| تعداد نشریات | 285 |
| تعداد نشریات سازمان | 83 |
| تعداد شماره‌ها | 3,084 |
| تعداد مقالات | 34,421 |
| تعداد مشاهده مقاله | 48,711,700 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 79,249,549 |
استفاده از روش طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ در برآورد برخی ویژگی‌های خاک در خاک‌های گچی-آهکی | ||
| مهندسی و مدیریت آبخیز | ||
| مقاله 4، دوره 6، شماره 2، مرداد 1393، صفحه 125-138 اصل مقاله (1.81 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijwmse.2014.101721 | ||
| نویسندگان | ||
| اکبر حسنی1؛ حسینعلی بهرامی* 2؛ علی‌اکبر نوروزی3؛ شاهین اوستان4 | ||
| 1دانشجوی دکتری، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 2دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس | ||
| 3استادیار، پژوهشکده حفاظت خاک و آبخیزداری | ||
| 4دانشیار، دانشکده کشاورزی، دانشگاه تبریز | ||
| چکیده | ||
| روش‌های طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ بر مبنای حساسیت ترکیبات آلی و معدنی خاک به بازتاب امواج مرئی و فروسرخ استوار شده است و از این ویژگی برای مطالعات کشاورزی و زیست‌محیطی خاک‌ها استفاده می‌شود. علی‌رغم مطالعات گسترده در زمینه طیف‌سنجی بازتابی مرئی-فروسرخ خاک‌ها، این مطالعات در خاک‌های گچی ایران انجام نشده است. هدف از این پژوهش، دستیابی به روشی است که بتواند از طریق طیف بازتابی مرئی-فروسرخ پیش‌بینی قابل قبولی از ویژگی‌های شیمیایی خاک‌های گچی-آهکی ارائه دهد. بدین منظور، تعداد 102 نمونه خاک از عمق‌های 30-0 سانتی‌متری در پنج استان جمع‌آوری شد. در نمونه‌ها مقادیر گچ، کربنات کلسیم معادل، ظرفیت تبادل کاتیونی، شوری، pH، کاتیون‌های تبادلی کلسیم، منیزیم، سدیم و پتاسیم، مقادیر رس، شن و سیلت با روش‌های استاندارد، اندازه‌گیری شدند. سپس نمونه‌های خاک با دستگاه طیف‌بین با قدرت تفکیک یک نانومتر در دامنه 350 تا 2500 نانومتر اسکن شدند. واسنجی بین داده‌های طیفی و آزمایشگاهی به‌روش اعتبارسنجی داخلی با کمک مدل‌های PLSR و BRT انجام شد. داده‌های خام طیف بازتاب و داده‌های مشتق اول به‌طور جداگانه و نیز داده‌های ترکیبی این دو مورد استفاده قرار گرفتند. سپس داده‌ها به‌طور تصادفی به دو گروه 70 و 30 درصدی تقسیم شدند و از هر دو گروه یک‌بار به‌عنوان سری واسنجی و بار دیگر به‌عنوان سری اعتبارسنجی استفاده شد. بر اساس نتایج، در بین ویژگی‌های خاک بهترین پیش‌بینی مدل‌ها برای گچ (0.79=R2)، کربنات کلسیم معادل (0.71=R2)، ظرفیت تبادل کاتیونی (0.72=R2)، کلسیم تبادلی (0.81=R2)، منیزیم تبادلی (0.67=R2)، درصد رس (0.82=R2)، درصد شن (0.85=R2)، درصد سیلت (0.66=R2) و مواد آلی خاک (0.79=R2) به‌دست آمد. مقایسه دو مدل نشان داد که در حالت اعتبارسنجی داخلی، مدل BRT تقریباً در همه متغیرها برآورد بهتری داشت اما وقتی از دو سری جداگانه واسنجی و اعتبارسنجی استفاده شد، بین دو مدل تفاوت چندانی دیده نشد. با توجه به نتایج، به نظر می‌رسد که روش طیف‌سنجی مرئی-فروسرخ می‌تواند به‌عنوان یک روش جایگزین برای روش‌های مرسوم آزمایشگاهی در تعیین ویژگی‌های خاک مطرح باشد و به کاهش تعداد نمونه‌های خاک در پروژه‌های مدیریت منابع طبیعی و آبخیزداری کمک کند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| اعتبارسنجی؛ بازتاب خاک؛ واسنجی؛ BRT؛ PLSR | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Visible-near infrared reflectance spectroscopy for assessment of soil properties in gypseous and calcareous soils | ||
| نویسندگان [English] | ||
| Akbar Hassani1؛ Hosseinali Bahrami2؛ Aliakbar Noroozi3؛ Shahin Oustan4 | ||
| 1PhD Student, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Iran | ||
| 2Associate Professor, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University, Iran | ||
| 3Assistant Professor, Soil Conservation and Watershed Management Research Institute, Iran | ||
| 4Associate Professor, Faculty of Humanities and Social Science, Tabriz University, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Reflectance spectroscopy can be used to study agricultural and environmental aspect of soil that are sensitive to soil organic and inorganic compounds. Despite the extensive studies in the field of visible-near infrared reflectance spectroscopy, there are rare researches in gypseous and calcareous soils. The objective of this study was to obtain a model that can predict chemical properties of gypseous soils via reflectance spectroscopy methods. Soil samples were collected from 102 locations in five different provinces in 0-30 cm of depth. Some chemical properties of soils, such amount of gypsum, equivalent calcite, cation exchange capacity, pH, EC, exchangeable calcium, magnesium, sodium and potassium and amount of silt, clay and sand were measured by standard methods in the laboratory. Air-dried soil samples were scanned at one nm resolution from 350 to 2500 nm, and calibrations between properties and reflectance spectra were developed using cross-validation under Partial Least Squares Regression (PLSR) and Boosted Regression Trees (BRT). Raw reflectance and first derivative reflectance data were used separately and combined for all samples in the data set. Data were additionally divided into two random subsets of 70 and 30 percent of the full data, which were each used for calibration and validation. Strongest correlations were obtained with gypsum, equivalent calcium carbonate, cation exchange capacity, exchangeable Ca and Mg, organic matter, sand and clay contents. Overall, BRT provided better predictions when under cross-validation. However, PLSR and BRT results were comparable in terms of prediction accuracy when using separate data sets for calibration and validation. In conclusion, VNIR spectroscopy was variably successful in estimating soil properties and showed its potential for substituting laboratory analyses or providing inexpensive co-variable data in environmental studies. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Calibration, BRT, PLSR, Soil reflectance, Validation | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 2,602 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,318 |
||