كارآيي برخي تخمين‌گرهاي زمين‌آماري در ميان‌يابي و پهنه‌بندي شماري از ويژگي‌هاي كيفي خاك

Efficiency of some geostatistical estimators for interpolation and mapping some soil quality properties

طراحي و اجراي برنامه‌هاي حفاظت خاك نيازمند پهنه‌بندي دقيق و بهينه ويژگي‌هاي خاك است. از جمله عوامل بسيار موثر در پهنه‌بندي ويژگي‌هاي خاك، روش درون‌يابي كاربردي است. هدف از اين پژوهش، ارزيابي كارايي شماري از روش‌هاي رايج درون‌يابي به منظور تخمين و پهنه‌بندي برخي ويژگي‌هاي كيفي خاك سطحي شامل درصد رس، هدايت الكتريكي، درصد كربنات كلسيم معادل و كربن‌آلي در اراضي زراعي منطقه نقده واقع در استان آذربايجان غربي با مساحتي حدود 8300 هكتار بود. به اين منظور تعداد 282 نمونه خاك سطحي (30-0 سانتيمتري) به صورت تصادفي جمع‌آوري و مورد تجزيه آزمايشگاهي قرار گرفت. روش‌هاي قطعي (توابع پايه شعاعي و چند جمله‌اي فراگير) و زمين آماري (كريجينگ معمولي) به منظور پهنه‌بندي ويژگي‌هاي خاك بكار گرفته شدند. هدايت الكتريكي بيشترين (14/90) و رس كمترين (97/28) ميزان تغييرپذيري را نشان دادند. مدل‌هاي نمايي، گوسي و كروي بر تغييرنما‌هاي تجربي برازش داده شدند. ‌رس و هدايت الكتريكي با مدل نمايي، كربنات كلسيم معادل با مدل گوسي و كربن‌آلي با مدل كروي بهترين برازش را داشتند. نتايج نشان داد كه روش كريجينگ معمولي داراي كمترين مقدار شاخص توازن خطا– واريانس (BVTO) براي تخمين مقدار رس، شوري، آهك و كربن‌آلي بود و روش توابع پايه شعاعي با مدل نواري كم ضخامت بيشترين مقدار خطا را در برآورد اين متغيرها داشت. در نهايت با در نظر گرفتن بهترين روش درون‌يابي، نقشه‌هاي پهنه‌بندي ويژگي‌هاي خاك در محيط GIS تهيه گرديد.

For design and implementation of soil conservation programs, accurate and optimized mapping of soil properties is required. The type of interpolation method is one of the most important issue involved in mapping soil properties. Six ordinary methods of spatial interpolation were compared to determine their suitability for estimating some quality properties of topsoil including clay content, electrical conductivity, equivalent calcium carbonate and organic carbon in the Naqade region farmlands located in west Azerbaijan. The area of study region was about 8300 ha. For this purpose, 282 topsoil samples were collected randomly and tested for laboratory analysis. Deterministic methods (radial basis function and global polynomial interpolation) as well as geostatistical estimators (ordinary Kriging) were utilized to map related soil properties. The highest and lowest CV was obtained for EC and clay content variables, respectively. For clay and electrical conductivity, the exponential model, for equivalent calcium carbonate the Gaussian model, and for organic carbon the spherical were the best fitting models to calculate the experimental variogram. According to the results, the ordinary Kriging approach characterized with the minimum error indicator of bias-variance trade-off (BVTO) for evaluating clay, electrical conductivity, equivalent calcium carbonate and organic carbon. The thin plat spline model of radial basis function showed the maximum error in assessment of studied attributes. Eventually, the interpolation maps were generated regard to the most appropriate interpolators.