ارزیابی روش های مختلف درونیابی در برآورد مکانی برخی ویژگی های خاک دشت سیستان

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه خاکشناسی، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

2 دانشیار گروه خاکشناسی ، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

3 دانشجوی کارشناسی ارشد گروه خاکشناسی دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

4 استادیار گروه خاکشناسی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بیرجند

5 مربی گروه خاکشناسی، دانشکده آب و خاک، دانشگاه زابل

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Different Interpolation Methods in Spatial Estimation of Soil Properties in Sistan Plain

نویسندگان [English]

  • S REzazadeh 1
  • A Gholamalizadeh 2
  • S Ghazmeh 3
  • H Froughifar 4
  • a Bameri 5
چکیده [English]

Soil is a heterogeneous environment and its properties changes with space and time. Therefore, the investigation
of spatial variation of soil properties is essential. This study aimed at investigating the spatial variation of soil
parameters such as bulk density, salinity, lime percentage, and soil pH through application of different interpolation
methods and choosing the most appropriate method for estimating the above parameters all over the plain. In order to
apply geostatistical methods such as Kriging, co-Kriging and inverse distance weighting to determine the spatial
variability of soil parameters, 301 soil samples were collected from the plain systematically and regularly, with the
distance of 1500m between each two samples and then, soil samples were transferred to the laboratory. After that, the
above-mentioned characteristics were measured. Using ArcGIS and GS+ softwares the variograms of these parameters
were determined and the zoning maps for each parameter were drawn. Then, the data analysis was done in SPSS
software. The criteria for evaluation of different geostatistical methods in this study was the mean and root mean square
error by using cross validation technique. The results showed that squared inverse distance weighting method for bulk
density and co-Kriging method for salinity, lime and soil pH had the lowest root mean square error and were the most
accurate methods. Zoning maps showed a high percentage of clay in the soils of the northern part of the plain, which
affect these soils salinity. In addition, the soil pH and amount of lime in Sistan’s soils were high so this region had
calcareous and alkaline soils. bulk density has sharp, sudden changes in the region.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Interpolation
  • Sistan Plain
  • Spatial variation
  • Zoning
منابع مورد استفاده
احمدآلی خ، نیک مهر س و لیاقت ع، 1388. ارزیابی روش‌های مختلف برآورد مکانی در برآورد شوری، pH خاک و درصد آهک خاک (مطاله موردی منطقه بوکان). مجله آب و خاک، جلد 23، شماره 2، صفحه‌های 46 تا 54.
بامری ا، خرمالی ف، کیانی ف و دهقانی ا، 1391. تغییرات مکانی کربن آلی خاک در موقعیت‌های مختلف شیب در اراضی شیبدار لسی منطقه توشن استان گلستان. مجله حفاظت آب و خاک، جلد 19، شماره 2، صفحه‌های 43 تا 60.
بی‌نام، 1375. ارزیابی خاک‌های آهکی دشت سیستان. گزارش شرکت پارس کنسول. صفحه‌های 8 تا 10.
تقی‌زاده مهرجردی ر، سرمدیان ف، امید م، ثواقبی غ، روستا م‌ج و رحیمیان م‌م، 1391. پهنه‌بندی شوری خاک با استفاده از تکنیک زمین آمار و دستگاه القاگر. مجله پژوهش‌های خاک (علوم آب وخاک)، جلد 26، شماره 4، صفحه‌های 370 تا 380.
حبشی ه، حسینی س‌م، محمدی ج و، رحمانی ر، 1386. کاربرد تکنیک زمین آمار در مطالعات خاک‌های مناطق جنگلی. فصل‌نامه علوم کشاورزی و منابع طبیعی، جلد 57، شماره 1، صفحه ‌های 18 تا 27.
دائم پناه ر، حق نیا غ، علیزاده ا و کریمی‌کارویه ع، 1390. تهیه نقشه شوری و سدیمی خاک سطحی با روش‌های دورسنجی و زمین‌آماری در جنوب شهرستان مه‌ولات. نشریه آب و خاک (علوم و صنایع کشاورزی)، جلد 25، شماره 3، صفحه‌‍‌های 498 تا 508.
دیانی م، جعفری س، خلیل‌مقدم ب و دهقانی ا، 1391. پهنه‌بندی خطر شوری و سدیمی شدن خاک سطحی با استفاده از زمین آمار (مطالعه موردی: اراضی غرب رودخانه کارون در استان خوزستان). پژوهش‌های آبخیزداری (پژوهش و سازندگی)، شماره 94، صفحه‌های 87 تا 95.
فروغی‌فر ح، جعفرزاده ع‌ا، ترابی‌گلسفیدی ح، علی‌اصغرزاده ن، تومانیان ن و دواتگر ن، 1390. تغییرات مکانی برخی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک سطحی در شکل‌های اراضی مختلف دشت تبریز. نشریه دانش آب و خاک، جلد21، شماره 3، صفحه‌های 1 تا 21.
محمدی ج، .1385 پدومتری- جلد دوم (آمار مکانی). انتشارات پلک،453  صفحه.
 
Angel U and Castellanos A, 2000. Drainge effection spatial variability of soil electrical conductivity in a Vertisoil. Agricultural Water Management 38: 22-213.
Black GR and Hartage KH, 1986. Bulk density. Pp. 363-375. In: Compbell GS, Nielsen DA, Jackson RD, Klute A and Mortland MM (eds). Methods of Soil Analysis. Part1. Soil Science Society of America. Madison, WI.
Bosun SZ and Qiguo Z, 2003. Evaluation of spatial and temporal changes of soil quality based on geostatistical analysis in the hill region of subtropical, China. Geoderma 115: 85-99.
Brejda JJ, Moorman TB, Smith JL, Karlen DL, Allen DL and Dao TH, 2000. Distribution and variability of surface soil properties at a regional scale. Soil Science Society of America Journal 64: 974-982.
Catrignano A, Giugliarini L, Risaliti R and Martinelli K, 2005. Study of spatial relationships among some soil physico chemical properties of a field in central Itally using multivariate geostatistics. Geoderma 97(1): 39 - 60.
Cerri CEP, Bernoux M, Choplut V, Volkoff B, Victoria RL, Melillo JM and Paustian K, 2004. Assessment of soil property spatial variation in an Amazon pasture: basis for select- ing an agronomic experimental area. Geoderma 123(2): 51 - 68.
Chang WE, You BA, Yun JN, Zang F and Xio LU, 2009. Spatial variability of soil chemical properties in the reclaiming marine foreland to Yellow sea of China. Agricultural Sciences in China 8(9): 1103 - 1111.
Deutsch CV and Journel AG, 1998. GSLIB: Geostatistical Software Library and User’s Guide. New York, Oxford University Press 351: 152-177.
Douaoui AEK, Nicolas H and walter C, 2006. Detecting Salinity hazard within a semi arid context by means of combining soil and remote – sensing data. Geoderama 134: 217-230.
Godwin RJ and Miller PCH, 2003. A review of the technologies for mapping within field variability. Biosystem Engineering 84: 393-407.
Hosseini E, Gallichand J and Caron J, 1993. Comparison of several interpolators for smoothing hydraulic conductivity data in southwest Iran. Transactions of American Society of Agricultural Engineers 36 (6): 1687- 1693.
Laslett GM, Mcbrathy P, Pahl J and Hutchinson MF, 1987. Comparison of several spatial prediction methods for soil pH. Soil Science 38: 325-341.
Li B and Yeh TCJ, 1999. Cokriging estimation of the conductivity field under variably saturated flow conditions. Water Resources Research 35(12): 3663-3674.
Loeppert RH and Suarez DL, 1996. Carbonate and gypsum. Pp. 437-475. In: Sparks DL. ed. Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. Madison, WI.
Momtaz HR, Jafarzadah AA, Torabi H, Oustan Sh, Samadi A, Davatgar N, and Gilkes RJ, 2009. An assessment of the variation in soil properties within and between landforms in Amol region, Iran. Geoderma 149:10-18.
Odeh IOA, McBratney AB, Chittiebourough DJ, 1995. Further results on prediction from terrain attributes: het- erotopic co-kriging and regression kriging. Geoderma 67: 512 - 526.
Rhodes JD, 1996. Electrical conductivity and total dissolved solids. Pp. 417–437. In: Sparks DL. ed. Methods of Soil Analysis. Chemical Methods. Madison, WI.
Robinson TP and Metternicht G, 2006. Testing the performance of spatial interpolation techniques for mapping soil properties. Computers and Electronics in Agriculture 50(2): 97-108.
Sokouti R, Mahdian MH, Mahmoodi S and Ghahremani A, 2007. Comparin the applicability of some geostatistics methods to predict the variability of soil salinity, a case study of Uromieh plain. Pajauhsh & Sazendegi 74: 90-98.
Thomas GW, 1996. Soil pH and soil acidity. Pp. 457-491. In: Sparks DL. ed. Methods of Soil Analysis. Part 3. Chemical Methods. Madison, WI.
Walter C, and Mc Bratney B, 2001. Spatial predication of topsoil salinity in the Chelif Valley, Algeria, using local ordinary kriging with local variograms verus whole-area varoigram. Australian Journal of Soil Research 39: 248-259.
Wilding LP, and Dress LR, 1983. Spatial variability and pedology. Pp. 83-116. In: Wilding, LP, Smeckand, NE, and Hall, GF (eds). Pedology and Soil taxonomy. I. Concepts and interactions. Elsvier Science Pub.
Wu J, Norvell WA and Welch RM, 2006. Kriging on highly skewed data for DTPA-extractable soil Zn with auxiliary Information for pH and organic carbon. Geoderma 134: 187-199.
Xing YZ, Yue YS, Xu DZ, Kai M and Herbert SJ, 2007. Spatial variability of nutrient properties in block soil of northeast China. Pedospher 17(1): 19-29.
Yamagishi J, Nakamoto, T and Richner W, 2003. Stability of spatial variability of wheat and maize biomass in a small field managed under two contrasting tillage systems over 3 years. Field Crop Res 81: 95-108.
Yanl LI, Zhou-SHI, Ci-fang WU, Hong-yi LI and Feng LI, 2007. Improved prediction and Reduction of Sampling Density for soil Salinity by Different Geostatic Methods. Agricultural Science in china 6(7): 832-841.
Young FJ, Hammer RD and Larsen D, 1999. Freqency distribution of soil properties on a loessmanted Missouri watershed. Soil Science Society of America Journal 63: 178-185.
Zang MW, Bai Z, Kai SS and Dian WL, 2010. Spatial variability of soil organic carbon under maize monoculture in the song Nen plain northeast China. Pedospher 20(1): 80 - 89.
Zhang XY, Sui YY, Zhang XD, Meng K and Herbert SA, 2007. Spatial variability of nutrient properties in black soil of northeast China. Pedosphere 17:19-29.