مدل سازی روند تغییرات شوری خاک با استفاده از شاخص های پوشش گیاهی، شوری و روش جنگل تصادفی (مطالعه موردی: شهرستان گمیشان، استان گلستان)

زمینه و هدف: شور شدن خاک یک فرآیند تخریب زمین است که منجر به تجمع بیش از حد نمک های محلول در خاک می شود. با توجه نبود اطلاعات در رابطه با خصوصیات شوری و بویژه با رویکردهای نقشه برداری نوین و همچنین اهمیت شوری خاک به عنوان یک ویژگی پویا و تاثیرگذار بر روی کیفیت خاک، تحقیق حاضر بر اساس مدل سازی مکانی شوری خاک با مدل جنگل تصادفی در منطقه مورد مطالعه شهرستان گمیشان واقع در استان گلستان در بازه زمانی ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۴ انجام شده است.

روش پژوهش: در تحقیق حاضر ۱۵۰ نقطه نمونه برداری به روش روش ابرمکعب لاتین انتخاب و ۳۶ پارامتر بعنوان داده های محیطی در مدلسازی شامل: شاخص های پوشش گیاهی، شاخص های شوری خاک و شاخص های باندهای تصاویر ماهواره ای (مانند باند آبی، سبز، قرمز و...) استفاده شده است. همچنین برای تهیه شاخص های مورد نظر از تصاویر ماهواره ای لندست (سنجنده TM) سال ۲۰۰۰ و لندست ۸ (سنجنده OLI) سال ۲۰۲۴ استفاده شد. پس از تهیه پارامترهای محیطی و داده های شوری خاک، از مدل جنگل تصادفی (RF) برای مدل سازی استفاده گردیده شد. نتایج آماره های توصیفی برای EC سطحی خاک نشان می دهد که مقدار EC خاک در ۱۵۰ نمونه خاک از ۲۸/۰ تا ۴۶/۱۰۷ دسی زیمنس بر متر (ds/m) متغیر بوده و انحراف معیار آن ۵۸/۲ است. مهمترین پارامترهای حاصل از آنالیز حساسیت مدل جنگل تصافی در مدلسازی شوری خاک، شاخص های پوشش گیاهی مانند MNF، PCA و شاخص های باندهای تصاویر ماهواره ای می باشند. با توجه به اینکه پوشش گیاهی منطقه ضعیف است، بنابراین حضور و تجمع نمک در سطح خاک به راحتی توسط مولفه های اصلی تصویر ماهواره لندست شناسایی می شوند.

یافته ها: نتایج نشان داد که ارتباط زیادی بین داده های خاک و متغیرهای محیطی وجود دارد، به طوری که نقشه نهایی شوری خاک را با ضریب تبیین ۸۷/۰ پیش بینی کرده است. مقایسه روند تغییرات شوری خاک از سال ۲۰۰۰ تا ۲۰۲۴ نشان می دهد که منطقه گمیشان در این مدت به سمت شور شدن پیش می رود. مقدار حداکثر و حداقل شوری در سال ۲۰۰۰ به ترتیب ۹۳/۰ و ۶۵/۵۴ و مقدار حداکثر و حداقل شوری در سال ۲۰۲۴ به ترتیب ۱۴/۱ و ۸۷/۷۱ دسی زیمنس بر متر (ds/m) می باشد. نتایج مقایسه روند تغییرات کلاس های شوری خاک نشان داد که مساحت کلاس های بدون محدودیت، محدودیت کم و محدودیت زیاد به ترتیب ۸۴۸، ۱۲۱۱۰ و ۱۵۲۰۲ هکتار (۶۳/۰-، ۹۵/۸، ۲۳/۱۱- درصد) کاهش، و مساحت کلاس های محدودیت زیاد، محدودیت خیلی زیاد و محدودیت شدید به ترتیب ۳۲۵۶، ۱۸۹۰۶ و ۵۹۹۵ هکتار (۴۱/۲، ۹۷/۱۳ و ۴۳/۴ درصد) افزایش یافته اند.

نتایج: روند تغییرات شوری در منطقه به سمت مرکز و جنوب افزایشی است که با روند تغییرات مهم ترین متغیرهای کمکی تشخیص داده شده مانند PCA، همخوانی دارد. از نتایج این تحقیق می توان نتیجه گیری نمود که خاک های منطقه مورد مطالعه دارای محدودیت شوری و نیز تغییرپذیری زیاد مکانی از نظر مقدار پارامترهای خاک بخصوص شوری می باشند. این مسئله نشان می دهد که برای اصلاح و بهسازی خاک های منطقه گمیشان نیاز به تهیه نقشه های خاک می باشد.

کلیدواژه ها:

شوری خاک ، تخریب زمین ، نقشه برداری ، آنالیز حساسیت ، مدلسازی ، منطقه گمیشان ، استان گلستان