ارزیابی رقومی تناسب سرزمین برای کشت آبی برخی از محصولات زراعی با استفاده از رویکردهای یادگیری ماشین (آبیک–قزوین)

آب و خاک

دوره 38، شماره 4 - شماره پیاپی 96، مهر و آبان 1403، صفحه 479-493   

نوع مقاله: مقالات پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/jsw.2024.87916.1407

نویسندگان

فاطمه جنتی؛ فریدون سرمدیان^*

گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

چکیده

مدیریت صحیح و منطقی و طراحی برنامه­های کاربری اراضی در تأمین تقاضای غذا در سراسر جهان مفید بوده است. ارزیابی و تعیین تناسب زمین در حصول اطمینان از استفاده بهینه از منابع اراضی و درعین‌حال حفظ پتانسیل آن برای نسل­های آینده مفید است. هدف اصلی این مطالعه ارزیابی رقومی تناسب اراضی برای کشت آبی محصولات زراعی گندم، جو و یونجه در منطقه آبیک دشت قزوین است. بدین‌منظور از اطلاعات 288 تعداد پروفیل خاک برای محاسبه شاخص اراضی استفاده گردید. همچنین متغیرهای توپوگرافی شامل مشتقات اولیه و ثانویه مدل رقومی ارتفاع و متغیرهای مستخرج از تصاویر سنجش‌ازدور (ماهواره لندست 8) شامل شاخص­های طیفی به‌عنوان متغیرهای محیطی جهت مدل­سازی نقشه تحت کلاس تناسب اراضی برای سه محصول یونجه، گندم و جو و همچنین تهیه نقشه رده‌بندی خاک در سطح فامیل استفاده شدند. هشت عامل توپوگرافی، خاک و اقلیمی شامل درصد شیب، اقلیم، بافت، گچ، کربنات کلسیم معادل، هدایت الکتریکی (EC) و نسبت جذب سدیم (SAR) به‌عنوان عوامل مؤثر در ارزیابی تناسب زمین برای گندم، جو و یونجه شناسایی شدند. در ادامه از روش پارامتریک (ریشه دوم) برای محاسبه درجات تناسب سرزمین برای محصولات مورد نظر استفاده شد. مدل یادگیری ماشین جنگل تصادفی نیز جهت مدل‌سازی مکانی، تهیه نقشه پهنه­بندی و تعیین درجه اهمیت متغیرهای محیطی مورداستفاده قرار گرفت. نتایج پیش­بینی مکانی نشان داد که مدل جنگل تصادفی تناسب اراضی را برای گندم، جو و یونجه به‌ترتیب با ضرایب کاپا 81، 84، 85 درصد و دقت کلی 86، 88 و 89 درصد طبقه‌بندی کرد. به‌ترتیب نتایج ارزیابی تناسب اراضی نشان داد که بیشترین کلاس تناسب اراضی مربوط به جو با 40 درصد، یونجه با 5/35 درصد و گندم با 32 درصد از کل مساحت منطقه در کلاس S1 بود. در بین متغیرهای محیطی پیش­بینی کننده برای محصول جو متغیرهایDiffuse ،SHt  و MrVBF، برای محصول گندم متغیرهای Diffuse، MrVBF و TWI و برای محصول یونجه سه متغیر MrVBF، Diffuse و Valley_depth مهم‌ترین مشاهده گردیدند. بطور کلی، مهم‌ترین عوامل محدود کننده برای زراعت آبی محصولات مورد نظر مربوط به ویژگی­های خاک بود، به­نحوی­که در نواحی شمالی بافت و در نواحی جنوبی ویژگی­های درصد آهک، گچ، شوری و قلیاییت خاک­ها به‌عنوان مهم‌ترین عوامل محدودکننده شناسایی شدند.

کلیدواژه‌ها

تناسب و ارزیابی رقومی؛ جنگل تصادفی؛ روش پارامتریک؛ نقشه‌برداری رقومی خاک

مراجع