عنوان پایان‌نامه
بررسی تغییرات مکانی شاخصهای تکامل در واحدهای نقشه خاک: مطالعه موردی در البرز میانی
- مقطع تحصیلی
- دکتری تخصصی PhD
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78153;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 78153
- تاریخ دفاع
- ۲۳ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- مریم اوسط
- استاد راهنما
- احمد حیدری
- چکیده
- طبقه بندی و نقشه برداری خاک ابزارهای ضروری جهت دستیابی به مدیریت پایدار می باشند. روش های مختلفی به منظور کاهش ناخالصی واحدهای نقشه خاک توسعه یافته اند. اکثر مطالعات اخیر بر روی استفاده از برخی روش های پیشرفته مانند سنجش از راه دور که صرفا به توصیف ویژگی های بیرونی خاک می پردازد تمرکز یافته اند. در نظر گرفتن ویژگی های درونی خاک می تواند خلوص واحدهای نقشه خاک را افزایش دهد. به عنوان مثال شاخص های هوادیدگی ژئوشیمیایی به طور گسترده ای در ارزیابی درجه تکامل خاک ها مورد استفاده قرار گرفته اند. با این حال تطابق آن ها با کلاس های طبقه بندی خاک تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است. بنابراین، این مطالعه در یک منطقه کوهستانی با خاک ها، پوشش گیاهی و ویژگی های توپوگرافی مختلف به منظور ارزیابی کارایی استفاده از ویژگی های درونی برای بهبود خلوص واحدهای نقشه خاک صورت گرفت. نمونه برداری شبکه ای با فواصل 100 متر انجام شد. ویژگی های فیزیکوشیمیایی و آنالیز عنصری به ترتیب بر روی 184 و 56 نمونه خاک صورت گرفت. چهار رده انتی سول، اینسپتی سول، آلفی سول و مالی سول، 14 زیر گروه و 26 فامیل خاک در منطقه مورد مطالعه شناسایی گردید. هشت ویژگی توپوگرافی و بیش از 20 شاخص تکامل متداول نیز محاسبه گردید. ارتباط بین شاخص های تکامل خاک، ویژگی های توپوگرافی و کلاس های طبقه بندی خاک نشان داد که از بین ویژگی های توپوگرافی، شیب و شاخص خیسیدگی توپوگرافی بیشترین همبستگی را با کلاس های طبقه بندی خاک و شاخص های تکامل دارد. شاخص مورفولوژیکی (با 0/62=r) و نسبت Feo/Fed (با 0/58=r) با افزایش تکامل خاک از انتی سول به آلفی سول و مالی سول افزایش می یابند. علیرغم همبستگی های معنی دار بین شاخص های هوادیدگی ژئوشیمیایی و کلاس های طبقه بندی خاک (شاخص WR با (0/79= r) بیشترین ضریب همبستگی را به خود اختصاص داد)، این شاخص ها درجات پایین تر هوادیدگی را در خاک های متکامل تر نشان می دهند. این روابط در نتیجه غالبیت خاک های تکامل یافته در قسمت های کم شیب که محصولات هوادیدگی قسمت های بالا دست در آنجا تجمع می یابد و مواد مادری عمدتا کربناتی می باشند، ایجاد شده است. آنالیز PCA بر روی شاخص های تکامل و ویژگی های فیزیکوشیمیایی به تنهایی و همچنین بر روی شاخص های تکامل و ویژگی های فیزیکوشیمیایی به همراه پارامترهای توپوگرفی صورت گرفت. آنالیزهای زمین آماری بر روی اولین مؤلفه های اصلی و شاخص های تکاملی که بالاترین ضریب همبستگی را با کلاس های طبقه بندی خاک نشان دادند، صورت گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، کلاس های طبقه بندی خاک بیشترین تطابق را با تغییرات مکانی اولین مؤلفه اصلی شاخص های تکامل و ویژگی های توپوگرافی از خود نشان دادند. از سوی دیگر، نقشه های خاک با استفاده از چند روش مختلف تهیه گردید. بهترین نقشه خاک از تلاقی شش ایزولاین مختلف شامل ایزولاین ضخامت خاک، ضخامت افق مالیک، مرز فوقانی افق کمبیک، مرز فوقانی افق آرجیلیک، مرز فوقانی افق کلسیک و مرز جوشش با اسید، به دست آمد. نتایج نشان داد که استفاده از ایزولاین های خصوصیات درونی خاک با دقت بالایی می تواند کلاس های طبقه بندی خاک را تفکیک نماید.
- Abstract
- Soil classification and mapping are essential tools for sustainable management in many environmental fields. Different methods and tools have been developed in order to reduce impurities of soil map units. Most of the recent studies have been focused on using some advanced methods like remote sensing that only characterizes soil external properties. Taking into account the soil internal properties could increase the soil map unit’s purity. For example, geochemical weathering indices are widely used in evaluating the stage of soil development. However, their compatibility with Soil Taxonomic Classes has not been studied yet. Therefore, this study has been performed in a hilly region with different soil types, vegetation and diverse topographic attributes to evaluate the efficiency of internal attributes to improve soil map units' purity. A grid sampling method was carried out with 100 m intervals. Physico-chemical and total elemental analyses were performed on 184 and 56 soil samples respectively. Four soil orders (Entisols, Inceptisols, Alfisols, Mollisols), 14 subgroups and 26 families were distinguished in the studied area. Eight topographic attributes and more than 20 common soil development indices were determined. Relations between soil development indices, topographic attributes and Soil Taxonomic Classes showed that among the topographic attributes, slope gradient and topographic wetness index (TWI) had the highest correlation with Soil Taxonomic Classes and development indices. Morphological index (r=0.62) and Feo/Fed ratio (r=0.58) increased with progress in soil development from Entisols to Alfisols and Mollisols. Despite the significant correlations between most of the geochemical weathering indices and Soil Taxonomic Classes (WR had the highest correlation coefficient (r=0.79)), these indices represented lower weathering intensity in more developed soils. These relationships were due to the predominance of more developed soils in low gradient slopes, where the weathering products of upper slopes accumulate and their parent materials are carbonatic. PCA analysis was done for physico-chemical properties and development indices separately and in their accompany with topographic attributes. Geostatistical analysis were done on the first principal components (since they explaine the most variance) and on development indices which showed the highest correlation coefficient with Soil Taxonomic Classes. The results indicated that Soil Taxonomic Classes had the best compatibility with the first principal component of soil development indices with topographic attributes. On the other hand soil mapping were done with some methods. The best soil map was provided by intersecting six different isolines (soil depth, thickness of mollic horizon, upper boundary of cambic horizon, upper boundary of argillic horizon, upper boundary of calcic horizon and effervescence). The results showed that the use of isolines of soil internal properties could separate Soil Taxonomic Classes with high accuracy. Keywords: Isoline, PCA, soil formation, topographic attributes, weathering
