بررسي تغييرات مكاني ويژگي هاي شوري و سديمي خاك هاي منطقه چات در استان گلستان

Spatial Variability Analysis of Soil Salinity and Alkalinity in Chat Region, Golestan Province

آگاهي و شناخت ويژگي هاي مهم خاك از جمله شوري و قلياييت، نقش اساسي در مديريت خاك و آب دارد. اهداف اين تحقيق بررسي تغييرات مكاني و پهنه بندي هدايت الكتريكي (EC)، درصد سديم قابل تبادل (ESP) و اسيديته (pH) خاك در عمق سطحي (24-0 سانتي متر) مي باشد. اين مطالعه روي داده هاي مربوط به 152 نمونه خاك در منطقه چات در استان گلستان انجام گرديد. روش هاي تخمين مورد استفاده شامل روش هاي زمين آماري كريجينگ معمولي، لاگ كريجينگ و‌ كوكريجينگ و روش وزن دهي عكس فاصله با توان هاي 1 تا 3 مي باشند. براي ارزيابي روش ها از تكنيك ارزيابي متقابل با معيارهاي ريشه مربعات خطا (RMSE)، ميانگين قدر مطلق خطا (MAE) و ميانگين انحراف خطا (MBE) ‌استفاده گرديد. نتايج آناليز زمين آماري نشان داد كه تمامي پارامترها از همبستگي مكاني متوسطي در سطح منطقه برخوردارند. بهترين مدل ساختار مكاني براي EC مدل نمايي و براي ESP و pH مدل كروي بوده است. EC خاك كمترين شعاع تاثير (حدود 3000 متر) و ESP و pH بيشترين شعاع تاثير (حدود 6000 متر) را داشتند. بر اساس نتايج حاصل از ارزيابي متقابل و با توجه به توانايي كريجينگ در ارايه ميزان عدم قطعيت مقادير برآورد شده، در مجموع روش كريجينگ معمولي به عنوان مناسب ترين روش تخمين EC (dS/m 886/8=MAE)، pH (183/0=MAE) و ESP (19/13=MAE) خاك شناخته شد. نقشه هاي پهنه بندي نشان داد كه مشكل شوري و قلياييت در غالب نقاط ديده شده، با اين حال مقادير EC و ESP بطور مشابه از شرق به غرب منطقه روند افزايشي دارند. بنابراين نواحي غربي منطقه بيشتر از ساير قسمت ها نيازمند عمليات مديريتي مناسب مانند تغيير الگوي كشت و يا عمليات اصلاح خاك مي باشند.

Knowledge of important soil properties such as salinity and alkalinity plays a central role in soil and water management. The objectives of this paper were to investigate the spatial variability of soil electrical conductivity (EC), exchangeable sodium percentage (ESP), and acidity (pH), and to map these parameters in soil surface layer (0-24 cm depth). The study was performed using 152 soil samples taken from Chat in Golestan province. The estimation methods used were geostatistical approaches of ordinary kriging, log-normal kriging, and co-kriging, and inverse distance weighting. The performance of the selected methods was evaluated through cross-validation technique with comparison criteria of root mean square error (RMSE), mean absolute error (MAE), and mean bias error (MBE). Geostatistical analyses showed that all parameters had moderate spatial correlation over the study area. The best model of semivariogram was exponential for EC, while ESP and pH followed a spherical structure. The smallest correlation distance (about 3000 m) belonged to EC and the largest correlation distance (about 6000 m) was found for ESP and pH. Based on the cross-validation results and kriging ability to predict estimation uncertainty, ordinary kriging was the most appropriate method for estimating soil EC (MAE= 8.886 dS/m), pH (MAE= 0.183) and ESP (MAE= 13.19). The generated maps showed that the majority of the study area suffered from salinity and alkalinity problem. However, EC and ESP showed a similar increasing drift from the east to the west of the region. Therefore, lands located in the west of the studied area need more attention in terms of management practices such as proper cropping pattern and soil reclamation.