بررسی تغییرات میزان کربن آلی خاک در دو منطقه بحرانی و آسیب پذیر مراتع دشت قهاوند با استفاده از سنجش از دور و GIS

سنجش‌ازدور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی

مقاله 6، دوره 8، شماره 4 - شماره پیاپی 29، اسفند 1396، صفحه 76-90   

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

بهناز عطائیان^{* 1}؛ شاهرخ شجاعی فر²؛ وحید زندیه³؛ سهیلا‌السادات هاشمی⁴

¹استادیار دانشکده منابع طبیعی و محیط زیست، دانشگاه ملایر

²دانش‌آموخته کارشناسی‌ارشد مرتعداری، دانشگاه ملایر

³باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد ملایر، دانشگاه آزاد اسلامی، ملایر، ایران

⁴استادیار دانشکده کشاورزی، دانشگاه ملایر

چکیده

کربن آلی منبع اصلی مواد آلی خاک و شاخص کیفیت خاک در اکوسیستم­های طبیعی است. بنابراین پایش ذخایر کربن آلی خاک در شرایط مختلف برای مطالعه چرخه جهانی کربن ضروری به نظر می­رسد. مطالعه حاضر به منظور بررسی میزان کربن آلی خاک در دو منطقه بحرانی و آسیب‌پذیر از دشت قهاوند که دارای اکوسیستم مرتعی بوده و در دهه­های گذشته بیابان‌زایی گسترده­ای را شاهد بوده است، انجام شد. نمونه­برداری خاک سطحی تا عمق 20 سانتی‌متر در 63 نقطه به صورت تصادفی در دو منطقه بحرانی و آسیب‌پذیر انجام شد. بررسی تغییرات کربن آلی خاک در دو منطقه نشان داد که تفاوت معنی­داری در سطح یک درصد بین دو منطقه آسیب­پذیر و بحرانی وجود دارد. همچنین میزان کربن آلی خاک حاصل از نمونه­ ها با نتایج حاصل از شاخص­های طیفی تصویر ماهواره لندست 8 مقایسه شد. سپس، تعداد نه شاخص مختلف پوشش گیاهی و روشنایی شامل NDVI، RVI، SAVI، MSAVI، TSAVI، OSAVI، WDVI، NDBI و BI مربوط به 63 نقطه نمونه‌گیری زمینی بر اساس تصویر   ماهواره­ای اردیبهشت ماه سال 1395 محاسبه شد. شاخص­های ماهواره­ای NDVI، RVI، SAVI، MSAVI، TSAVI، OSAVI، NDBI و BI همبستگی پیرسون نسبتاً خوبی با میزان کربن آلی خاک به ترتیب با R² به ارزش 0/41، 0/38، 0/38، 0/41، 0/40، 0/39، 0/44- و 0/48 از خود نشان دادند. این نتایج نشان­دهنده امکان استفاده از شاخص­های طیفی تصویر ماهواره­ای لندست 8 جهت بررسی و مطالعه ذخایر کربن آلی خاک در دشت قهاوند است.

کلیدواژه‌ها

شاخص های طیفی؛ کربن آلی خاک؛ لندست 8؛ دشت قهاوند

مراجع

1. احمدی، م. و م. نارنگی­فرد. 1394. برآورد کیفیت و آشکارسازی تغییرات پهنه­های جنگلی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای (مطالعة موردی: شهرستان رستم، فارس). سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 6(3): 87-100.

2. احمدیان، م.، م. پاک­پرور و د. عاشورلو. ١٣89‏. بررسی تغییرات شوری خاک به کمک پردازش رقومی اطلاعات ماهواره لندست در دشت قهاوند (استان همدان). پژوهش­های خاک (علوم خاک و آب)، 24(2‏): 179-191.

3. درویش­زاده، ر.، ع. ا. متکان، ا. حسینی اصل و م. ابراهیمی خوسفی. 1391‏. تخمین درصد پوشش گیاهی منطقه خشک ایران مرکزی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای (مطالعه موردی: حوزه شیطور، بافق). خشک­بوم، 2(1‏): 25-38.

4. شتایی جویباری، ش. و ا. عبدی. ١٣٨6. تهیه نقشه کاربری اراضی در مناطق کوهستانی زاگرس با استفاده از داده های سنجنده ⁺ETM (منطقه مورد مطالعه: حوزه سرخاب خرم­آباد لرستان). علوم کشاورزی و منابع طبیعی، 14(1): 50-60.

5. شکل­آبادی، م.، ح. خادمی، م. کریمیان اقبال و ف. نوربخش. 1386. تأثیر اقلیم و قرق دراز مدت بر برخی از شاخص‌های بیولوژیکی کیفیت خاک در بخشی از مراتع زاگرس مرکزی. علوم آب و خاک، 11(41): 103-116.

6. فاطمی، س. ب. و ی. رضایی. 1391‏. مبانی سنجش از دور. چاپ سوم، انتشارات آزاده. 296 صفحه.

7. قربان­نیا خیبری، و.، م. م. میرسنجری و م. آرمین. 1396. پیش­بینی تغییرات کاربری جنگل در حوزه آبخیز چالوس رود. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 8(2): 79-91.

8. قربانی­نژاد، س.، م. دانشفر، ا. رحمتی، ف. فلاح، ع. حقی­زاده و ن. طهماسبی­پور. 1396. پتانسیل‌یابی منابع آب زیرزمینی دشت ازنا – الیگودرز با استفاده از متغیرهای محیطی و مدل نسبت فراوانی. سنجش از دور و سامانه اطلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 8(2): 62-78.

9. کاشی زنوزی، ل.، ش. بانج شفیعی و ح. سعادت. 1395. بررسی رابطه خصوصیات فیزیکوشیمیایی خاک با برخی از گونه‌های مرتعی. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 23(1): 150-160.

10. محقق، پ.، م. نادری و ج. محمدی. ١٣95. تعیین شاخص­های مؤثر برای ارزیابی کیفیت خاک در کاربری­های مختلف حوضه آبخیز چغاخور. نشریه حفاظت منابع آب و خاک، 5(3): 55-71.

11. ﻣﻬﺪوی، ع. و س. ر. فلاح ﺷﻤﺴﻲ. 1391. تهیه نقشه تغییرات سطح جنگل با استفاده از عکس‌های هوایی و تصاویر LISS-III ماهواره IRS (مطالعه موردی: شهرستان ایلام). ﻣﺠﻠﻪ ﭘﮋوﻫﺶﻫﺎی علوم و فناوری چوب و جنگل، 19(1): 77-92.

12. Abdul-Qadir A, Benni TJ. 2010. Monitoring and evaluation of soil salinity in term of spectral response using Landsat images and GIS in Mesopotamian plain/Iraq. Journal of Iraqi Desert Studies, 2: 19-32.

13. Christensen BT. 2001. Physical fractionation of soil and structural and functional complexity in organic matter turnover. European Journal of Soil Science, 52(3): 345-353.

14. Conant RT, Six J, Paustian K. 2003. Land use effects on soil carbon fractions in the southeastern United States. I. Management-intensive versus extensive grazing. Biology and Fertility of Soils, 38(6): 386-392.

15. Demattê JA, Campos RC, Alves MC, Fiorio PR, Nanni MR. 2004. Visible–NIR reflectance: a new approach on soil evaluation. Geoderma, 121(1): 95-112.

16. Jiang Q, Chen Y, Guo L, Fei T, Qi K. 2016. Estimating Soil Organic Carbon of Cropland Soil at Different Levels of Soil Moisture Using VIS-NIR Spectroscopy. Remote Sensing, 8(9): 755-771.

17. Kandeler E, Stemmer M, Klimanek E-M. 1999. Response of soil microbial biomass, urease and xylanase within particle size fractions to long-term soil management. Soil Biology and Biochemistry, 31(2): 261-273.

18. Lal R. 1997. Degradation and resilience of soils. Philosophical Transactions of the Royal Society of London B: Biological Sciences, 352(1356): 997-1010.

19. Lorenz K, Lal R, Shipitalo M. 2008. Chemical stabilization of organic carbon pools in particle size fractions in no-till and meadow soils. Biology and Fertility of Soils, 44(8): 1043-1051.

20. Rahmati M, Neyshabouri MR, Oskouei MM, Fard AF, Ahmadi A. 2016. Soil organic carbon prediction using remotely sensed data at Lighvan watershed, Northwest of Iran. Azarian Journal of Agriculture, 3(2): 45-49.

21. Reeder J, Schuman G. 2002. Influence of livestock grazing on C sequestration in semi-arid mixed-grass and short-grass rangelands. Environmental Pollution, 116(3): 457-463.

22. Snyman Hd, Du Preez C. 2005. Rangeland degradation in a semi-arid South Africa—II: influence on soil quality. Journal of Arid Environments, 60(3): 483-507.

23. Stephens SL. 2005. Forest fire causes and extent on United States Forest Service lands. International Journal of Wildland Fire, 14(3): 213-222.

24. Walkley A, Black IA. 1934. An examination of the Degtjareff method for determining soil organic matter, and a proposed modification of the chromic acid titration method. Soil Science, 37(1): 29-38.