ارزیابی قابلیت طیف سنجی بازتابی در پیش بینی کربنات های خاک (مطالعه موردی: منطقه جونقان در استان چهارمحال و بختیاری)

در سال های اخیر طیف سنجی به عنوان یکی از تکنیک های ممکن در جایگزینی روش های مرسوم آزمایشگاهی در علوم خاک معرفی شده است. هدف از پژوهش حاضر، ارزیابی قابلیت این تکنیک در دو محدوده ی مرئی-مادون قرمز نزدیک (Vis-NIR) و مادون قرمز میانی (mid-IR) در پیش بینی کربنات های خاک در منطقه جونقان استان چهارمحال و بختیاری می باشد. به این منظور 272 نمونه ی خاک سطحی از عمق 10-0 سانتی متری جمع آوری و میزان کربنات هر یک با روش تیتراسیون برگشتی تعیین شد. اطلاعات طیفی خاک ها در گستره  Vis-NIRبا استفاده از اسپکترورادیومتر زمینیFieldSpec 3, ASD-Analytical Spectral Devices, Boulder Colorado, USA))، در محدوده ی 2500-350 نانومتر با تفکیک طیفی 1 نانومتر و در محدوده mid-IR با اسپکترورادیومتر تبدیل فوریه مادون قرمز FT-IR (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA)، در گستره  cm-14000-400 (25000-2500 نانومتر) با تفکیک طیفی 2/1 نانومتر استخراج شد. سپس انواع مختلف روش های پیش پردازش بر اطلاعات طیفی، اعمال شده، داده ها به دو گروه واسنجی (70%) و اعتبارسنجی (30%) تقسیم و چهار مدل، رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR)، ماشین بردار پشتیبان (SVM)، جنگل تصادفی RF)) و رگرسیون فرآیند گاوسی (GPR) برای پیش بینی کربنات ها از این اطلاعات، برازش یافت. نتایج نشان داد که ترکیب مدل SVM با داده های خام طیفی در محدوده ی Vis-NIR و ترکیب مدل PLSR با روش پیش پردازش منحنی حذف پیوستار (CR) در گستره mid-IR، به ترتیب با 81/0R2= و 86/0 R2= بهترین عملکرد را در پیش بینی کربنات ها داشته اند. همچنین نتایج نشان داد که عملکردگستره mid-IR در برآورد کربنات ها نسبت به Vis-NIR بالاتر بوده است. در مجموع می توان تکنیک طیف سنجی را به عنوان روشی سریع و البته دقیق در تخمین کربنات های خاک مطرح و موردارزیابی های بیشتر قرار داد.