کمال نبی اللهی

منافذ خاک جزئی کلیدی از پیکره خاک را تشکیل داده و شبکه های منافذ خاک دارای عملکرد اساسی نظیر هدایت آب یا هوا، ایجاد فضای کافی جهت رشد مطلوب ریشه و حفاظت از موجودات خاک زی در اکوسیستم ها می باشند. نوع خاک و کاربری اراضی از اصلی ترین عوامل تأثیرگذار بر خصوصیات گوناگون ماکروپورها می باشند. باتوجه به تضاد شدید در میرایی اشعه ایکس به وسیله منافذ خاک و مواد جامد همراه، تمیز آن ها در تصاویر سی تی نسبتا آسان است که این واقعیتی است که جهت کمی سازی شبکه های منافذ به محققین کمک می کند. هدف اصلی این پژوهش بررسی امکان استفاده از تجزیه و تحلیل تصاویر سی تی اسکن برای محاسبه منافذ درشت خاک در دو رده خاک متفاوت می باشد. منطقه مطالعاتی جهت انجام این پژوهش ایستگاه تحقیقاتی سارال در استان کردستان بود. در این ایستگاه دو قطعه ارضی مجاورهم (با شرایط کاملا یکسان از لحاظ شیب و مواد مادری) که تحت کاربری های کشاورزی و مرتع بودند، جهت نمونه برداری انتخاب شدند. در هر کاربری یک نیمرخ خاک حفر، سپس تشریح و از لایه های ژنتیکی آنها نمونه برداری انجام گردید. علاوه براین در هر کاربری 3 نمونه دست نخورده برای اندازه گیری جرم مخصوص ظاهری و 3 نمونه هم به وسیله لوله های پی وی سی (پلی وینیل کلراید( جهت انجام تصویربرداری اشعه ایکس برداشت شدند. دستگاه سی بی سی تی اسکن Planmeca ProMax 3D برای تصویربرداری، نرم افزار ImageJ برای محاسبه منافذ کل و نرم افزار Avizo جهت رسم منحنی توزیع قطر منافذ مورد استفاده گردید. توابع انتقالی جهت تخمین خصوصیات هیدرولیکی خاک از طریق خواص اصلی خاک مورد استفاده و جهت مقایسه با آنالیز تصاویر سی تی اسکن قرار گرفت. برای ارزیابی نتایج به دست آمده از آنالیز تصاویر سی بی سی تی اسکن آماره های ضریب تبیین(R2)، ریشه میانگین مربعات خطا(RMSE)، نش سات کلیف(NSE) و درصد میانگین خطای مطلق(MAPE) استفاده گردید. خاک تحت کاربری زراعت و مرتع به ترتیب در رده اینسپتی سولز و مرتع طبقه بندی شدند. پس از مقایسه فیلترهای مختلف، فیلتر میانه (Median)، به عنوان مناسب ترین فیلتر برای به حداقل رساندن نویز تصاویر استفاده شد. مقدار آستانه گذاری 53/1 بود که توسط الگوریتم آستانه Otsu و Intermodes در ImageJ تعیین شد. این دو روش آستانه گذاری بهترین نتایج داشتند و برای تقسیم بندی تصاویر استفاده شدند. نتایج اعتبارسنجی روش سی بی سی تی اسکن برای رده انسپتی سولز تحت کاربری زراعت به ترتیب 98/0، 15/0، 78/0 و 04/18 و برای رده مالی سولز تحت کاربری مرتع ترتیب 99/0، 12/0، 95/0 و 56/10 بودند که نشان دهنده قابل قبول بودن روش آنالیز تصاویر سی تی اسکن می باشد. نتایج مقایسه میانگین به روش آزمون T نشان داد که رده مالی سولز تحت کاربری مرتع دارای منافذ بیشتری در مقایسه با رده اینسپتسی سولز تحت کاربری زراعت بود.