بررسی قابلیت طیف‌سنجی بازتابی در برآورد برخی ویژگی‌های شیمیایی خاک جنگل خیرود

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش‌آموختۀ دکتری مهندسی جنگل دانشگاه تهران، کرج، ایران.

2 دانشیار دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

3 دانشیار دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه تهران، تهران، ایران.

4 دانشیار گروه خاکشناسی، دانشکدۀ کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس، تهران، ایران.

5 استاد دانشکدۀ منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران.

چکیده

آگاهی از ویژگی‌های شیمیایی خاک برای شناخت ویژگی‌های مهندسی آن در طراحی و مدیریت زیرساخت‌ها دارای اهمیت فراوانی است. طیف‌سنجی بازتابی، روشی غیرمخرب، سریع و بدون ایجاد مخاطرات برای محیط زیست است، ولی متأسفانه تاکنون پژوهشی در زمینۀ استفاده از این ابزار در برآورد ویژگی‌های خاک‌های جنگل در ایران انجام نگرفته است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی توانایی این روش در برآورد برخی ویژگی‌های شیمیایی شامل مادۀ آلی، CaCO3، pH وEC  خاک‌های جنگل انجام گرفت. به این منظور، 45 نمونه خاک از سری نم‌خانۀ جنگل خیرود جمع‌آوری و ویژگی‌های شیمیایی مورد نظر خاک با روش‌های استاندارد اندازه‌گیری شد. اندازه‌گیری طیفی نمونه‌های خاک مورد نظر با استفاده از دستگاه طیف‌سنج زمینی در محدودۀ طیفی مرئی- مادون قرمز انجام گرفت و سپس برای پیش‌بینی ویژگی‌های خاک از روش PLSR (رگرسیون حداقل مربعات جزئی) در حالت بازتاب طیفی و مشتق اول بازتاب استفاده شد. نتایج مقادیر RPD (نسبت انحراف دقت) نشان داد که مادۀ آلی خاک در حالت استفاده از بازتاب و مشتق بازتاب دارای برآورد خیلی خوب (RPD بیشتر از 2) وEC  و pH دارای برآورد قابل قبول (RPD بین 2-4/1) است. همچنین برای CaCO3در هر دو حالت بازتاب و مشتق اول بازتاب قابلیت پیش‌بینی مدل بسیار ضعیف بود (RPD کمتر از 4/1). به‌طور کلی برپایۀ نتایج این تحقیق، از طیف‌سنجی به‌منظور پیش‌بینی ویژگی‌های ذکرشده به‌جز CaCO3 به‌عنوان روشی سریع و با دقت قابل قبول می‌توان استفاده کرد و این روش قابلیت برآورد همزمان چند ویژگی خاک را دارد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating the ability of Visible -NIR spectrometry to estimate some soil properties

نویسندگان [English]

  • Fatemeh Mousavi 1
  • Ehsan Abdi 2
  • Abbas Ghalandarzadeh 3
  • Hosseinali Bahrami 4
  • Baris Majnounian 5
1 Ph.D., Dept. of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Associate Professor, Dept. of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Associate Professor, Dept. of Civil Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
4 Associate Professor, Dept. of Soil Science, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran
5 Professor, Dept. of Forestry and Forest Economics, Faculty of Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
چکیده [English]

Knowledge of soil chemical properties is important for understanding its engineering characteristics in road construction. Reflectance spectrometry is a non-destructive, fast and environment friendly method, but unfortunately no research has been conducted to use this tool to estimate the forest soil characteristics in Iran. The present study was conducted to investigate the ability of VNIR spectrometry to estimate some chemical properties including organic matter, CaCO3, pH and EC in the forest soil. For this purpose, 45 soil samples were collected from Namkhaneh series in Kheyroud Forest and those properties were measured by standard methods. The reflectance of sample was measured in dark room using Fieldspec ASD spectroradiometer. PLSR (Partial Least Squares Regression) method was used to predict soil properties in reflectance and first derivative mode. The results of RPD shows that OM has a very good estimate in two modes of reflectance spectra and derivative reflectance spectra (PRD>2) and pH, EC have acceptable estimate (1.4<RPD>2), but CaCO3 has poor prediction in two modes of reflectance spectra and derivative reflectance spectra (PRD<1.4). In general, based on the results of this study, spectrometry can be used to predict the above-mentioned properties except CaCO3 as a fast and an acceptable method and this method can simultaneously estimate several soil properties.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Forestry soil
  • Spectrometry
  • lime
  • Organic Matter