بررسی کارآیی روش TOPSIS در اولویت‌بندی اراضی برای کشت زعفران

آب و خاک

مقاله 6، دوره 36، شماره 2 - شماره پیاپی 82، خرداد و تیر 1401، صفحه 237-249   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2022.74195.1125

نویسندگان

مهناز اسکندری^{* 1}؛ علی زین الدینی²؛ میرناصر نویدی¹؛ آناهید سلمان پور³

¹موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

²موسسه تحقیقات خاک و آب کشور

³بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات کشاورزی و منابع طبیعی استان لرستان، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج

چکیده

کشت زعفران به دلیل ارزش اقتصادی و سازگاری آن با شرایط اقلیمی خشک و نیمه‌خشک ایران، در سال­های اخیر توسعه بسیاری داشته است. هدف از این پژوهش، بررسی کارآیی روش تاپسیس در اولویت­بندی اراضی برای اختصاص به کشت زعفران و مقایسه آن با روش پارامتریک ریشه دوم بود. بدین­منظور، 135 مزرعه زعفران در استان­های خراسان رضوی، خراسان جنوبی، فارس، مرکزی و کرمان، انتخاب و یک خاکرخ در هر مزرعه، حفر، مطالعه و نمونه‌گیری شد. آزمایش‌های فیزیکوشیمیایی لازم روی نمونه­ها انجام گردید. متوسط مقدار عملکرد زعفران در سه سال گذشته برای هر نقطه مطالعاتی نیز بدست آمد. به کمک تحلیل­های آماری، معیارهای موثر خاکی بر عملکرد زعفران بدست آمد. ماتریس تصمیم نرمال­شده وزن­دار به روش رتبه­بندی ساخته شد. با تعیین ایده‌آل­های مثبت و منفی، اولویت گزینه­ها به روش تاپسیس برای کشت زعفران تعیین شد و با عملکرد واقعی زعفران مقایسه گردید. نتایج نشان داد که مقدار سه متغیر کربنات کلسیم معادل (CCE)، شوری و سدیمی بودن خاک­ها در اراضی تحت کشت زعفران در کشور، از آستانه مجاز برای کشت این گیاه بیشتر است. بنابراین سه متغیر ذکرشده از مهم­ترین ویژگی­های موثر خاک بر عملکرد زعفران هستند. ترتیب وزن‌های اختصاص­یافته به متغیرها به ترتیب شامل شوری، درصد سدیم قابل­تبادل، CCE، سنگریزه، گچ، کربن آلی و واکنش خاک بود. مقدار ضریب تبیین حاصل از مقایسه ترتیب اولویت­های 135 گزینه با عملکرد مشاهده شده زعفران به روش تاپسیس، 91/0 بدست آمد. این مقدار برای شاخص خاک با عملکرد به روش پارامتریک، 90/0 بود. بنابراین، روش تاپسیس ابزاری توانمند در تعیین اولویت گزینه­ها بود و در تعیین تناسب اراضی برای توسعه کشت، قابل کاربرد است.

کلیدواژه‌ها

تصمیم‌گیری چندمعیاره؛ تناسب اراضی؛ توسعه کشت؛ عملکرد

مراجع

1. Asadi Kangarshahi, AkhlaghiAmiriN., and Samar M. 2015. Possibility of Using Chlorosis Degree and Active Iron (Fe²⁺) to Assess the Tolerance of Some Citrus Rootstocks to Calcareous Soils. Iranian Journal of Soil Research 29(3): 296-284. (In Persian with English abstract). https://dx.doi.org/10.22092/ijsr.2015.103433.
2. Bagherzadeh A., and Gholizadeh A. 2016. Modeling land suitability evaluation for wheat production by parametric and TOPSIS approaches using GIS, northeast of Iran. Modeling Earth Systems and Environment. 2(126). https://doi.org/10.1007/s40808-016-0177-8.
3. Bagherzadeh A., and Gholizadeh A. 2017. Parametric-based neural networks and TOPSIS modeling in land suitability evaluation for alfalfa production using GIS. Modeling Earth Systems and Environment 3(2): 1-11. https://doi.org/10.1007/s40808-016-0263-y.
4. Celikbilek Y., and Tuysuz F. 2020. An in-depth review of theory of the TOPSIS method: An experimental analysis. Journal of Management Analytics 7(2): 281-300. https://doi.org/10.1080/23270012.2020.1748528.
5. Eskandari M., Homaee M., Mahmodi S., and Pazira E. 2013. A New Landfill Siting Method Based on Land Classification Maps and GIS. Environmental Sciences 11(2): 121-132. (In Persian with English abstract). https://envs.sbu.ac.ir/article_95068.html.
6. Eskandari M., Homaeei M., and Mahmoodi S. 2013. Optimized Approach for MSW Landfill Siting Using MCDA and GIS. Environmental Sciences 11(3): 41-54. (In Persian with English abstract). https://envs.sbu.ac.ir/article_97284.html.
7. 1976. A Framework for Land Evaluation. FAO Soils Bulletin No. 32. Rome.
8. Fattahi M., Mahdavi R., Rezaei M., and Esmaeilpour Y. 2021. Determination of optimal cultivation pattern of medicinal plants using AHP-TOPSIS hybrid model (Case study: Qom province). Iranian Journal of Medicinal and Aromatic Plants Research 36(6): 885-897. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijmapr.2021.342346.2749.
9. Ghiasvand A. 2016. Application of statistics and SPSS software in data analysis. 4th Ed. Motefakkeran Publications. (In Persian)
10. Kazemi , and Akinci H. 2018. A land use suitability model for rainfed farming by Multi-criteria Decision-making Analysis (MCDA) and Geographic Information System (GIS). Ecological Engineering 116: 1-6. https://doi.org/10.1016/j.ecoleng.2018.02.021.
11. Mohammadi 2006. Pedometry: Classical Statistics. Volume One, Pelk Publications, Tehran. (In Persian)
12. Navidi M.N. Design and preparation of land suitability evaluation software for field and orchard crops of the country.Soil and Water Research Institute. (In Persian with English abstract). https://nlss.ir/Home/AboutUs.
13. Pilevar A.R., Matinfar H.R., Sohrabi A., and Sarmadian F. 2020. Integrated fuzzy, AHP and GIS techniques for land suitability assessment in semi-arid regions for wheat and maize farming, Ecological Indicators (110): 105887. https://doi.org/10.1016/j.ecolind.2019.105887.
14. Rooshanali M. 2012. Land suitability evaluation model based on the elements of the climate for the cultivation of rapeseed TOPSIS: A Case Study of Mazandaran province. Journal of Urban Ecology Researches 3(6): 67-80. (In Persian with English abstract). https://grup.journals.pnu.ac.ir/article_1119.html?lang=en.
15. Sarmadian F., and Ghavami M. 2020. Land Suitability Evaluation Using TOPSIS Method and Its Comparison with Parametric Methods for Maize Production in Part of Qazvin. Iranian Journal of Soil and Water Research 50(9): 2275-2287. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22059/ijswr.2019.273788.668095.
16. SeyedJalali S.A., Dehghan R., Azadi A., Zaeinaldini Mimand A., Navidi M.N., and Mohammad Esmaeil Z. 2020. Investigation of the effect of soil factors on sugarcane growth in sugarcane cultivated lands in khuzestan and mazandaran provinces. Soil Research 34(3): 343-357. (In Persian with English abstract). https://dx.doi.org/10.22092/ijsr.2020.343172.532.
17. Seyedjalali S.A., Eskandari M., Roshani G., Navidi M., Zareian G., Zeinadini Meymand A., and Ghasemzadeh Ganjehie M. 2021. Determining Soil and Landscape Requirements of cotton for Using in Land Suitability Evaluation. Iranian Journal of Cotton Researches 9(1): 69-88. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22092/ijcr.2021.352985.1162.
18. Seyedmohammadi J., Jafarzadeh A.A., Sarmadian F., Shahbazi F., and Ghorbani M.A. 2017. Comparing the Efficiency of TOPSIS, AHP and Square Root Methods in Cultivation Priority Determination for Wheat, Barley and Maize under Sprinkler Irrigation in Dasht-e-Moghan. Water and Soil Science 27(2): 45-59. (In Persian with English abstract)
19. Seyedmohammadi J., Sarmadian F., Jafarzadeh A.A., Ghorbani M.A., and Shahbazi F. 2018. Application of SAW, TOPSIS and fuzzy TOPSIS models in cultivation priority planning for maize, rapeseed and soybean crops. Geoderma 310: 178-190. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2017.09.012.
20. Sys C., Van Ranst E., and Debaveye I.J. 1991. Land evaluation. Part I: principles in land evaluation and crop production calculations. General Administration for Development Cooperation, Agricultural Publication-No. 7, Brussels, Belgium, p 274.
21. Tale Jenekanlou A., Karimi M., and Taleai M. 2015. Residential Land Suitability Assessment Using Fuzzy Group TOPSIS-OWA. Journal of Geomatics Science And Technology 4(4) :29-46. http://jgst.issge.ir/article-1-82-fa.html.
22. Tzeng G., and Huang J. 2011. Multiple Attribute Decision Making Methods and Applications. CRC Press, Taylor and Francis Group, A Chapman and Hall Book, Boca Raton.
23. 2012. Field Book for Describing and Sampling Soils. Version 3, Natural Resources Conservation Service, National Soil Survey Center, Lincoln, NE.
24. 2014. Kellogg Soil Survey Laboratory Methods Manual. Soil Survey Investigations Report No. 42, Version 5. R. Burt and Soil Survey Staff (ed.). United States Department of Agriculture, Natural Resources Conservation Service.
25. Vafabakhsh J. 2003. Finding the potential of saffron cultivation areas in Iran. Mashhad, Publications of Scientific and Industrial Research Organization of Khorasan Center. Pages 99-108. (In Persian)
26. Vafaeinejad A. 2016. Cropping Pattern Optimization by Using of TOPSIS and Genetic Algorithm Based on the Capabilities of GIS. Iranian Journal of Ecohydrology 3(1): 69-82. (In Persian with English abstract). https://dx.doi.org/10.22059/ije.2016.59191.
27. Wang P., Zhu Z., and Huang S. 2017. The use of improved TOPSIS method based on experimental design and Chebyshev regression in solving MCDM problems, Journal of Intelligent Manufacturing 28(1): 229-243. https://doi.org/10.1007/s10845-014-0973-9.
28. Zeinadini, Navidi M., Asadi Kangarshahi A., Eskandari M., Seyedjalali S., Salmanpour A., Seyedmohammadi J., Ghasemi M., Ghaffarinejad S., and Zareian G. 2021. Effect of Soil Characteristics on Yield and Preparing the Crop Requirements Table of Oranges in Selected Areas of Iran. Water and Soil, 35(3): 395-407. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22067/jsw.2021.68421.1017.
29. Zeinadini A., Navidi M., Eskandari M., Seyedmohammadi J., Toomanian N., Hosseinifard S., Farajnia A., and GhasemzadehGanjehie M. 2020. Determination of Soil and Landscape Requirements of Pistachio for Use in Land Suitability Evaluation. Journal of Pistachio Science and Technology 5(9): 70-88. (In Persian with English abstract). http://pistachio.vru.ac.ir/article_119177.html?lang=en.
30. Zeinadini A., Navidi M.N,. Seyedmohammadi J,. Jafari M., Salmanpour A,. Eskandari M., Moghimi A., and Fatehi Sh. Investigating the effect of land characteristics on yield and rating of fig vegetative requirements in important cultivated areas. Iranian Journal of Horticultural Science and Technology (Accepted). (In Persian with English abstract). http://dorl.net/dor/20.1001.1.16807154.1400.22.2.8.1.
31. Zeinadini A., Navidi M.N., Eskandari M., Seyedjalali S., Seyed Mohammadi J., Moghimi A., Gasemzade Ganjehie M., Moghri A., and Pahlavanrad M. 2022. Investigation of land characteristics and preparation of soil requirements table for saffron. Saffron Agronomy and Technology 9(4): 395-408. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22048/jsat.2021.286314.1426.
32. Zeinadini A., Seyedjalali S., Navidi M., Eskandari M., Seyedmohammadi J., Dialami H., Moghimi A., and Pozeshshirazi M. 2020. Preparation of soil and landscape requirements table for Date palm to use in land suitability evaluation. Journal of Water and Soil Conservation 27(5): 89-107. (In Persian with English abstract). https://doi.org/10.22069/jwsc.2021.17510.3297.
33. Zeinadini A., Toomanian N., Navidi M.N., Farajnia A., and SeyedJalali A.R. 2019. horticultural crops requierments. Soil and Water Research Institute. Karaj. 310p. (In Persian)