بررسي ارتباط بين عامل مديريت پوشش در معادله جهاني فرسايش با شاخص‌هاي گياهي در اراضي شيب‌دار لسي (مطالعه موردي: مزرعه گندم در حوضه توشن)

Examination of the relation between cover management factor with vegetation indices in the loess slope lands (Case study: Wheat farm in Toshan catchment)

سابقه و هدف: در جلوگيري از پديده مخرب فرسايش، تعيين يك روش مناسب جهت اندازه‌گيري ميزان فرسايش‌پذيري خاك‌ها يكي از اولويت‌ها محسوب مي شود از مهم‌ترين روش‌هاي محاسبه فرسايش خاك، معادله ويشماير و اسميت (1978) بوده كه به فرمول جهاني فرسايش خاك معروف است. مديريت پوشش گياهي (C) در اين معادله يكي از عوامل شش‌گانه موثر در فرسايش است كه اندازه گيري آن به سادگي امكان پذير نمي باشد. يك روش پركاربرد جهت برآورد اين شاخص، استفاده از تصاوير ماهواره‌اي مي باشد. بنابراين در اين پژوهش تلاش شد شاخص‌هاي مربوطه از تصاوير ماهواره اي در زمان هاي مختلف رشد محصول زراعي عمده استان استخراج و ارتباط آن با ميزان فرسايش واقعي حاصل در مزرعه به‌دست آيد. مواد و روش‌ها : برآورد عامل C، در 6 زمان متوالي به كمك شبيه‌ساز باران در دو شدت بارش 32 و 105 ميلي-متر بر ساعت، در زمان تداوم 20 دقيقه اندازه گيري شد. عامل مديريت پوشش گياهي به روش CSERL نيز محاسبه و شاخص‌هاي گياهي NDVI و SAVI با استفاده از تصاوير ماهواره لندست 8 مربوط به 6 زمان موردنظر به كمك نرم‌افزار ERDAS IMAGIN 2011 به‌دست آمد. سپس ارتباط رگرسيوني بين فاكتور CSERL و شاخص‌هاي گياهي NDVI و SAVI با استفاده از نرم‌افزار Excel به‌دست آمد و ضريب تبيين تعديل‌شده، ضريب تبيين رگرسيون و همبستگي به‌دست آمده توسط نرم‌افزار SAS به‌‌عنوان شاخص ارزيابي مورد استفاده قرار گرفت. يافته‌ها: با توجه به نتايج، شاخص NDVI (76/0= R2) در مقايسه با شاخص SAVI (54/0= R2) به‌منظور پيش‌بيني فاكتور CSERL توسط تصاوير ماهواره لندست 8 مناسب‌تر به‌نظر مي‌رسد. شاخص‌هاي پوشش گياهي به‌دست آمده توسط تصاوير ماهواره‌اي با عامل C به‌دست آمده از شدت بارش بالاتر ارتباط بيش‌تري داشت. نتيجه‌گيري: بر اساس نتايج شاخص NDVI بهترين برآورد را با فاكتور CSERL در شدت بارش 105 ميلي‌متر بر ساعت (76/0= R2) داشت و بنابراين به‌عنوان روشي با دقت مناسب پيشنهاد مي‌‌گردد.

Background and Objectives: Erosion rate in Golestan province has a high rate due to geographical location, climatic and resource degradation. Determining a suitable method for measuring soil erodibility is one of the priorities in the prevention of destructive erosion. Wishmeyer and Smith equation (1978) is one of the important methods for calculating soil erosion, that is known as the Universal Soil Loss Equation. In this equation, cover management (C) is one of the six factors affecting soil water-erosion that its measuring is not simply possible. One of the widely used methods for estimating this factor is using satellite imagery. So, in this research, relevant indicators derived from satellite images of different agronomic main crop growth in Golestan province and their relation with real erosion in the farm was obtained. Materials and Methods: C factor was measured by using simulated rainfall with 2 intensity of 32 and 105 mm/h in duration of 20 minute in 6 consecutive times. Cover management factor also was measured using CERL method, and vegetation indices (SAVI & NDVI) were computed from of Landsat 8 images in 6 consecutive times using ERDAS IMAGIN 2011. Then, the relation between CSERL factor and vegetation indices (SAVI & NDVI) were obtained using Excel software and adjusted coefficient of determination, regression coefficient and correlation were used as evaluation indices. Results: According to the results, NDVI index (R2=0.76) in order to predict CSERL factor using satellite images is more suitable comparing SAVI index (R2=0.54). The vegetation indices derived from satellite images have higher relationship with C factor derived from higher rain intensity. Conclusion: According to the results, NDVI index had a best estimation with CSERL in higher intensity (R2=0.76) and so this index is offered as a method with proper accuracy.