پایان نامه ارشد:بررسی پراکنش مکانی برخی خصوصیات فیزیكی- شیمیایی خاک در منطقه نقده

2-3-2میانه 8

2-4 شاخص‌های پراکنش توزیع 8

2-4-1واریانس 8

2-4-2انحراف معیار 9

2-4-3دامنه 9

2-5 شاخص‌های شکل توزیع 10

2-5-1ضریب تغییرات 10

2-5-2سنجش عدم تقارن 10

2-5-3جداول فراوانی و نمایش گرافیکی داده‌ها 11

2-6 تاریخچه زمین‌آمار 13

2-6-1 متغیر تصادفی 17

2-6-2 تابع تصادفی 17

2-6-3………………………………. میدان تصادفی 17

2-6-4……………………………… متغیر ناحیه‌ای 17

2-6-5 1 فرضیات ایستایی 18

2-7 تغییرنما تجربی 21

2-7-1 فرمول نیم‌تغییرنما 22

2-7-2 بخش‌های تغییرنما 23

2-7-3 رفتار تغییرنما در نزدیکی مبدأ 24

2-7-4 رفتار تغییرنما در بخش میانی 24

2-8 مدل‌های تئوری تغییرنما 25

2-8-1 تغییرنما سقف‌دار 26

2-8-2 تغییرنما‌های بدون سقف 29

2-9 تفسیر نیم‌تغییرنما 32

2-9-1 همسان‌گردی و ناهمسان‌گردی 32

2-9-2 اثر روند بلند دامنه بر تغییرنما 35

2-9-3 اثر گودی 35

2-10 تخمین و درون‌یابی مکانی 36

2-3-2میانه 8

2-4 شاخص‌های پراکنش توزیع 8

2-4-1واریانس 8

2-4-2انحراف معیار 9

2-4-3دامنه 9

2-5 شاخص‌های شکل توزیع 10

2-5-1ضریب تغییرات 10

2-5-2سنجش عدم تقارن 10

2-5-3جداول فراوانی و نمایش گرافیکی داده‌ها 11

2-6 تاریخچه زمین‌آمار 13

2-6-1 متغیر تصادفی 17

2-6-2 تابع تصادفی 17

2-6-3………………………………. میدان تصادفی 17

2-6-4……………………………… متغیر ناحیه‌ای 17

2-6-5 1 فرضیات ایستایی 18

2-7 تغییرنما تجربی 21

2-7-1 فرمول نیم‌تغییرنما 22

2-7-2 بخش‌های تغییرنما 23

2-7-3 رفتار تغییرنما در نزدیکی مبدأ 24

2-7-4 رفتار تغییرنما در بخش میانی 24

2-8 مدل‌های تئوری تغییرنما 25

2-8-1 تغییرنما سقف‌دار 26

2-8-2 تغییرنما‌های بدون سقف 29

2-9 تفسیر نیم‌تغییرنما 32

2-9-1 همسان‌گردی و ناهمسان‌گردی 32

2-9-2 اثر روند بلند دامنه بر تغییرنما 35

2-9-3 اثر گودی 35

2-10 تخمین و درون‌یابی مکانی 36

2-10-1 تخمین عام و تخمین موضعی 36

2-10-2 روش وزن‌دهی عکس فاصله (IDW) 36

2-10-3 کریجینگ (تخمین‌گر آماری) 37

2-11 ارزیابی اعتبار روش‌های درون‌یابی 41

2-11-1میانگین خطا ….41

2-11-2میانگین مربعات خطای تخمین 42

2-11-3ریشه میانگین مربعات خطا 42

2-11-4واریانس تعدیل شده 42

2-11-5 ضریب تبیین 43

2-12 تفاوت آمار کلاسیک و زمین‌آمار 43

2-13 مروری بر تحقیقات انجام شده 44

فصل 3 مواد و روش‌ها 50

3-1 موقعیت منطقۀ مطالعاتی 50

3-2 تعیین نقاط نمونه‌برداری 52

3-3 تجزیه‌های فیزیکی و شیمیایی 53

3-3-1 اندازه‌گیری بافت خاک با روش هیدرومتری 53

3-3-2 هدایت الکتریکی(EC) عصارۀ اشباع 55

3-3-3 pH با روش گل اشباع 55

3-3-4 کربنات کلسیم معادل 56

3-3-5 کربن آلی با روش والکلی ‌و‌بلاک 56

3-3-6 اندازه‌گیری ازت کل به روش کجلدال 58

3-3-7 اندازه‌گیری پتاسیم قابل تبادل 59

3-3-8 تعیین فسفر قابل جذب (Olsen-P) 60

3-4 تجزیه و تحلیل‌های آماری 61

3-4-1 آمار توصیفی 61

3-4-2 آمار مکانی 63

3-4-3 تخمین مقادیر در نقاط نمونه برداری نشده 64

فصل 4 نتایج و بحث 69

4-1 پارامترهای توزیع فراوانی جمعیت مورد مطالعه 69

4-2 آنالیز همبستگی 75

4-2-1 تغییر نما 77

4-2-2 ارزیابی مدل‌های تغییرنما 77

4-2-3 تفسیر مؤلفه‌های نیم‌تغییرنماهای برازش داده شده بر ویژگی‌های خاک 82

4-3 ارزیابی اعتبار روش‌های درون‌یابی 83

4-4 پهنه بندی پراکنش مکانی خصوصیات فیزیکوشیمیایی در منطقه مورد مطالعه 86

فصل 5 93

5-1 نتایج کلی و پیشنهادات 93

5-2 پیشنهادات 94

فهرست اشکال

شکل ‏2‑1. رفتار تغییرنما در نزدیکی مبدأ

شکل ‏2‑2 رفتار تغییرنما در بخش میانی

شکل ‏2‑3تغییرنما اثر قطعه‌ای

شکل ‏2‑4 مدل کروی

شکل ‏2‑5 مدل نمایی

شکل ‏2‑6 مدل گوسی

شکل ‏2‑7 مدل خطی

شکل ‏2‑8. مدل دویسین

شکل ‏2‑9 مدل سهمی‌گونه

شکل ‏3‑1 موقعیت منطقه مطالعاتی و الگوی نمونه برداری

شکل ‏3‑2 نقشه واحدهای فیزیوگرافی منطقه مطالعاتی

شکل ‏3‑3 نقشه واحدهای زمین‌شناسی منطقه مطالعاتی

شکل ‏4‑1 هیستوگرام و نمودار Q-Q متغیر رس

شکل ‏4‑2 هیستوگرام و نمودارQ-Q متغیر سیلت

شکل ‏4‑3 هیستوگرام و نمودار Q-Q واکنش خاک

شکل ‏4‑4 هیستوگرام و نمودارQ-Q ازت کل

شکل ‏4‑5 هیستوگرام داده‌های مربوط به متغیر شوری قبل و بعد از تبدیل لگاریتمی

شکل ‏4‑6 نموادر Q-Q داده‌های مربوط به متغیر شوری قبل و بعد از تبدیل لگاریتمی

شکل ‏4‑7 نیم تغییرنمای تجربی مربوط به سه پارامتر رس، شن و شوری

شکل ‏4‑8 نیم تغییرنمای تجربی مربوط به متغیرهای سیلت، واکنش خاک، آهک و پتاسیم

شکل ‏4‑9 نیم تغییرنمای تجربی مربوط به متغیرهای کربن آلی، ازت کل و فسفر قابل استفاده

شکل ‏4‑10نمایش نقاط اندازه‌گیری شده در مقابل نقاط برآورد شده برای شن و پتاسیم

شکل ‏4‑11 نقشه پهنه بندی رس، سیلت، شن، هدایت الکتریکی و واکنش خاک به کمک کریجینگ معمولی

شکل ‏4‑12 نقشه پهنه بندی کربنات کلسیم معادل، کربن آلی، ازت کل، فسفر و پتاسیم به کمک کریجینگ معمولی

فهرست جداول

جدول ‏4 -1 خلاصه آمار توصیفی خواص فیزیکی و شیمیایی اندازه‌گیری شده در منطقه مطالعاتی

جدول ‏4‑2 گروه‌بندی خواص خاک برپایه ضریب تغییرات (%CV)

جدول ‏4‑3 ماتریس ضرایب همبستگی خواص فیزیکوشیمیایی در منطقه نقده

جدول ‏4 -4 پارامترهای مدل‌های برازش داده شده بر نیم تغییرنمای برای هریک از صفات مورد مطالعه

جدول ‏4 -5 نتایج حاصل از آماره‌های ارزیابی خطا با روش کریجینگ معمولی

جدول ‏4 -6 نمایش ارزیابی دقت (ME) برای همه متغیرها با توان‌های مختلف روش IDW

جدول ‏2‑3 نمایش ارزیابی دقت (RMSE) برای همه متغیرها با توان‌های مختلف روش IDW

جدول ‏4 -8 ضریب همبستگی بین مقادیر پیش‌بینی شده و مقادیر مشاهده شده در روش کریجینگ معمولی

1 مقدمه و هدف

مقدمه

محیط زیست[1] دائماً در دو بعد در حال تغییر است. ویژگی‌های محیطی نتیجه کنش‌ها و برهم‌کنش‌های فرآیندها عوامل گوناگون هستند. ممکن است هر فرآیند بطور همزمان در چند مقیاس مختلف، به شکل غیر خطی و با بازخورد مثبت محلی عمل کند. محیط زیست که حاصل این فرآیندهاست با پیچیدگی فراوانی، از محلی به محل دیگر و در بسیاری از مقیاس‌های مکانی (از مقیاس‌های میکرومتری[2] گرفته تا چندصد کیلومتری) تغییر می‌کند. تغییرات عمده محیطی به حد کافی واضح هستند، مخصوصاً زمانیکه آنها را در عکس‌های هوایی و تصاویر ماهواره‌ای مشاهده می‌نماییم. سایر تغییرات پیچیده‌تر هستند و خصوصیاتی مانند درجه حرارت و ترکیبات شیمیایی به ندرت قابل مشاهده هستند. از اینرو بایستی سراغ اندازه‌گیری‌ها و تجزیه تحلیل نمونه‌ها برویم. از طریق توصیف تغییرات در مقیاس‌های مختلف مکانی، اغلب می‌توانیم بینشی از فرآیندها و فاکتورهایی بدست بیاوریم که مسبب این تغییرات یا عامل کنترل‌کننده آن هستند و ازینرو آنها را در یک بعد مکانی پیش‌بینی نماییم و منابع را مدیریت کنیم. نوع مدیریت تأثیر معنی‌داری بر تغییرپذیری[3] خاک می‌گذارد. بررسی تغییرات خاک در میان مزرعه از طریق ارزیابی خاک، آزمایشات خاک و گیاه و بررسی عملکرد محصول صورت می‌گیرد، اما اغلب کشاورزان ترجیح می‌دهند که یک نوع مدیریت خاک و محصول را در سراسر مزرعه انجام دهند. چنین مدیریتی سبب افزایش هزینه‌های مدیریتی مزرعه، کاهش بازدهی اقتصادی، آلودگی آب‌های سطحی و زیرزمینی و همچنین