variability of land suitability class is necessary to increase production and prevent land degradation. Determining the land suitability class requires measuring soil, topography, moisture and climate properties, which are costly and time consuming. One solution to this problem is to use learning machines and auxiliary data. Learning machines are used to relate various properties with auxiliary variables to assess their spatial and temporal variability. Random forest learning machine is one of the most common and widely used learning machines. The aim of this study is to assess land suitability based on FAO land suitability framework and parametric method for three important irrigated crops of the region, including alfalfa, potato and irrigated wheat, and to predict their land suitability classes using random forest learning machine and auxiliary data.

    Materials and Methods

    122 soil profiles were dug, described and sampled in the Ghorveh area of Kurdistan Province (covers 6500 ha). Soil texture, acidity, organic carbon, CaCO3, gypsum, ESP, electrical conductivity and gravel were measured in all soil samples. Moreover, topography and climate data were also recorded. Environmental variables in this research were terrain attributes, land unit components map, and data of ETM+ image. To make a relationship between land suitability class and auxiliary data, random forest (RF) learning machine were applied and using cross validation method and statistic indices including overall accuracy and kappa index was validated.

    Results and Discussion

    The results showed that suitability class of the study area has 37, 41 and 57% N2 class, 21, 34 and 27% N1 class and 48, 19 and 16% S3 class for irrigated wheat, alfalfa and potato, respectively. The major limitations of the study area to plant the crops are included high slope, shallow soil depth, high pH and gravel.To predict land suitability class of alfalfa, potato and irrigated wheat, auxiliary variables including MRRTF index, MRVBF index, wetness index, LS factor, elevation and land unit components map were the most important. The results of this study showed that the random forest learning machine for prediction of land suitability class of irrigated wheat with 0.78, and 0.71, alfalfa with 0.75 and 0.70 and potato with 0.79 and 0.72 for overall accuracy and kappa index, respectively, had a suitable accuracy.

    Conclusion

    Topography is the most important soil forming factor and is effective in distribution of land suitability class. The study area, because of limitation of soil and topography has low to non-suitable suitability to plant these crops and it is suggested proper land improvement operations to increase production and land sustainability management. Random forest learning machine had suitable accuracy for predicting land suitability class. Therefore, it is suggested to map land suitability class learning machine techniques (such as randomized forest) and auxiliary data such as terrain attributes, land unit components map and satellite images were applied.

    Keywords: Land unit components map, Landsat, terrain attributes, Kurdistan}
  • لیلا رسولی، کمال نبی اللهی*، روح الله تقی زاده
    سابقه و هدف

    کیفیت خاک یکی از خصوصیات بسیار مهم خاک بوده که بررسی تغییرات مکانی آن، جهت مدیریت و تخریب خاک مهم می باشد. رویکرد کمی کردن کیفیت خاک با استفاده از شاخص های کیفیت، جهت فهم بهتر اکوسیستم های خاک به طور گسترده ای به کار برده شده است. شاخص کیفیت خاک از طریق اندازه گیری یکسری خصوصیات خاک محاسبه می شود که اندازه گیری این خصوصیات گران و زمان بر می باشد که یکی از راه ها جهت این کاهش هزینه و زمان، استفاده از تکنیک نقشه برداری رقومی خاک است که می تواند خصوصیات خاک را با استفاده از داده های کمکی و مدل های داده کاوی به صورت رقومی پیش بینی کند. هدف از این تحقیق استفاده از مدل جنگل تصادفی و داده های کمکی برای نقشه برداری شاخص کیفیت خاک می باشد.

    مواد و روش ها

    بر اساس نقشه ژیومورفولوژی، 17 پروفیل خاک و 105 نمونه اوگر از عمق 20-0 سانتی متری در منطقه قروه استان کردستان (با وسعت 6500 هکتار) برداشت شد و بافت خاک، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، هدایت الکتریکی، اسیدیته، کربنات کلسیم معادل، ازت کل، فسفر در دسترس، شدت تنفس میکروبی، نسبت جذب سطحی سدیم (SAR)، جرم مخصوص ظاهری و درصد سنگریزه اندازه گیری و محاسبه شدند و سپس شاخص کیفیت وزنی تجمعی خاک محاسبه شد. متغیرهای محیطی در این پژوهش نقشه ژیومورفولوژی، پارامترهای سرزمین و داده های تصویر +ETM بودند. نقشه ژیومورفولوژی بر اساس روش زینک تهیه شد. پارامترهای سرزمین (شامل 10 پارامتر)، شاخص تعدیل شده خاک (SAVI)، شاخص روشنایی (BI) و شاخص گیاهی نرمال شده (NDVI) به ترتیب با استفاده از نرم افزار SAGA و ArcGIS10.3 محاسبه و استخراج گردید. جهت ارتباط بین شاخص کیفیت خاک و متغیرهای کمکی از مدل جنگل تصادفی استفاده شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی دوجانبه و پارامترهای آماری شامل ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا مورد ارزیابی قرار گرفت.

    یافته ها

    بر اساس آنالیز واریانس مشترک (سهم هر ویژگی) جرم مخصوص ظاهری خاک، شن، ظرفیت تبادل کاتیونی و رس دارای بیشترین وزن (1/0 ≥) و سنگریزه و SAR دارای کمترین وزن (05/0 ≤) در میان ویژگی های کیفیت خاک بودند. برای پیش بینی شاخص کیفیت خاک، متغیرهای کمکی شامل شیب، شاخص SAVI، شاخص خیسی، شاخص MrVBF، فاکتور LS، ارتفاع، شاخص NDVI و نقشه ژیومورفولوژی مهم ترین بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل جنگل تصادفی با 65/0، 042/0 و 062/ به ترتیب0برای ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا دارای دقت نسبتا مناسب برای پیش بینی شاخص کیفیت خاک بودند. شاخص کیفیت خاک در محدوه بین 65/0 -3/0 قرار داشت و میانگین مقادیر آن در واحدهای ژیومورفولوژی (مناطق مرتفع شمال، شمال غربی و شمال شرقی) با شیب زیاد و عمق کم خاک (Mo131، Mo141 و Hi231) کمترین و در واحدهای با شیب کم و عمق زیاد خاک (Pi111،Pi311، Pi322،Pi211 و Pi312) بیشترین بود که از لحاظ آماری هم این اختلافات معنی داری می باشند.

    نتیجه گیری

    در پژوهش حاضر از مدل جنگل تصادفی جهت بررسی تغییرات مکانی شاخص کیفیت خاک در منطقه قروه استان کردستان استفاده شد. شرایط ژیومورفولوژیک منطقه مطالعاتی بسیاری از خصوصیات خاک و متعاقبا شاخص کیفیت خاک را در منطقه تاثیر قرار داده است. مدل جنگل تصادفی برآورد نسبتا دقیقی از شاخص کیفیت خاک داشت. لذا پیشنهاد می گردد جهت نقشه برداری خصوصیات خاک از تکنیک های پدومتری (همچون جنگل تصادفی) و داده های کمکی از قبیل نقشه ژیومورفولوژی، اجزاء سرزمین و تصاویر ماهواره ای استفاده شود.

    کلید واژگان: کیفیت خاک, نقشه ژئومورفولوژی, لندست, خصوصیات سرزمین, جنگل تصادفی}
    Leila Rasouly, Kamal Nabiollahi *, Ruhollah Taghizadeh
    Background and objectives

    Soil quality is one of the most important soil properties which investigation of it's changes is essential to soil management and degradation. Quantifying soil quality using soil quality index to improve understanding of soil ecosystems is have been wieldy used. The soil quality index is calculated by measuring some soil characteristics which measuring these properties is expensive and time consuming. Therefore, one of the solutions is the use of digital soil mapping technique that can digitally predict soil properties using auxiliary data and data mining models. The purpose of this research is using a random forest model and auxiliary data for mapping the soil quality index.

    Materials and Methods

    Based on the geomorphology map, 17 soil profiles and 105 auger samples were taken from a depth of 0-20 cm in the Ghorveh area of Kurdistan Province ( covers 6500 ha) and soil texture, organic carbon, cation exchange capacity, electrical conductivity, pH, carbonate calcium equivalent, total nitrogen, available phosphorus, microbial respiration rate, sodium adsorption ratio (SAR), bulk density, and gravel percentage were measured and calculated then the soil additive weighted index was calculated. Environmental variables in this research were map geomorphology, terrain attributes and data of ETM+ image. Geomorphology map was prepared based on zinc method. Terrain attributes (including 10 parameters), soil adjust vegetative index index (SAVI), and normalized difference vegetative index (NDVI), and brightness index (BI) were computed and extracted using SAGA and Arc GIS software, respectively. To make a relationship between soil quality index and auxiliary data, random forest (RF) model were applied and using cross validation method and statistic criteria including coefficient of determination (R2), mean error (ME) and root mean square error (RMSE) was validated.

    Results and Discussion

    According to the communality (share of each soil indicator), bulk density, sand, cation exchange capacity and clay had the highest weight (≥ 0.1) and gravel and SAR had the lowest weight (≤0.05) among the soil quality properties. To predict soil quality index, auxiliary variables including slope, SAVI index, wetness index, MrVBF index, LS factor, elevation, NDVI index and geomorphology map were the most important. The results of this study showed that the random forest model with 0.65, 0.042 and 0.062 for determination of coefficient (R2), mean error (ME), and root mean square root (RMSE) had a fairly suitable accuracy for prediction of soil quality index. The soil quality index was ranged between 0.3-0.65 and its mean values in geomorphologic units with low gradient and low soil depth (Mo131, Mo141 and Hi231) were the lowest and in geomorphologic units with low slope and high soil depth (Pi111, Pi311, Pi322, Pi211 and Pi312) were the highest which these differences were statistically significant.

    Conclusion

    In this research, a randomized forest model was used to study the spatial variation of soil quality index in Ghorveh area of Kurdistan province. The geomorphologic conditions of the study area have affected many soil characteristics and subsequently the soil quality index in the region. The soil quality index content was the lowest in highlands of north, northwest and northeast with high slope and low soil depth. The slope was the most important auxiliary variables to predict soil quality index in the region. Based on the results of statistical indices, random forest model also had relatively accurate estimation of the soil quality index. Therefore, it is suggested to map soil properties podometric techniques (such as randomized forest) and auxiliary data such as geomorphologic map, terrain attributes, and satellite images were applied.

    Keywords: Soil quality, geomorphology map, Landsat, terrain attributes, Random Forest}
  • کمال نبی اللهی*، کامران عزیزی، مسعود داوری
    سابقه و هدف
    شوری خاک یکی از خصوصیات بسیار مهم خاک بوده و بررسی تغییرات مکانی آن، جهت مدیریت زراعی، تخریب اراضی و مطالعات زیست محیطی حائز اهمیت می باشد. شوری خاک با استفاده از هدایت الکتریکی (EC) اندازه گیری می شود و تخمین مقادیر شوری خاک با استفاده از این روش های آزمایشگاهی گران و زمان بر است. بنابراین، جمع آوری اطلاعات در مورد توزیع مکانی شوری خاک در مناطق گسترده نیاز به تکنیک های جدید ارزان دارد. اخیرا تکنیک های جدیدی از قبیل طیف سنجی مرئی-مادون قرمز نزدیک، القاءگر الکترومغناطیس و سنجش از دور برای اندازه گیری شوری خاک به کاربرده شده است. هدف از این پژوهش تخمین شوری خاک با استفاده از روش های طیف سنجی مرئی - مادون قرمز نزدیک، القاءگر الکترومغناطیس و سنجش از دور می باشد.
    مواد و روش ها
    منطقه مورد مطالعه در 20 کیلومتری شمال شرقی شهرستان قروه در استان کردستان واقع شده و سطحی معادل 26000 هکتار را در بر می گیرد. 100 نمونه خاک (عمق 30-0 سانتی متری) جمع آوری و هدایت الکتریکی خاک در عصاره اشباع اندازه گیری شد. متغیرهای کمکی استفاده شده در این مطالعه، داده های طیفی خاک در محدوده مرئی - مادون قرمز نزدیک، قرائت های روش القاءگر الکترومغناطیس و داده های سنجده ETM+ لندست 8 بودند. در 100 مکان نمونه برداری، قرائت های افقی و عمودی با استفاده از EM38 قرائت شده و شاخص شوری، شاخص NDVI، شاخص روشنایی و باندهای 1، 2، 3، 4، 5، 6 و 7 با استفاده از نرم افزار Arc GIS و داده های سنجده ETM+ لندست 8 محاسبه و استخراج شدند. افزون بر این، 100 نمونه خاک با استفاده از طیف سنج زمینی (مدل FieldSpec®3, ASD, FR, USA) با طول موج 2500- 350 نانومتر تحت اسکن قرار گرفتند. جهت ارتباط دادن بین شوری خاک و متغیرهای کمکی این سه روش از مدل شبکه عصبی مصنوعی استفاده گردید. در نهایت شوری خاک با استفاده از مدل شبکه عصبی مصنوعی برآورد شده و با استفاده از روش اعتبارسنجی متقاطع مورد ارزیابی قرار گرفت.
    یافته ها
    مقادیر شوری خاک کم تا زیاد بودند (47/14 -23/0 دسی زیمنس بر متر). بیشینه مقادیر شوری خاک در مناطق مرکزی (اراضی پست و بایر) و کمینه مقادیر شوری خاک در اراضی مرتفع و مرتعی مشاهده شد. بر اساس آنالیز حساسیت، مدل شبکه عصبی مصنوعی در روش سنجش از دور، شاخص شوری، شاخص NDVI، باند 7 و باند 3 مهم ترین متغیرها برای پیش بینی شوری خاک بودند، به طور کلی، این نتایج نشان داد که مهم ترین متغیرهای کمکی برای پیش بینی شوری خاک به ترتیب داده های طیفی خاک در محدوده مرئی - مادون قرمز نزدیک، قرائت عمودی و داده های سنجش از دور بودند. روش طیف سنجی مرئی - مادون قرمز نزدیک برای پیش بینی شوری خاک دارای مقادیر 62/0، 94/0 و 0.28/0 به ترتیب برای ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا بود و در مقایسه با القاءگر الکترومغناطیس و سنجش از دور بهتر بود اگر چه تلفیق سه روش (طیف سنجی مرئی - مادون قرمز نزدیک، القاءگر الکترومغناطیس و سنجش از دور) با هم بهترین نتایج جهت تخمین شوری خاک را داشت.
    نتیجه گیری
    مهمترین متغیر کمکی برای پیش بینی شوری خاک در منطقه داده های طیفی خاک در محدوده مرئی - مادون قرمز نزدیک بود. روش القاگر الکترومغناطیس هم متغیر مناسبی جهت پیش بینی شوری خاک بوده و می تواند به عنوان یک روش ارزان، دقیق و سریع برای پیش بینی شوری خاک توصیه شود. تلفیق سه روش (طیف سنجی مرئی - مادون قرمز نزدیک، القاءگر الکترومغناطیس و سنجش از دور) با هم بهترین نتایج جهت تخمین شوری خاک را داشت. بنابراین، پیشنهاد می شود که مدل شبکه عصبی مصنوعی و داده های کمکی همچون داده های طیفی روش طیف سنجی مرئی - مادون قرمز نزدیک و القاگر الکترومغناطیس در مطالعات آینده استفاده شود.
    کلید واژگان: محدوده طیفی مرئی - مادون قرمز نزدیک, EM38, شاخص شوری, شبکه عصبی مصنوعی}
    Kamal Nabiollahi *, Kamran Azizi, Masoud Davari
    Background and objectives
    Soil salinity is one of the most important soil properties and it's variability investigation is essential to crop management, land degradation and environmental studies. Soil salinity is measured using electrical conductivity (EC) and estimation of soil salinity contents using experimental methods is expensive and time consuming. Therefore, the collection of information on the spatial distribution of soil salinity in n vast areas requires new inexpensive techniques. Recently, new techniques such as electromagnetic induction, visible - near infrared spectroscopy and remote sensing were applied to measure soil salinity. The purpose of this study is the estimation of soil salinity using visible- near infrared spectroscopy, electromagnetic induction, and remote sensing methods.
    Materials and Methods
    The study area is located 20 km northeast of Ghorveh city in Kurdistan Province and covers a surface of 26000 hectares. 100 soil samples (0–30 cm depth) were collected and. soil electrical conductivity was measured in a saturated extract. Applied auxiliary data in this study were spectral information of visible - near infrared spectroscopy method, reading of electromagnetic induction method, and ETM+ data of Landsat 8. In the 100 sampling sits, horizontal and vertical readings were read using EM38 and salinity index (SI) and normalized difference vegetative index (NDVI), bright index, and Bands 1, 2, 3, 4, 5, 6 , and 7were computed and extracted using Landsat 8 ETM+ data and Arc GIS software. Moreover, the 100 samples were scanned using spectrometer (model of FieldSpec®3, ASD, FR, USA) with a spectral range of 350 to 2500 nm. To make a relationship between soil salinity and auxiliary data of the three methods, artificial neural network (ANN) model were applied. Finally, soil salinity were estimated using ANN and were validated using cross validation method.
    Results and Discussion
    Soil salinity contents were low to high (0.23 to 14.47 dSm-1). The highest contents of soil salinity were observed in central regions (low and bare land) and the lowest contents of soil salinity were located in high and range land. Based on sensitive analysis of artificial neural network model, in remote sensing methods salinity index, NDVI index, band 7, and band 3 were the most variables to predict soil salinity. In general, the results showed the most important auxiliary variables to predict soil salinity were spectral information of visible - near infrared range, vertical reading, and remote sensing data, respectively. Soil visible - near infrared spectroscopy method to predict soil salinity had 0.94, 0.27 and 0.64, respectively for determination of coefficient (R2), mean error (ME), and root mean square root (RMSE) and was better compared to the electromagnetic induction, remote sensing although combination of three methods together had the best results to estimate soil salinity.
    Conclusion
    The most important auxiliary data to predict soil salinity in the study area was spectral information of visible - near infrared range. Electromagnetic induction method also is suitable auxiliary data to predict soil salinity and it can recommend as speed, accurate and cheap method to predict soil salinity. Combination of three methods together (electromagnetic induction, visible - near infrared spectroscopy and remote sensing) had the best results to estimate soil salinity. Therefore, it is suggested to predict soil salinity, ANN model and auxiliary data such as spectral information of visible - near infrared spectroscopy method and electromagnetic induction will be applied in the future studies.
    Keywords: Spectral range of visible - near infrared_EM38_Salinity index_Artificial neural network}
  • فریبا گل محمدی، کمال نبی اللهی*، روح الله تقی زاده مهرجردی، مسعود داوری
    ننفوذ یکی از مهم ترین مشخصه های فیزیکی خاک است که اندازه گیری مستقیم آن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. هدف از این پژوهش تخمین سرعت نفوذپذیری پایه با استفاده مدل های نروفازی، شبکه مصنوعی و رگرسیون خطی چند متغیره است. بدین منظور، در 100 نقطه در منطقه دهگلان استان کردستان سرعت نفوذپذیری پایه با استفاده از استوانه مضاعف اندازه گیری شد. ویژگی های فیزیکی خاک (تخلخل، جرم ویژه ظاهری، شن، سیلت و رس) و توپوگرافی به عنوان ویژگی های زودیافت اندازه گیری شده و برای برآورد نفوذپذیری خاک استفاده شدند. داده ها به دو سری آموزشی (70 درصد داده ها) و آزمون (30 درصد داده ها) تقسیم شدند. مدل ها بر اساس نوع ورودی به نوع 1 (ویژگی های فیزیکی خاک) و 2 (ویژگی های فیزیکی خاک و توپوگرافی) طبقه بندی شدند. نتایج ارزیابی مدل ها بر اساس شاخص های ریشه میانگین انحراف خطا، مربعات خطا، میانگین خطا، خطای استاندارد نسبی و بهبود نسبی نشان داد که مدل نروفازی نوع 1 به ترتیب با آماره های 0.24، 1.3، 1.69، 0.25 و 65.41 و نوع 2 به ترتیب با آماره-های 0.1-، 0.95، 0.84، 0.18 و 71.52، دارای بالاترین دقت در تخمین سرعت نفوذپذیری پایه می باشد. همچنین مشاهده شد که استفاده از داده های توپوگرافی به عنوان ورودی همراه با ویژگی های فیزیکی خاک می تواند منجر به بهبود دقت تخمین سرعت نفوذپذیری پایه شود.
    کلید واژگان: ویژگی های زودیافت, شیب, توابع انتقالی, دهگلان}
    Fariba Golmohamadi, Kamal Nabiollahi*, Rohollah Taghizade Mehrjardi, Masod Davari
    Infiltration is the most important soil physical characteristic which its direct measurement is laborious, time consuming and expensive. The purpose of this study is to estimate steady infilterability rate, using Neuro-Fuzzy, Neural Network and Multivariate Linear Regression models. Consequently, steady infilterability rate, was measured using double rings in 100 points in Dehgolan region, Kurdistan Province, Iran. Soil physical (porosity, bulk density, sand, silt and clay) and topography characteristics were measured as readily available properties and used to estimate steady infilterability rate, The data were divided into two sets of terrain (70% of the data) and test (30% of the data). The models based on input type were categorized into type 1 (physical characteristics) and 2 (soil physical and topography characteristics). The results based on mean bias error (MBE), Root Mean Square Error (RMSE), Mean Error (ME), Relative Standard Error (RSE) and Relative Improvement (RI) showed that the Neuro-Fuzzy model (type 1 respectively with statistics 0.24, 2.01, 0.46, 4.04 and 46.65) (type 2 respectively with statistics -0.1, 1.24, 0.23, 1.54 and 58.62) has the most accuracy of steady infilterability rate, estimation. Also was observed using topography data as input together with soil physical characteristics can lead to improvement of the estimation accuracy of steady infilterability rate.
    Keywords: Readily available properties, Slope, Pedotransfer function, Dehgolan}
  • شلیر اسکندری، کمال نبی اللهی، روح الله تقی زاده مهرجردی
    کربن آلی خاک یکی از خصوصیات مهم خاک می باشد که اطلاعات پیرامون تغییرات مکانی آن جهت مدیریت زراعی، تخریب اراضی و مطالعات زیست محیطی حائز اهمیت می باشد. هدف از این پژوهش استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی برای تهیه نقشه کربن آلی خاک می باشد. بنابراین، تعداد 137 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی متری خاک های منطقه مریوان استان کردستان برداشت شده و خصوصیت کربن آلی خاک اندازه گیری شد. متغیرهای محیطی که در این پژوهش استفاده شد شامل اجزاء سرزمین و داده های تصویر +ETM ماهواره لندست می باشد. جهت ارتباط دادن بین کربن آلی خاک و متغیرهای کمکی، از مدل شبکه عصبی مصنوعی بهره گرفته شد. بر اساس نتایج انالیز حساسیت به روش رپر، برای پیش بینی کربن آلی خاک، متغیرهای کمکی شامل شاخص خیسی، شاخص همواری دره، فاکتور LS، شاخص NDVI و باند 3 مهم ترین بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی دارای 80/0، 01/0- و 67/0 به ترتیب برای ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا می باشد. لذا پیشنهاد می شود که جهت تهیه نقشه رقومی خاک از مدل های شبکه عصبی مصنوعی در مطالعات آینده استفاده شود.
    کلید واژگان: متغیرهای محیطی, تغییرات مکانی, نقشه برداری رقومی}
    Sh. Eskandari, K. Nabiollahi *, R. Taghizadeh, Mehrjardi
    Introduction
    Soil organic carbon is one of the most important soil properties which its spatial variability is essential to crop management, land degradation and environmental studies. Investigation of variability of soil organic carbon using traditional methods is expensive and time consuming. Therefore, one of the ways to overcomethis challenge is using digital soil mapping whichcan predict soil characteristics using auxiliary data and data mining methods. Previous studies have shown that digital elevation model (DEM) and remotely sensed data are the most commonly useful ancillary data for soil organic carbon prediction. Artificial neural network (ANN) is a common technique of digital mapping. The region of Marivan in Kurdistan province is one of the forested areas inIran. In recent decades, due to population growth and the increased need for food, thisforested area has been threatened and some parts are now cultivated. Therefore, accurate mapping of soil organic carbon so as to improve land management and prevent land degradation is necessary. The purpose of this research wasusing ANN model and auxiliary data to mapsoil organic carbon.
    Materials and Methods
    The study area is located in Kurdistan Province, Marivan (cover 20000 ha). Soil moisture and temperature regimes are Xeric and Mesic, respectively. Elevation also varies between 1280 and 1980 m. The main land use typesarecropland, forestland and wetland. The major physiographic units are piedmont plain, mountain and hills with flat to steep slopes. Using stratified random soil sampling method, 137 soil samples (for the depth of 0-30 cm) were collectedand soil organic carbon were measured. In the current study, auxiliary data were terrain attributes and ETM+ data of Landsat 7. Terrain parameters (including 15 factors), bands 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, brightness index (BI) and normalized difference vegetative index (NDVI) were computed and extracted using SAGA and ArcGIS software, respectively. ANN model was applied to establish a relationship between soil organic carbon and auxiliary data. Finally, soil organic carbon weremappedusing ANN and validated based oncross validation method. Three different statistics was used for evaluating the performance of model in predicting soil organic carbon, namely the coefficient of determination (R2), mean error (ME) and root mean square error (RMSE).
    Results and Discussion
    Based on sensitive analysis of ANN model, auxiliary variables includingwetness index, index of valley bottom flatness (MrVBF), LS factor, NDVI index, and B3were the most important factors
    for prediction of soil organic carbon. The quantities of R2, ME and RMSE calculated for ANN model were0.80,0.01 and 0.67, respectively.Soil organic carbon content ranged from0.26 to 8.45 % and the highest contentwasobserved in forestland with hill and mountain physiography and wetland around the lake. It is noteworthy that the differences fordifferent land uses were not statistically significant. Auxiliary data including wetness index, index of valley bottom flatness, LS factor, and B3 in different land uses had statistically significant difference (p<0.05) indicatinga closerelationship between auxiliary data and soil organic carbon. MrVBF and wetness index were lower and higher in forestland and wetland, respectively. Conversely, LS factor was higher and lower in forestland and wetland, respectively. Band 3 was lower in cropland and wetland compared to in forestland. NDVI index was also insignificantly higher in forestland compared to in cropland and wetland.
    Conclusion
    In this research,ANN model was used to investigate the spatial variability of soil organic carbon in Marivan, Kurdistan province. The highest content of Soil organic carbon was foundin forestland and wetland. NDVI index was the most important auxiliary data to predict soil organic carbon within ourstudy area. According to the values of statistics, ANN accurately estimated the soil organic carbon. Therefore, employingpedometric techniques such as ANN model, auxiliary data of terrain attributes and satellite images to digitally mapsoil properties and updateold maps is recommendable. Further studies are needed to compare these results withdirect measurements of soil organic carbon.
    Keywords: Digital elevation model, Land use, Satellite image}
  • سیدمحمود فاطمی عقدا*، کمال گنجعلی پور، کمال نبی اللهی
    با توجه به گسترش و توسعه کاربرد تکنولوژی در زمین‎شناسی مهندسی، ژئوتکنیک، مکانیک خاک و مکانیک سنگ، هر روزه امکان استفاده از روش های جدیدتر، سریع تر و ارزان تر در این زمینه ها فراهم می شود. یکی از این روش ها تکنولوژی TDR است. این تکنولوژی در ابتدا به وسیله صنعت مخابرات و برق برای تعیین محل عیب کابل ها توسعه پیدا کرد. رادار یک مثال ابتدایی از TDR است. اساس این تکنولوژی ارسال یک پالس کوتاه انرژی است که در اثر برخورد با برخی آنومالی‎ها منعکس می شود. محل این آنومالی‎ها در صورتی قابل تعیین است که سرعت و جهت پالس مشخص باشد. یک سیستم TDR از یک دریافت کننده و تولید کننده موج رادار (الکترومغناطیس) ، یک خط انتقال و موج بر تشکیل شده است. پالس الکترومغناطیس تولید شده از درون کابل هادی به سمت موج بر حرکت می کند و از طریق موج بر وارد محیط تحت آزمایش می شود. در پژوهش حاضر از این تکنیک در سد داریان و در چاه مشاهده ای شماره 10 برای تعییین سطح آب زیرزمینی استفاده شده است. TDR به خوبی قادر به تشخیص سطح مشترک آب- هوا بوده و نتایج حاصل بر داده های اندازه گیری شده با روش های سنتی منطبق است. همچنین در یکی از ترانشه های مستعد لغزش در سد داریان کابل کواکسیال به عنوان سنسور TDR نصب شد. نتایج نشان دادند که TDR زون های برشی و کششی کابل را که در نتیجه حرکات زمین به وجود آمده اند با موفقیت شناسایی می کند. در نهایت از آنجا که پردازش دستی داده های TDR بسیار مشکل و نیازمند دقت و زمان زیادی است؛ روشی را برای پردازش کامپیوتری این داده ها ابداع شد.
    کلید واژگان: TDR, ثابت انعکاس, سطح آب, پالس الکترومغناطیس, زمین‎شناسی مهندسی}
    S. M. Fatemi Aghda*, K. Nabiollahi, K. GanjaliPour
    Due to the expansion and application of technology in soil and rock mechanics, engineering geology and geotechnics, it is possible to use newer, faster and cheaper methods in these fields every day. TDR technology is one of these methods. This technology has been developed by the telecommunication and electricity industry to determine the location of cable faults. The radar is a prime example of the TDR. The basis of this technology is the sending of a short pulse of energy (electromagnetic pulse) that is reflected in the collision with some anomalies. The point location of these anomalies can be determined if the velocity and direction of the pulse can be determined. The electromagnetic pulse reaches the waveguide through the conductor cable and enters the test environment. In this research, this method was used to determine the groundwater level in the Darian dam. The TDR has the ability to detect the air-water interface, and the reported results are consistent with the measured data using traditional methods. Also in one of the situations that are prone to slide, coaxial cable was installed as TDR sensor. The results showed that the TDR recognizes the shearing and stretching zones in the cable as the result of the ground movement successfully. Finally, since manual processing of TDR data was very difficult and requires high accuracy and time, a method for computer processing of this data was provided by the authors.
    Keywords: TDR, Reflection coefficient, Water table, Electromagnetic pulse, Engineering geology}
  • سروه مرادی، کمال نبی اللهی*، سید محمد طاهر حسینی
    سابقه و هدف
    کیفیت خاک یکی از مهم ترین عوامل در ارزیابی مدیریت خاک می باشد لذا شناخت همه خصوصیات کیفیت خاک از قبیل فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی ضروری می باشد .تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی بر تغییرات ویژگی های خاک تاثیر گذاشته و منجر به کاهش کیفیت خاک می شود. علاوه بر این، خصوصیات خاک به موقعیت توپوگرافی نیز بستگی دارد. منطقه مریوان در استان کردستان جزو مناطق جنگلی زاگرس می باشد که با توجه به افزایش جمعیت در چند دهه اخیر و افزایش نیاز به غذا مورد تهدید قرار گرفته و بخش های از آن تحت کشت زراعت رفته است. هدف از این تحقیق بررسی اثر تخریب جنگل و جایگاه شیب بر روی کیفیت و تحول خاک در غرب استان کردستان می باشد.
    مواد و
    روش
    8 نیمرخ خاک در جایگاه های مختلف (شانه شیب، پشته شیب، پای شیب و پنجه شیب) دو شیب تپه مجاور هم، تحت کاربری های زراعت و جنگل (با شرایط یکسان) حفر و تشریح شدند. علاوه بر این در هر کاربری در هر موقعیت شیب، 3 نمونه خاک از عمق 20-0 سانتی متری برداشت شد. ویژگی های بافت خاک، شن ریز، کربن آلی، ظرفیت تبادل کاتیونی، رطوبت ظرفیت مزرعه ای، رطوبت نقطه پژمردگی دائم، هدایت الکتریکی، اسیدیته، کربنات کلسیم معادل، ازت کل، فسفر در دسترس، پتاسیم در دسترس، نفوذپذیری، شدت تنفس میکروبی، تخلخل، نسبت جذب سطحی سدیم (SAR)، رطوبت قابل استفاده و فرسایش پذیری خاک اندازه گیری و محاسبه شدند.
    یافته ها
    نتایج نشان داد که موقعیت های پایین شیب (پنجه شیب و پای شیب) دارای مقادیر بیشتر رس، کربن آلی، رطوبت قابل دسترس، شن ریز، سیلت، ازت کل، فسفر قابل دسترس، پتاسیم قابل دسترس، ظرفیت تبادل کاتیونی، نفوذپذیری و شدت تنفس میکروبی و مقادیر کمتر کربنات کلسیم معادل، هدایت الکتریکی، فرسایش پذیری، pH و SAR در مقایسه با موقعیت های بالای شیب بودند. خاک های تشکیل شده در موقعیت های پایین شیب دارای عمق و تحول بیشتری در مقایسه با موقعیت های بالای شیب بودند. همچنین نتایج نشان داد دو کاربری (جنگل و زراعت) از لحاظ مقدار جرم مخصوص ظاهری، تخلخل، سلیت، رس، کربنات کلسیم معادل، شن ریز، pH، ماده آلی، شدت تنفس میکروبی، نفوذپذیری، نیتروژن کل، فرسایش پذیری و رطوبت قابل دسترس دارای اختلاف معنی داری بودند و تغییر کاربری اراضی جنگلی به زراعی منجر به تخریب مالی سولزها شده است. بنابراین، خصوصیات خاک وابسته به موقعیت شیب و نوع کاربری بوده و این عوامل، ویژگی ها و تحول خاک را تحت تاثیر قرار داده اند.
    نتیجه گیری
    نتایج نشان داد تخریب جنگل در منطقه مریوان منجر کاهش کیفیت خاک از طریق کاهش معنی دار کربن آلی، تنفس میکروبی، ازت کل، ظرفیت تبادل کاتیونی، تخلخل، نفوذپذیری و رطوبت قابل استفاده و افزایش معنی دار جرم مخصوص ظاهری، اسیدیته، SAR، شن ریز، فرسایش پذیری و سیلت شده است. همچنین تخریب جنگل و تغییر کاربری اراضی به دلیل کشت و کار منجر به کاهش مقدار ماده آلی و تخریب ساختمان خاک افق مالیک شده است. لذا افق مالیک به اکریک تبدیل شده و رده های انتی سولز و اینسپتی سولز در کاربری زراعت تشکیل شده اند. علاوه بر این نتایج نشان داد که موقعیت های مختلف شیب بر مقدار جرم مخصوص ظاهری، شن، سلیت، رس، نفوذپذیری، فرسایش پذیری، رطوبت قابل دسترس، pH، ماده آلی، کربنات کلسیم معادل، شدت تنفس میکروبی، نیتروژن، فسفر، ظرفیت تبادل کاتیونی و پتاسیم خاک موثر بوده و دارای اختلاف معنی داری هستند. این نتایج نشان می دهد مدیریت کنونی اراضی مورد مطالعه، کیفیت خاک را متاثر ساخته و منجر به تخریب اراضی می گردد. بنابراین، حفاظت خاک مناطق شیب دار با ممانعت از جنگل تراشی در جنگل های مریوان و استفاده از اراضی مطابق با قابلیت شان جهت حفظ کیفیت خاک و اراضی ضروری است.
    کلید واژگان: خاک های جنگلی, مریوان, مالی سولز, تغییر کاربری اراضی}
    Serve Moradi, Kamal Nabiollahi *, Sayed Mohammad Taher Hissaini
    Background And Objectives
    Soil quality is one of the most important factors to assess soil management. Therefore, recognition of all soil quality properties such as physical, chemical and biological is essential. Forest degradation and land use change effect on soil properties variability and led to decrease soil quality factors on soil quality. Moreover, soil characteristics also are related to slope position. The region of Marivan in Kurdistan province is one of the forested areas of Zagros which in recent decades, due to population growth and the increased need for food, has been threatened and some parts are now cultivated. The aim of this research is assessing the effect of forest degradation and slope position on soil quality and evolution in west of Kurdistan Province.
    Materials And Methods
    Eight soil profiles in different slope position (shoulder, back slope, foot slope and toe slope) of two adjacent hill slope, under land uses of cropland and forest (uniform condition) were dug and described. Moreover, in each land use three soil samples were taken from depth 0-20 cm in each slope position. Properties of soil texture, bulk density, particle density, fine sand, organic carbon, cation exchange capacity, field capacity moisture, permanent wilting point moisture, electrical conductivity, pH, carbonate calcium equivalent, total nitrogen, available phosphorous, available potash infiltration rate, microbial respiration rate, porosity, available moisture sodium adsorption ratio (SAR) and erodibility were measured and computed.
    Results
    The results showed low slope positions (toe slope and foot slope) had higher contents of clay, organic carbon, available moisture, fine sand, silt, total nitrogen, available phosphorous, available potassium, CEC and microbial respiration rate and lower contents of electrical conductivity, soil erodibility, pH and SAR compared to high slope positions. Soils formed in low slope positions had higher depth and evolution compared to high slope positions. The results also showed two land uses (cropland and forest) in relation to bulk density, porosity, silt, clay, carbonate calcium equivalent, fine sand, pH, organic carbon, total nitrogen, microbial respiration rate, infiltration, soil erodibility and available moisture had significant difference and land use change of forest land to cropland has been led to degradation of Mollisols. Therefore, soil properties are dependent to slope position and land use kind and these factors have affected soil properties and evolution.
    Conclusion
    The results showed forest degradation has led to decrease of soil quality using significant decreasing of organic carbon, microbial respiration, total nitrogen, CEC, porosity, infiltration and available moisture and significant increasing of bulk density, pH, SAR, fine sand, soil erodibility, and silt. Forest degradation and land use change also due to cultivation led to decrease organic carbon content and soil structure degradation of Mollic horizon. Therefore, Mollic horizon has converted to Ochric horizon and Entisols and Inceptisols have formed in cropland land use. Moreover, the results showed different slope position effect on bulk density, sand, silt, clay, infiltration, erodibility, available water, pH, organic carbon, carbonate calcium equivalent, microbial respiration rate, nitrogen, phosphorous, CEC and potassium and have significant difference. These results show current management of studied land effect on soil quality and led to land degradation. Therefore, soil conservation of steep area using prevention of deforestation in Marivan forests and use of land based on their capability to conserve of soil and land quality is essential.
    Keywords: Forest soils, Marivan, Mollisols, Land use change}
  • فریبا گلمحمدی، کمال نبی اللهی *، روح الله تقی زاده مهرجردی، مسعود داوری
    سابقه و هدف
    فرسایش پذیری خاک یکی از خصوصیات بسیار مهم خاک می باشد که بررسی تغییرات مکانی آن، جهت مدیریت زراعی، تخریب اراضی و مطالعات زیست محیطی حائز اهمیت می باشد. بنابراین اطلاع از تغییر پذیری مکانی فرسایش پذیری خاک نقش مهمی در مدل سازی فرسایش آبی دارد. بررسی تغییرات فرسایش پذیری خاک به شیوه های مرسوم گران و زمان بر است . لذا یکی از راه های حل این چالش استفاده از نقشه برداری رقومی خاک است که می تواند خصوصیات خاک را با استفاده از داده های کمکی و مدل های داده کاوی به صورت رقومی پیش بینی کند. هدف از این تحقیق استفاده از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و جنگل تصادفی و داده های کمکی برای تهیه نقشه فرسایش پذیری خاک می باشد.
    مواد و
    روش
    با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی، تعداد 100 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی متری خاک های منطقه دهگلان استان کردستان (با وسعت 48701 هکتار) برداشت شده و خصوصیت بافت خاک، شن ریز، کربن آلی، نفوذپذیری، ساختمان خاک و فرسایش پذیری خاک (با استفاده از معادله ویشمایر و اسمیت) اندازه گیری و محاسبه شد. متغیرهای محیطی در این پژوهش اجزاء سرزمین و داده های تصویر +ETM بودند. پارامترهای سرزمین ( شامل 15 پارامتر) و شاخص رس و شاخص گیاهی نرمال شده (NDVI) به ترتیب با استفاده از نرم افزار SAGA و ArcGIS10.3 محاسبه و استخراج گردید. جهت ارتباط بین فرسایش پذیری خاک و متغیرهای کمکی از مدل های جنگل تصادفی و شبکه عصبی مصنوعی بهره گرفته شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی دوجانبه مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت نقشه شوری خاک با استفاده از مدل بهتر تهیه شد.
    یافته ها
    برای پیش بینی فرسایش پذیری خاک، متغیرهای کمکی شامل شاخص خیسی، شاخص همواری دره، شیب، شاخص رس، شاخص NDVI و باند 7 مهم ترین بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که دو مدل (شبکه عصبی مصنوعی با 80/0، 003/0 و 021/ و جنگل تصادفی با 76/0، 005/0 و 024/ به ترتیب0برای ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا) دارای دقت نزدیک به هم برای پیش بینی فرسایش پذیری خاک بودند. فرسایش پذیری خاک در محدوه بین 05/0 -0 تن ساعت بر مگا ژول میلی متر قرار داشت و بیش ترین مقادیر فرسایش پذیری خاک در مناطق مرتفع جنوبی با شیب زیاد و پوشش گیاهی کم مشاهده شد. در کلاس شیب بیشتر از 10 درصد فرسایش پذیری خاک بیشتر از سایر کلاس های شیب بود. همچنین کلاس شیب بیشتر از 10 درصد، دارای کمترین مقادیر داده های کمکی شامل شاخص خیسی، شاخص همواری دره با درجه تفکیک بالا، شاخص رس و باند7 و بیشترین مقدار شاخص NDVI بود.
    نتیجه گیری
    در پژوهش حاضر از مدل های شبکه عصبی مصنوعی و جنگل تصادفی جهت بررسی تغییرات مکانی فرسایش پذیری خاک در منطقه دهگلان استان کردستان استفاده شد. میزان فرسایش پذیری خاک در کلاس شیب >10% در مقایسه با سایر کلاس های شیب بیشتر بود. شاخص NDVI مهمترین متغیر کمکی در پیش بینی فرسایش پذیری خاک در منطقه بود. همچنین شبکه عصبی مصنوعی و جنگل تصادفی بر اساس نتایج شاخص های آماری شامل ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا ( به ترتیب 80/0، 003/0 و 021/ برای شبکه عصبی مصنوعی و 76/0، 005/0 و 024 برای جنگل تصادفی) برآورد دقیقی از فرسایش پذیری خاک داشتند. پیشنهاد می گردد جهت نقشه برداری رقومی خصوصیات خاک و به روز کردن نقشه های قدیمی از تکنیک های پدومتری (همچون مدل شبکه عصبی مصنوعی و جنگل تصادفی) و داده های کمکی اجزاء سرزمین و تصاویر ماهواره ای استفاده شود. همچنین پیشنهاد می گردد که فرسایش پذیری خاک مستقیما اندازه گیری شده و نتایج آن با این مطالعه مقایسه گردد.
    کلید واژگان: کاربری اراضی, تصویر ماهواره ای, مدل رقومی ارتفاع, شبکه عصبی مصنوعی}
    Kamal Nabiollahi *
    Background And Objectives
    Soil erodibility is one of the most important soil properties which investigation of its spatial variability is essential to crop management, land degradation and environmental studies. Therefore, information about spatial variability of soil erodibility has important role to modeling of water erosion. Investigation of variability of soil erodibility using traditional methods is expensive and time consuming. Therefore, one of the ways to solve this challenge is using digital soil mapping that digitally can predict soil characteristics using auxiliary data and data mining models. The aim of this research is using artificial neural network (ANN) and random forest (RF) models and auxiliary data to make soil erodibility map.
    Materials And Methods
    Using stratified random soil sampling method 100 soil samples in depths 0-30 cm of Dehgolan soils, Kurdistan Province (covers 48710 ha) were taken and soil texture, fin sand, infiltration, soil structure and soil erodibility (using Wischmeier and Smith equation) were measured and computed. Auxiliary data in this study were terrain attributes and Landsat ETM data. Terrain parameters (include 15 parameters) and clay index (SI) and normalized difference vegetative index (NDVI) were computed and extracted using SAGA and ArcGIS10.3 software, respectively. To make a relationship between soil erodibility and auxiliary data, RF and ANN models were applied and were validated using cross validation method. Finally, soil salinity map were made using better model.
    Results
    To prediction of soil erodibility, auxiliary variables include wetness index, Multi-resolution Valley Bottom Flatness (MrVBF), slope, clay index, NDVI index and B7 were the most important. The results of the study showed that two models (0.80, 0.003 and 0.021 for ANN and 0.76, 0.005 and 0.024 RF for determination of coefficient, mean error, and root mean square root, respectively) were closely matched to predict soil erodibility. Soil erodibility content ranged between 0 to 0.05 t h MJ-1mm-1 and the highest its contents were observed in southern high regions with high slope and low vegetation. In slope class > 10 % soil erodibility was higher than other slope classes. Slope class > 10 % also had the lowest contents of auxiliary data including Wetness index, MrVBF, clay index and band 7 and the highest content of NDVI index .
    Conclusion
    In this research to investigate spatial variability of soil erodibility ANN and RF models was used in Dehgolan region, Kurdistan province. Soil erodibility content was higher in slope class > 10 % compared to other slope classes. NDVI index was the most important auxiliary data to predict soil erodibility of the study area. ANN and RF also based on the results of statistics indices including determination of coefficient, mean error, and root mean square root (0.80, 0.003 and 0.021 for ANN and 0.76, 0.005 and 0.024 for RF) had accurate estimation of soil erodibility. It is suggested using pedometric techniques such as ANN model and auxiliary data of terrain attributes and satellite images to digital mapping of soil properties and updating old maps. It is suggested also direct measurement of soil erodibility and its result will be compared to this study.
    Keywords: Land use, Satellite image, Digital elevation model, Aartificial neural network}
  • شیرین مرادیان، کمال نبی اللهی*، روح الله تقی زاده مهرجردی
    سابقه و هدف
    شوری خاک یکی از مشکلات عمده در مناطق خشک و نیمه خشک می باشد. در این شرایط، نمک های م
    سابقه و هدف
    شوری خاک یکی از مشکلات عمده در مناطق خشک و نیمه خشک است. در این شرایط، نمک های محلول در سطح خاک تجمع یافته و باعث کاهش عملکرد و حاصلخیزی خاک می شوند. شناسایی و نقشه برداری خاک های مبتلا به نمک می تواند به بهبود مدیریت این خاک ها کمک کند. بررسی تغییرات شوری خاک به شیوه های مرسوم گران و زمان بر است . بنابراین یکی از راه های چاره جهت حل این چالش استفاده از نقشه برداری رقومی خاک است که خصوصیات خاک با استفاده از داده های کمکی نقشه برداری می شوند. هدف از این تحقیق استفاده از مدل های رگرسیون درختی و شبکه عصبی مصنوعی و داده های کمکی برای تهیه نقشه شوری خاک می باشد.
    مواد و روش ها
    با استفاده از روش نمونه برداری هایپرکیوب تعداد 150 نمونه خاک از عمق 30-0 سانتی متری خاک های منطقه قروه استان کردستان (با وسعت 30000 هکتار) برداشت شده و هدایت الکتریکی خاک اندازه گیری شد. متغیرهای محیطی در این پژوهش اجزاء سرزمین و داده های تصویر +ETM ماهواره لندست 8 بودند. پارامترهای سرزمین ( شامل 15 پارامتر) و شاخص شوری (SI) و شاخص گیاهی نرمال شده (NDVI) به ترتیب با استفاده از نرم افزار SAGA و ArcGIS محاسبه و استخراج گردید. جهت ایجاد ارتباط بین شوری خاک و متغیرهای کمکی از مدل رگرسیون درختی و شبکه عصبی بهره گرفته شد و با استفاده از روش اعتبارسنجی مورد ارزیابی قرار گرفت. در نهایت نقشه شوری خاک با استفاده از مدل بهتر تهیه شد.
    یافته ها
    برای پیش بینی شوری خاک، متغیرهای کمکی شامل شاخص شوری، شاخص خیسی، شاخص همواری دره، شاخص NDVI، باند3 و باند 7 مهم ترین بودند. نتایج این تحقیق نشان داد که مدل شبکه عصبی مصنوعی (با 70/0، 036/0 و 190/ به ترتیب0برای ضریب تبیین، میانگین خطا و میانگین ریشه مربعات خطا) دارای دقت بیشتری نسبت به رگرسیون درختی برای پیش بینی شوری خاک می باشد. شوری خاک در محدوده بین 93/6 -23/0 دسی زیمنس بر متر قرار داشت و بیش ترین مقادیر شوری خاک در مناطق مرکزی (اراضی پست و بایر) قرار داشت. در این مناطق مرکزی، داده های کمکی شامل شاخص شوری، شاخص همواری دره، شاخص خیسی، باند 7 و باند 3 بیشترین مقدار و شاخص NDVI کمترین مقدار را داشتند.
    نتیجه گیری
    مهمترین متغیر کمکی در پیش بینی شوری خاک در منطقه شاخص شوری می باشد و وجود ارتباط قوی بین داده خاک و داده های کمکی می تواند برروی دقت مدل اثرگذار باشد. به طور کلی نتایج نشان داد که تکنیک های پدومتری می تواند در گستره ای وسیع جهت نقشه برداری رقومی خصوصیات خاک ها به کار گرفته شود. پیشنهاد می گردد که جهت تهیه نقشه خصوصیات خاک از مدل شبکه عصبی مصنوعی، و داده های کمکی همچون اجزاء سرزمین و تصاویر ماهواره ای در مطالعات آینده استفاده شود.
    کلید واژگان: تصویر ماهواره ای, مدل رقومی ارتفاع, پدومتری}
    Kamal Nabiollahi *, Ruhollah Taghizadeh
    Background And Objectives
    Soil salinity is one of the major problems in arid and semi-arid area. In this condition, soluble salts accumulate in the soil surface and reduce yield and soil fertility. Soils survey and mapping can help to improve these soils. The investigation of variability of soil salinity using traditional methods is expensive and time consuming. Therefore, one of the ways to solve this challenge is using digital soil mapping that soil characteristics were mapped using auxiliary data. The aim of this research is using tree regression (TR) and artificial neural network (ANN) models and auxiliary data to prepare soil salinity map.
    Materials And Methods
    Using Hypercube soil sampling method, 100 soil samples in depths 0-30 cm of Ghorveh soils, Kurdistan Province (covers 30000 ha) were taken and soil electrical conductivity was measured. Auxiliary data in this study were terrain attributes and Landsat 8 ETM data. Terrain parameters (include 15 parameters) and salinity index (SI) and normalized difference vegetative index (NDVI) were computed and extracted using SAGA and ArcGIS software, respectively. To make a relationship between soil salinity and auxiliary data, TR and ANN models were applied and were validated using cross validation method. Finally, soil salinity map were made using better model.
    Results
    To predict soil salinity, auxiliary variables include salinity index, wetness index, index of valley bottom flatness, NDVI index, Band 3, and Band 7 were the most important. The results of the study showed that ANN model (0.70, 0.036 and 0.190, respectively for determination of coefficient, mean error, and root mean square root) has more accuracy compared to TR model to predict soil salinity. Soil salinity content ranged between 0.23 to 6.93 dSm1 and the highest content of soil salinity located in central regions (lowland and bare land). In these central regions, auxiliary data include salinity index, index of valley bottom flatness, wetness index, band 7 and band 3 had the highest values and NDVI index had the lowest values.
    Conclusion
    Salinity index is the most important auxiliary data to predict soil salinity of the study area. Strong link between soil data and auxiliary data can impact on the accuracy of the model. In general, the results showed that pedometrics techniques in a wide range can be used for digital mapping of soil properties. It is suggested ANN model and auxiliary data such as terrain attributes and satellite images were applied to prepare map of soil properties in future studies.
    Keywords: Satellite image, Digital elevation model, Pedometrics}
  • کمال نبی اللهی*، شیرین مرادیان، روح الله تقی زاده مهرجردی
    در چند دهه اخیر استفاده از روش های زمین آمارب رای نقشه برداری شوری و سدیمی خاک و بررسی تغییرات آنت وسعه پیدا کرده است .هدف از این پژوهش استفاده از روش کریجینگ شاخص برای تهیه نقشه های احتمال شوری و سدی میخاک بود. بدین منظور، در 178 نقطه از منطقه مورد مطالعه تعداد 356 نمونه خاک از دو عمق 30-0 و 60-30 سانتی متری خاک های منطقه قروه استان کردستان به روش هایپرکیوب برداشت شد و خصوصیات هدایت الکتریکی، pH، سدیم، کلسیم، منیزیم و نسبت جذب سطحی سدیم اندازه گیری شد. با استفاده از روش کریجینگ شاخص،نقشه های احتمال شوری و سدیمی خاک در هر دو عمق بر اساس دو شاخص آستانه شوری 4 دسی زیمنس بر متر و SAR 13 میلی مول بر لیتر تهیه شد. نتایج نشان داد نقشه های احتمال در عمق 30-0 سانتی متری برای شوری و SAR خاک به ترتیب با شاخص کاپای 53/0 و 94/0 دارای سطح دقت متوسط و عالی و در عمق 60-30 سانتی متری هم با شاخص کاپای 64/0 و 80/0 دارای سطح دقت خوب و عالی می باشند. بخش مرکزی منطقه احتمال شوری و سدیمی بیشتری (بیشتر از شاخص های آستانه) نسبت به سایر بخش ها دارد. این بخش از اراضی دارای فیزیوگرافی پست و سفره آب زیر زمینی با کیفیت نه چندان مناسب نزدیک به سطح خاک بود.
    کلید واژگان: زمین آمار, نقشه احتمال, شوری و قلیائیت}
    K. Nabiollahi *, Sh. Moradian, R. Taghizadeh-Mehrjardi
    In the recent decades, application of geostatistic for mapping salinity and sodicity of soil and investigation of their changes has developed. The purpose of this study is to use Indicator Krijing to make probability maps of soil salinity and sodicity. In order to do this, in 178 points of the study area, 356 soil samples from two depths, i.e. 0-30 and 30-60 cm, were taken in Ghorveh soils, Kurdistan Province, using hypercube method. Then, electrical conductivity, pH, Na, Ca, Mg, and Sodium Adsorption Ratio characteristics were measured. Using Indicator Krijing, probability maps of soil salinity and sodicity were prepared for both depths based on two threshold indices of 4 dS/m for salinity and 13 (mmoll-1)0.5 for SAR. Results showed that probability maps of 0-30 cm depth for soil salinity and sodicity, respectively, with 0.53 and 0.94 Kappa index, had moderate and excellent accuracy levels, while in 30-60 cm depth, with 0.64 and 0.8 Kappa index, respectively, had good and excellent accuracy levels. Central part of the area had higher probability of salinity and sodicity compared to the other parts. This part of the area had lowland physiography and somewhat unsuitable water table near the soil surface.
    Keywords: Geostatistic, Probability map, Alkalinity, Kappa index}
  • روح الله تقی زاده مهرجردی، کمال نبی اللهی*
    اگر چه درک بهتر و انتخاب مناسب تر مقیاس مدل رقومی ارتفاع به بهبود پیش بینی های خاک کمک خواهد کرد، اما اثرات تعاملات بین اندازه پیکسل و پنجره به تفصیل بررسی نشده است. در این تحقیق، سعی شده است تا نقش مقیاس مکانی بر روی کارایی پیش بینی درصد رس خاک از طریق آزمودن تجربی تعاملات بین درجه وضوح پیکسل و اندازه پنجره با استفاده از مدل رگرسیون درختی ارزیابی شد. بدین منظور، در دو منطقه متفاوت از لحاظ ژئومورفولوژی و خاک (منطقه 1، میبد در استان یزد با مساحت 400 کیلومتر مربع و منطقه 2، یاسوکند در استان کردستان با مساحت 400 کیلومتر مربع) 120 نمونه خاک سطحی (30-0 سانتی متری) نمونه برداری و درصد رس خاک آن ها اندازه گیری شد. از 121 مدل رقومی ارتفاع با مقیاس های متفاوت، 22 خصوصیت ژئومورفومتری استخراج و جهت پیش بینی درصد رس خاک استفاده شدند. نتایج نشان داد منطقه میبد دارای حداقل میانگین ریشه مربعات خطا (0/9)، حداکثر ضریب تبیین (47/0) بوده و وابستگی مدل درختی جهت پیش بینی درصد رس خاک به ابعاد پیکسل بیشتر می باشد[H1] ، ولی منطقه یاسوکند دارای کمترین ریشه مربعات خطا (65/5)، بیشترین ضریب تبیین (77/0) و وابستگی مدل درختی جهت پیش بینی درصد رس خاک به ابعاد پنجره بیشتر می باشد.
    کلید واژگان: رگرسیون درختی, الگوریتم رپر, ژئومورفومتری}
    R. Taghizade, K. Nabiolahi*
    Although a better understanding and quantitative knowledge of digital elevation model scale will help to improve soil predictions, the influence of pixel size has not been investigated in detail. The aim of this study was to investigate the role of spatial scale on soil clay content prediction by empirically testing the interaction between pixel resolution and window size with regression tree model. In two different areas in terms of their geomorphology and soil (area 1, Maybod located in Yazd province covered 400 km2; area 2, Iasokand located in Kurdistan province covered 400km2), 120 surface soil samples (0-30 cm) were taken and their clay contents were measured. From 121 digital elevation models representing different scales, 22 attribute were extracted and used for soil clay content prediction. Results showed that Maybod area had the minimum RMSE (9.0%) and maximum R2 (0.47) and dependence of tree model on pixel size was significant for clay prediction[H1] ; however, in Iasokand area, the minimum RMSE (5.65%) and maximum R2 (0.77) were obtained and window size was significant for clay prediction.
    Keywords: Regression tree, Wrapper algorithm, Geomorphometry}
  • لیلا غلامی، مسعود داوری، کمال نبی اللهی، حامد جنیدی جعفری
    تغییرات غیر علمی و نا آگاهانه کاربری اراضی دارای اثراتی منفی بر ویژگی های مطلوب فیزیکی و شیمیایی خاک می باشد. در این پژوهش تاثیر تغییر کاربری اراضی بر برخی ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک ارزیابی شده است. بدین منظور در سه کاربری مرتع، جنگل و اراضی زراعی در منطقه بانه استان کردستان سه ایستگاه به طور تصادفی انتخاب شد. در هر ایستگاه با کاربری معین، از دو عمق 15-0 و 30-15 سانتی متری خاک نمونه هایی دست خورده و دست نخورده در سه تکرار برداشت شده و در آزمایشگاه مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که تاثیر تغییر کاربری اراضی بر درصد شن، سیلت و رس چندان مشخص و معنی داری نمی باشد. این در حالی است که تغییر کاربری اراضی سبب افزایش جرم مخصوص ظاهری، کاهش تخلخل، کاهش هدایت هیدرولیکی خاک و کاهش پایداری خاکدانه ها شده است. بیشترین درصد خاکدانه های درشت (8-0.25 میلی متر) در جنگل و بیشترین درصد خاکدانه های ریز (0.25-0.053 میلی متر) نیز در اراضی زراعی مشاهده گردید. تغییر کاربری اراضی همچنین موجب افزایش هدایت الکتریکی و واکنش خاک شده و با افزایش عمق مقدار آنها نیز افزایش یافته است. نتایج این پژوهش همچنین نشان داد که تغییر کاربری اراضی دارای تاثیر معنی دار و کاهشی بر مقدار کربن آلی خاک می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده متوسط کربن آلی در کاربری جنگل معادل 4.99 درصد و در اراضی زراعی و مراتع به ترتیب معادل 2.26 و 1.79 درصد می باشد. در مجموع نتایج کلی بیان گر آن است تغییر کاربری اراضی می تواند با تغییر ویژگی های فیزیکی و شیمیایی خاک موجب کاهش کیفیت خاک و افزایش تخریب آن گردد.
    کلید واژگان: تغییر کاربری اراضی, خصوصیات شیمیایی خاک, خصوصیات فیزیکی خاک}
    Leila Gholami, Masoud Davari, Kamal Nabiollahi, Hamedjoneidi Jafari
    Non-scientific and unconscious changes in land use have negative impacts on ýthe soil physical and chemical properties. In this research, the effect of land use ýchanges on some soil physical and chemical properties was investigated. For this propose, three sites in three ýýýadjacent land use ýtypes including pasture, forest andþ þagriculturalþ þlands were randomly selected in region of Baneh, ýýýýýKurdistan ýprovince. Disturbed and undisturbed soil samples were collected from three sites at each of the different land use types from depths of 0–15 and 15–30 cm ýand were analysed in the laboratoryý. The results indicated that land use changes have no significant effects on the percentage of sand, silt and clay. Change in the land use type caused increase in bulk density and decrease in total porosity, soil hydraulic conductivity and aggregate stability. The ýmost percentage of coarse aggregates (0.25-8 mm) and fine aggregates (0.053-0.25 mm) was found in forest ýand ýagricultural land, respectively. Land use change caused increase in electrical conductivity and ýsoil reaction which increases with depth too. The results also indicated that land use change significantly decreases the amount of soil organic carbon. The average of soil organic carbon in forest, agricultural land and pastures were 4.99, 2.26 and 1.79%, respectively. In general, the results of this research showed that changes in land use has adverse effects on the soil physical and chemical properties that can result in reducing soil quality and increasing its degradation.
    Keywords: Land use change, Soil chemical properties, Soil physical properties}
  • مسلم زرینی بهادر، کمال نبی اللهی، مهدی نوروزی
    این مطالعه به منظور بررسی تاثیر جهت های متفاوت شیب بر پیدایش و ویژگی های خاک، در خاک های جنگلی منطقه رستم آباد شمالی در استان گیلان انجام شده است. پنج خاکرخ در دامنه جنوبی تپه با پوشش جنگلی انجیلی- بلوط و پنج خاکرخ در دامنه شمالی تپه با همان پوشش جنگلی با شیب برابر 40 درصد و مواد مادری مشابه آندزیت بازالتی حفر شد. نتایج حاصل از آزمون های تجزیه واریانس چند متغیره (MANOVA) و T2 هتلینگ اختلاف کلی خصوصیات خاک را بین دو جهت شیب متفاوت نشان داد. نتایج آزمون t نشان داد مقدار pH، شن، نسبت شن به رس و فسفر قابل دسترس در شیب جنوبی بیشتر از شیب شمالی بوده است. مقدار رس و ظرفیت تبادل کاتیونی در شیب شمالی به طور معنی داری بیشتر از شیب جنوبی می باشد. مطالعات میکرومورفولوژیکی نشان داد که فعالیت بیولوژیکی قوی تر در شیب شمالی نسبت به شیب جنوبی وجود دارد. بیشتر بودن تجمع رس درون حفرات، قطعات پوشش رسی (پاپیول)، حفرات چمبر، نودول ها و ریزلایه های اکسید آهن- منگنز در شیب شمالی، و بقایای سنگی بیشتر در شیب جنوبی، همگی از دلایل هوادیدگی بیشتر خاک در شیب شمالی نسبت به شیب جنوبی می باشد. بطور کلی شیب جنوبی، دارای خاک های با تحول کمتر (انتی سول) و شیب شمالی دارای خاک های با تکامل بیشتر (آلفی سول) می باشد.
    کلید واژگان: بیولوژی خاک, خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک, میکرومورفولوژی خاک, نودول های اکسید آهن, منگنز}
    M. Zarinibahador, K. Nabiollahi, M. Norouzi
    Introduction
    Spatial variation of soil properties is significantly influenced by numerous environmental factors such as landscape features, including position, topography, slope gradient and aspect, parent material, climate and vegetation. Soil properties vary spatially in south- and north-facing hill slopes. This factor (different slope aspects) can affect the distribution of soil organic matter, the presence or absence of a layer, pH, nutrient levels, soil mineralogical and micromorphological properties. Topographic factors such as the orientation of the hill slope and the steepness of the slope affect microclimate, vegetation establishment, water movement and erosion. Aspect and slope control the movement of water and materials in a hill slope and contribute to differences in soil properties. Temperature, precipitation and climate vary with elevation and influence pedogenic processes. Accelerated rates of weathering and soil development were found to occur in soils on south-facing slopes. Slopes with a south aspect are dominated by stone and bare soil patches, while slopes with a north aspect are dominated by biotic components. Northern slopes have higher productivity and species diversity compared to Southern slopes. Slope aspect has a significant effect on the composition, species richness, structure and density of plant communities, differed significantly between North- and South- facing slopes.
    Materials And Methods
    In the present study, the effects of two slope aspects on some soil properties and soil evolution was investigated in Northern Rostam Abad region in the Guilan Province. Five profiles in Southern hill slope(South-facing hill slopes) and five profiles in Northern hill slopes(North-facing hill slopes) with 40% slope and same parent material (basaltic andesite) and same plant cover were dug. The elevation of two slope aspects was 240 meters from the sea level. Average annual temperatures and precipitation are16 degrees centigrade and 1359 mm, respectively. Thus, the soil moisture and temperature regimes are udic and thermic, respectively. The physical and chemical analysis were carried out on soil samples including particle size distribution, bulk density, pH, organic carbon, total nitrogen, available phosphor and cation exchange capacity. This study was done in a completely randomized design several observational with five replications. The total of 34 soil samples were collected in the two slope aspect of the profile and all samples were tested and statistical analyzed. For the micromorphological study, thin sections were prepared from undisturbed samples. The samples were impregnated with polyester resin and later sectioned. The thin sections were prepared and analyzed in petrographic microscope equipped with polarized light.
    Results And Discussion
    The results of multivariable analysis of variance (MANOVA) and Hotteling's T2 showed that there is significant different in soil properties between two hill slopes(p≤0.01). Also, the results of t-test showed the values of pH, content of sand, sand to clay ratio and available phosphorous significantly was higher in Southern hill slope in comparison with Northern hill slope(p≤0.01). Whereas, clay content and cation exchange capacity significantly were higher in Northern hill slope in comparison with Southern hill slope(p≤0.05). Also observed micromorphological studies showed biological activity was stronger in Northern hill slope in comparison with Southern hill slope. Properties observed in thin sections of Northern slope aspect include fungal hyphae, spherical and ellipsoid excrement of microorganisms in root residual (related to oribatid mites) which indicated stronger biology in Northern slope aspect soils as compare to Southern slope aspect soils. Also, more accumulates* of clay inside voids, nodules, fragmented of coating of well-oriented, micro laminated, reddish-brown clay, chamber voids in Northern slope soils toward Southern slope soils were observed. B-fabricobserved in Northern hill slope soils is stipple speckled in surface horizons and in subsurface horizons is grano-striated and stipple speckled and b-fabric observed in Southern hill slopes soils in surface horizons and subsurface horizons is stipple speckled.
    Conclusion
    Higher content of clay, Cation exchange capacity, Accumulation of clay in pores, Fragments of clay coating (papule), chamber pores, Fe/Mn oxide nodule and micro-laminations in Northern hill slope and higher values of pH, higher content of sand, sand to clay ratio and available phosphorous, lithorelict in Southern hill slope showed that weathering was higher in Northern hill slope in comparison with Southern hill slope. Generally, Southern hill slope had less developed soils (Entisols and Udorthents great group) and Northern hill slope had high developed soils (Alfisols and Hapludalfs great group).
    Keywords: Slope aspect, Soil evolution, Soil micromorphology, Fe, Mn oxide nodules}
  • کمال نبی اللهی*، احمد حیدری، نورایر تومانیان، غلامرضا ثواقبی
    به منظور بررسی منابع آلودگی و ارزیابی نقش خصوصیات خاک در سطوح مختلف ژئومورفولوژیکی اراضی بر توزیع مکانی آرسنیک خاک در منطقه بیجار، 83 نیم رخ براساس واحدهای ژئوپدولوژی انتخاب و 227 نمونه خاک و 20 نمونه آب جمع آوری شدند. سپس آزمایش های فیزیکی و شیمیایی معمول، اکسیدهای آهن و مقدار آرسنیک کل خاک اندازه گیری شدند. برای ارزیابی پتانسیل آلودگی آرسینک در منطقه خطر احتمالی آن با استفاده از کریجینگ شاخص محاسبه شد. غلظت آرسنیک خاک سطحی از نظر آماری همبستگی معنی داری را با رس (77/0r=)، شن (45/0-r=)، سیلت (68/0-r=)، ظرفیت تبادل کاتیونی (65/0r=) و اکسیدهای آهن (65/0r=) در سطح 1 درصد نشان داد. غلظت آرسنیک خاک زیرین نیز همبستگی مشابهی را با خصوصیات خاک نشان داد. تفاوت های معنی داری میان درصد رس، اکسیدهای آهن، ظرفیت تبادل کاتیونی و آرسنیک خاک در لندفرم های منشاء آرسنیک با سنگ های آذرین غنی از آهن و گل سنگ در مقایسه با سایر لندفرم ها مشاهده گردید. مقدار آرسنیک نمونه های آب در لندفرم های واقع در بالادست لندفرم های منشاء آرسنیک کم تر از حد مجاز استاندارد جهانی WHOو EPA بودند و در لندفرم های پایین دست لندفرم های منشاء آرسنیک بیش تر (130-2 برابر حد مجاز استاندارد جهانی) بودند. براساس نتایج به دست آمده آرسنیک در اثر فرایندهای فرسایش- رسوب یا صورت محلول از منابع آرسنیک (لندفرم های منشاء آرسنیک با سنگ های آذرین غنی از آهن و گل سنگ) به مکان های پست تر منتقل شده است که نتایج کریجینگ شاخص هم این احتمال را تایید نمود. خاک های با چنین غلظت های آرسنیک ممکن است برای انسان و اکوسیستم خطرناک باشند.
    کلید واژگان: آرسنیک, بیجار, کریجینگ, ژئوپدولوژی}
    K. Nabiollahi*, A. Haidari, N. Tomanian, Gh.R. Savaghebi
    In order to investigate the sources of arsenic contamination and assessing the role of geomorphic properties on its distribution in Bijar area, 83 profiles were selected based on the prepared geopedology map and 227 soil and 20 water samples were collected. Routine physical and chemical characteristics, iron oxides and soil arsenic contents were measured in 227 samples. Arsenic probability risk was computed using indicator Kriging (IK) to assess the arsenic (As) contamination potential. Topsoil arsenic concentration showed significant correlations at the level 0.01 with clay (r=0.77), sand (r= -0.45), silt (r= -0.48), CEC (r=0.65), and Fe oxides (r=0.65) statistically. Subsoil arsenic concentrations showed similar correlations with soil properties. Significant differences in clay, silt, sand, Fe2O3 percentages and CEC in arsenic source landforms with Fe- rich rock and mud stone have led to their higher arsenic concentration compared to the other landforms. Arsenic content of water resources located at higher altitudes were lower than EPA and WHO guideline level, while the opposite was true (2-130 times) about the landforms located at lower altitudes. The distribution of high arsenic areas rasterized by IK confirmed that, from the arsenic sources (arsenic source landforms with Fe- rich rock and mud stone), the arsenic is spread to lower positions by erosion-deposition processes or soluble form. Soils with such concentrations of arsenic may be hazardous for human being and ecosystems.
  • خسرو محمدی، کمال نبی اللهی، مجید آقاعلیخانی، فرهاد خرمالی
    به منظور تعیین تاثیر روش های مختلف خاک ورزی بر عملکرد و اجزای عملکرد ارقام گندم دیم، آزمایشی در شهرستان سنندج طی دو سال زراعی 85-1384 و 86-1385 انجام گردید. آزمایش در قالب کرت های یک بار خرد شده با طرح پایه بلوک های کامل تصادفی با دو فاکتور در چهار تکرار انجام گردید. سه روش مختلف خاک ورزی شامل شخم با گاوآهن برگردان دار، قلمی و سیستم بدون خاک ورزی به عنوان سطوح عامل اصلی و دو رقم سرداری و آذر 2 به عنوان سطوح عامل فرعی در نظر گرفته شد. تاثیر روش های مختلف خاک ورزی بر خصوصیات فیزیکی خاک نیز در قالب طرح بلوک های کامل تصادفی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج آزمایش نشان داد که روش های مختلف خاک ورزی تاثیر معنی داری بر وزن مخصوص ظاهری، تخلخل و شاخص مخروطی خاک داشتند. وزن مخصوص ظاهری در شخم با گاوآهن قلمی و شاخص مخروطی در سیستم بدون خاک ورزی در مقایسه با سایر روش های خاک ورزی دارای بیش ترین مقدار بودند. فاکتور های خاک ورزی و رقم، تاثیر معنی داری روی عملکرد دانه و اجزای عملکرد و رشد ریشه داشت. عملکرد رقم سرداری (1624 کیلوگرم دانه در هکتار) به طور معنی داری بیشتر از رقم آذر 2 بود (01/0>P). عملکرد دانه در کشت با گاوآهن قلمی به دلیل افزایش رطوبت خاک و بهبود خواص فیزیکی خاک در مقایسه با سایر روش های خاک ورزی دارای بیش ترین مقدار بود. استفاده از گاوآهن قلمی منجر به تولید بیش ترین وزن هزاردانه و تعداد دانه در سنبله گردید. روش خاک ورزی و رقم تاثیر معنی داری بر وزن زیست توده و ارتفاع داشتند.
    کلید واژگان: گندم دیم, خاک ورزی, خصوصیات خاک, عملکرد دانه}
    Kh. Mohammadi, K. Nabi Allahi, M. Aghaalikhani, F. Khormali
    In order to determine the effect of different tillage methods on grain yield and yield components of two wheat cultivars an experiment was conducted in Sanandaj in during 2005 and 2006-2007. Experiment was carried out in a split plot design based on RCBD with four replications. The three methods of tillage, including moldboard plow, chisel plow and no tillage were arranged as main plots, and two cultivars (Sardari and Azar 2) as the subplot. Also, the effect of different tillage methods on soil physical properties was evaluated with complete randomized blocks. The results showed that different tillage methods had significant effect on bulk density, porosity and soil cone index. The greatest bulk density and acone index was attained in chisel plow and no tillage system, respectively. The tillage methods and cultivars had a significant effect on yield and yield components. Sardary cultivars produced more grain (1624 kgha-1) than Azar2, statistically. The greater yield was attained in chisel plow than other tillage methods. Chisel plow improved soil water and soil physical properties. Using chisel plow resulted in maximum 1000 seed weight and maximum grain number in spike. Tillage methods and the cultivars had a significant effect on plant height and biomass.
  • فرهاد خرمالی، کمال نبی اللهی، کامبیز بازرگان، کامران افتخاری
    بررسی شکل های پتاسیم (محلول، تبادلی، قابل استخراج با اسیدنیتریک و ساختمانی) در چهار راسته خاک (ورتی سولز، انتی سولز، اینسپتی سولز و مالی سولز) به عنوان تابعی از مقدار و نوع رس در خاک های ایستگاه تحقیقاتی خرکه در استان کردستان صورت گرفت. همه شکل های مختلف پتاسیم (تبادلی، غیر تبادلی، ساختمانی و کل) راسته ورتی سولز در مقایسه با سایر راسته ها بیشتر بود که به طور عمده به دلیل بیشتر بودن مقدار رس و غالب بودن اسمکتیت در بخش رس در راسته ورتی سولز نسبت به بقیه راسته ها بود. در تمامی نمونه ها با افزایش مقدار رس، پتاسیم ساختمانی افزایش یافت که این افزایش در نمونه هایی که ایلیت بیشتری داشتند در مقایسه با نمونه های با ایلیت کمتر، بیشتر بود. در راسته های انتی سولز، مالی سولز و اینسپتی سولز، مقدار شکل های مختلف پتاسیم (قابل استخراج با اسید نیتریک، اسید فلوریدیک و استات آمونیوم) خاک هایی که از لحاظ مقدار رس و اسمکتیت غالب بودند، بیشتر از بقیه بود.
    کلید واژگان: جزء رس, تحول خاک, پتاسیم}
  • کمال نبی اللهی، فرهاد خرمالی، شمس الله ایوبی
    به منظور بررسی تاثیر عمق آب زیرزمینی بر مقدار کربن آلی افق مالیک، ژنتیک افق های زیر سطحی و کانی شناسی آنها، یک کاتنای مالی سولز با مواد مادری آهکی در شرایط نیمه خشک غرب ایران مطالعه گردید. خاک ها از لحاظ موقعیت بر روی زمین نما به سه دسته تقسیم شدند. خاک های تشکیل شده در بالای دره رسوبی (تیپیک کلسی زرالز) با آب زیرزمینی عمیق، دارای کربن آلی کم و افق مالیک نازک در مقایسه با سایر خاک ها بودند. این خاک ها اشباع نبوده و عوارض اکسید و احیا در آنها مشاهده نگردید. حضور کربنات کلسیم ثانویه و افق کلسیک در آنها، به دلیل آبشویی کربنات ها از افق های سطحی و رسوب مجدد آن در لایه های زیرین می باشد که بی فابریک لکه ای و خطی افق های سطحی دلیلی بر وقوع این فرایند است. خاک های قسمت میانه دره رسوبی (ورتیک هاپلوزرالز) با سطح آب زیرزمینی 1 تا 2 متر، دارای شرایط دوره اشباع متناوب می باشند. کربن آلی و ضخامت افق مالیک آنها کمتر از خاک های انتهای دره رسوبی می باشد. خاک های انتهای دره رسوبی (فلوآکونتیک اندو آکوالز)، با سطح آب زیرزمینی کم عمق و طولانی ترین دوره اشباع، بیشترین مقدار کربن آلی و بیشترین ضخامت افق مالیک را دارا می باشند. ایلیت و اسمکتیت به ترتیب کانی های غالب خاک های با زهکشی خوب قسمت بالای دره رسوبی و خاک های با زهکشی ضعیف پایین دره رسوبی بودند.
    کلید واژگان: مالی سولز, آب زیرزمینی, مواد مادری آهکی, کردستان}
بدانید!
  • در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو می‌شود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشته‌های مختلف باشد.
  • همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته می‌توانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال