ارزيابي قابليت طيف‌سنجي بازتابي در پيش‌بيني كربنات‌هاي خاك (مطالعه موردي: منطقه جونقان در استان چهارمحال و بختياري)

در سال‌هاي اخير طيف‌سنجي به‌عنوان يكي از تكنيك‌هاي ممكن در جايگزيني روش‌هاي مرسوم آزمايشگاهي در علوم خاك معرفي شده است. هدف از پژوهش حاضر، ارزيابي قابليت اين تكنيك در دو محدوده‌ي مرئي-مادون قرمز نزديك (Vis-NIR) و مادون قرمز مياني (mid-IR) در پيش‌بيني كربنات‌هاي خاك در منطقه جونقان استان چهارمحال و بختياري مي‌باشد. به اين منظور 272 نمونه‌ي خاك سطحي از عمق 10-0 سانتي‌متري جمع‌آوري و ميزان كربنات هر يك با روش تيتراسيون برگشتي تعيين شد. اطلاعات طيفي خاك‌ها در گستره Vis-NIRبا استفاده از اسپكتروراديومتر زمينيFieldSpec 3, ASD-Analytical Spectral Devices, Boulder Colorado, USA))، در محدوده‌ي 2500-350 نانومتر با تفكيك طيفي 1 نانومتر و در محدوده mid-IR با اسپكتروراديومتر تبديل فوريه مادون قرمز FT-IR (Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA)، در گستره cm-14000-400 (25000-2500 نانومتر) با تفكيك طيفي 2/1 نانومتر استخراج شد. سپس انواع مختلف روش‌هاي پيش‌پردازش بر اطلاعات طيفي، اعمال شده، داده‌ها به دو گروه واسنجي (70%) و اعتبارسنجي (30%) تقسيم و چهار مدل، رگرسيون حداقل مربعات جزئي (PLSR)، ماشين بردار پشتيبان (SVM)، جنگل تصادفي RF)) و رگرسيون فرآيند گاوسي (GPR) براي پيش‌بيني كربنات‌ها از اين اطلاعات، برازش يافت. نتايج نشان داد كه تركيب مدل SVM با داده‌هاي خام طيفي در محدوده‌ي Vis-NIR و تركيب مدل PLSR با روش پيش‌پردازش منحني حذف پيوستار (CR) در گستره mid-IR، به ترتيب با 81/0R2= و 86/0 R2= بهترين عملكرد را در پيش‌بيني كربنات‌ها داشته‌اند. همچنين نتايج نشان داد كه عملكردگستره mid-IR در برآورد كربنات‌ها نسبت به Vis-NIR بالاتر بوده است. در مجموع مي‌توان تكنيك طيف‌سنجي را به‌عنوان روشي سريع و البته دقيق در تخمين كربنات‌هاي خاك مطرح و موردارزيابي‌هاي بيشتر قرار داد.