مشخصات پژوهش

عنوان	توسعه و مقایسه توابع انتقالی خاک و توابع انتقالی طیفی برای برآورد نگه داشت آب در برخی از خاک های استان کردستان
نوع پژوهش	مقاله چاپ‌شده در مجلات علمی
کلیدواژه‌ها	توابعی انتقالی خاک، توابع انتقالی طیفی، نگه داشت آب در خاک
چکیده	سابقه و هدف: منحنی نگه داشت آب در خاک از جمله ویژگی های مهم هیدرولیکی خاک بوده که در شبیه سازی جریان آب و انتقال املاح در بخش غیر اشباع خاک کاربرد دارد. اندازه گیری مستقیم منحنی های نگه داشت آب در خاک دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد؛ بدین منظور محققین روش هایی غیر مستقیم همچون توابعی انتقالی را برای برآورد منحنی نگه داشت آب در خاک با استفاده از داده های سهل الوصول پیشنهاد کرده اند. در چند دهه اخیر، استفاده از داده های طیفی خاک به عنوان روشی سریع، کم هزینه و غیرمخرب در برآورد ویژگی های مبنایی خاک به طور گسترده ای مورد توجه قرار گرفته است. در این پژوهش امکان استفاده از داده های طیفی خاک در گستره مرئی- مادون قرمز نزدیک، به عنوان متغیر ورودی توابع انتقالی و ارزیابی عملکرد آن در مقایسه با ویژگی های مبنایی خاک در برآورد منحنی نگه داشت آب در خاک بررسی گردید. مواد و روش ها: تعداد 100 نمونه خاک، جمع آوری و منحنی های بازتاب طیفی آنها در گستره 2500-350 نانومتر با استفاده از دستگاه اسپکترورادیومتر زمینی اندازه گیری شد. برخی از ویژگی های مبنایی خاک شامل توزیع اندازه ذرات، جرم ویژه ظاهری و حقیقی، مقدار کربن آلی و کربنات کلسیم معادل به همراه مقادیر رطوبت در پتانسیل های ماتریک 10-، 33-، 50-، 100-، 300-، 500-، 1000- و 1500- کیلو پاسکال با دستگاه صفحات و غشاء فشاری تعیین شد. منحنی بازتاب طیفی نمونه ها با استفاده از نرم افزار RS3 موجود بر روی رایانه قابل حمل متصل به دستگاه اسپکترورادیومتر، با تعداد 5 قرائت برای هر نمونه خاک ثبت شد. پس از انجام پیش پردازش های طیفی، همبستگی بین مقادیر جذب در هر یک از طول موج های مورد مطالعه با مقادیر رطوبت خاک در مکش های مختلف بررسی شد. سپس با استفاده از روش رگرسیونی خطی چندگانه گام به گام و بهره گیری از داده های مبنایی و طیفی خاک، روابطی ریاضی به ترتیب تحت عنوان توابع انتقالی خاکی (PTFs) و طیفی (STFs) پی ریزی شد. به منظور ارزیابی دقت توابع پیشنهادی از آماره هایی همچون ضریب تبیین تعدیل شده (R2adj)، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (NRMSE)، میانگین خطا (ME) و نسبت انحراف دقت (RPD) استفاده شد. یافته ها: توابع انتقالی خاکی (PTFs) در انتهای خشک منحنی نگهداشت آب در خاک در مقایسه با انتهای مرطوب آن برآورد های دقیق تری ارائه کردند. دلیل این موضوع را می توان وجود همبستگی بالای رطوبت خاک با توزیع اندازه ذرات خاک در انتهای خشک منحنی نگهداشت آب خاک بیان کرد. نتایج حاصل از ارزیابی آماره ها نشان داد که PTFs پی ریزی شده جهت برآورد نگه داشت آب در خاک در مکش های 10 تا 1500 کیلو پاسکال از دقت پیش بینی خوبی برخوردار بودند. این در حالی است که STFs در مقایسه با PTFs پیشنهادی در برآورد پارامترهای مورد مطالعه نیز، دارای نتایجی معقول اما به نسبت ضعیف تری بودند. نتیجه گیری کلی: در مجموع نتایج این پژوهش نشان داد، برغم نتایج نسبتاً کم دقت تر STFs نسبت بهPTFs به دلیل صرف هزینه، زمان و داده برداری صحرایی کمتر، استفاده از داده های طیفی خاک می تواند به عنوان روشی غیرمستقیم و نوین برای برآورد مقادیر رطوبت حجمی خاک به ازای پتانسیل های ماتریک مختلف مورد استفاده قرار گیرد.
پژوهشگران	ناصر خالق پناه (نفر سوم)، مسعود داوری (نفر دوم)، سیده ویدا حسینی (نفر اول)