عنوان پایان‌نامه
بررسی تغییرات مکانی خصوصیات فیزیکی خاک با استفاده از زمین آمار
- رشته تحصیلی
- مهندسی کشاورزی- علوم خاک گرایش فیزیک و حفاظت خاک
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس کشاورزی و منابع طبیعی شماره ثبت: 3970;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44774
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- محمود فاضلی سنگانی
- استاد راهنما
- مهدی شرفا
- چکیده
- تغییرات مکانی خصوصیات خاک به دلیل تغییر در فاکتورهای زمین شناسی و پدولوژیکی خاکشناسی دخیل در تشکیل خاک جزء ذاتی آن به شمار می رود. علاوه بر این تغییرپذیری مکانی در خاک، توسط عملیات شخم و یا سایر مدیریت ها تشدید می¬گردد. این فاکتور ها با یکدیگر در مقیاس های زمانی و مکانی اثرات متقابل نیز دارند. بنابر¬¬این خصوصیات خاک از یک مکان به مکان دیگر حتی برای یک نوع خاک نیز تغییر می¬کنند. برای مطالعه تغییر پذیری خاک، دو رویکرد مهم آماری که از نظر شیوه آنالیز داده ها با یکدیگر متفاوتند، می-تواند مورد استفاده قرار گیرد. آمار کلاسیک نیاز به برآورده شدن فرضیات پایه¬ای همچون استقلال بین مشاهدات و در نتیجه تصادفی بودن تغییرات از یک نقطه به نقطه دیگر دارد. در مقابل، رویکرد زمین آماری، که بر پایه متغیر های ناحیه ای استوار است، قادر به تفسیر نتایج بر مبنای ساختار طبیعی تغییرات و در نظر گرفتن همبستگی مکانی آن¬ها می باشد که به دلیل این تفاوت بسیاری از مشکلات علوم زمین با به کارگیری این رویکرد مورد بررسی و تحلیل قرار می گیرند. زمین آمار هم دارای ابزار تفسیر (واریوگرام) و هم ابزار تخمین (به عنوان مثال کریجینگ) برای مطالعه تغییر پذیری مکانی خاک است و آنالیز همبستگی بر اساس ساختار سمی¬واریوگرام که بیانگر وجود همبستگی مکانی است به شکل گسترده¬ای برای ارزیابی تغییرات مکانی در مطالعات خاک مورد استفاده قرار گرفته است. در این مطالعه، تغییرات مکانی پارامترهای فیزیکی خاک شامل درصد ذرات خاک، میزان رطوبت در نقاط حد اشباع(SP)، ظرفیت مزرعه(FC)، پژمردگی دائم (PWP) و وزن مخصوص ظاهری خاک (b?) با استفاده از روش¬های زمین آمار مورد بررسی قرار گرفت. درون یابی مقادیر خصوصیاتی که تغییرات مکانی نشان دادند با استفاده از روش های فاصله معکوس، کریجینگ و کوکریجینگ انجام شد و پهنه بندی با استفاده از بهترین روش میان یابی صورت گرفت. نتایج نشان داد که خصوصیات مورد بررسی، به جز خصوصیت درصد شن و سیلت، تغییرات مکانی ساختاردار را به خوبی نشان دادند. همچنین نتایج درون یابی خصوصیات نشان داد که تخمین گر کریجینگ معمولی نتایج بهتری نسبت به روش فاصله معکوس برای تخمین موضعی پارامتر های مورد مطالعه نشان می دهد. و نتایج روش کریجینگ و کوکریجینگ معمولی تفاوت زیادی با یکدیگر ندارند. بر اساس این نتایج می¬توان از نقشه های حاصل از روش کریجینگ برای برنامه ریزی و مدیریت خاص مکانی برای کشاورزی دقیق استفاده نمود. کلمات کلیدی: ، پارامتر های فیزیکی خاک، پهنه بندی، تغییرات مکانی ، درون یابی، زمین آمار
- Abstract
- Spatial variability of soil physical properties within or among fields is inherent in nature due to geologic and pedologic soil forming factors. Also some of variability may be induced by tillage and other management practices. These factors intract with each other across spatial and temporal scales. Soil properties change from place to place,even for the same soil type. Precision planning in agriculture , needs quantitative and spatial information about soil properties. Determining of soil properties that show spatial variations, in form of a global quantity and neglecting its spatial variability, is not adequate for site-specific-management. To study soil variability, two main statistical approaches can be used, different in the way that data is analyzed. Classical statistics requires the validity of some basic hypotheses, such as the independence between observations, due to the randomness of variations from one place to another. In contrast, geostatistics, based on the theory of regionalized variables, enables the interpretation of results based on the structure of their natural variability, taking into consideration spatial dependence within the sample space. Because of this difference, many earth science problems are more effectively addressed using geostatistical methods. Geostatistic has both interpretation (variogram) and estimatoin (i.e. kriging) tools for studing spatial variability of soil propertise. The analysis of dependence is based on the structure of the semivariogram, which demonstrates the existence of spatial dependence is increasingly used in the assessment of spatial variability in agronomy. In this study, spatial variability of soil physical properties includes the precent of soil particles (i.e. Sand, silt and clay), water saturated percent (SP), field capacity (FC), Permanent Wilting Point (PWP) and bulk density and also the effect of soil sampling density on variogram parameters was surveyed by using of geostatistics. Soil properties that showed spatial variations were interpolated with Inverse Distance Weighting (IDW), Ordinary kriging (OK) and Ordinary Cokriging (OCK) methods and mapped with the best interpolation method. Most of the studied properties except silt and sand present, showed structural spatial variations. Results also showed that OK estimator had more accurate interpolation results than IDW for all of the studied properties and there is not significant difference between OK and OCK methods. These results suggest that Kriged maps can be used for site specific management in precision agricultural planning. Keywords: Geostatistic, Interpolation, Mapping, soil physical properties, spatial variability.
