پایش شوری خاک و پوشش گیاهی با استفاده از داده‌های سنجش از دور چندطیفی در محدوده زهکش حائل شوره‌زار دشت قزوین

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 بخش تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان قزوین، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، قزوین، ایران

2 مؤسّسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

3 بخش تحقیقات آبیاری و زهکشی، مؤسّسه تحقیقات فنی و مهندسی کشاورزی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران

4 گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، تهران، ایران

10.22126/ges.2020.4434.2103

چکیده

شوری خاک و شورشدن زمین­ها، به‌مثابة یکی از مشکلات فراروی کشاورزی و منابع طبیعی، بسیار مهم است و باید با شناخت صحیح از پیشروی آن جلوگیری کرد. در این راستا کسب اطّلاعات دربارة وضعیّت شوری خاک و پوشش گیاهی همچون میزان و پراکنش آن­ها از اهمّیت بسیاری دارد. استفاده از داده‌های ماهواره‌ای امکان مطالعة گستردة شوری خاک و پوشش گیاهی را فراهم می­سازد. با توجّه به اینکه پوشش گیاهی در بیشتر مناطق خشک و نیمه‏خشک به‌شدّت تحت تأثیر خصوصیات خاک ازجمله شوری است؛ ازاین‌رو در پژوهش حاضر اثرات احداث زهکش حائل بر روند تغییرات شوری خاک و پوشش گیاهی با استفاده از قابلیت‌های سنجش از دور در بازة زمانی پانزده­ساله بررسی شده است. نتایج نشان داد احداث زهکش حائل در شوره‌زار مرکزی دشت قزوین تأثیری در روند تغییرات شوری خاک و پوشش گیاهی منطقه نداشته است؛ به‌گونه‌ای که هیچ‌یک از یازده شاخص‌ استخراج­شده از تصاویر ماهواره­ای، تغییرات معنی‌داری در دوره پیش و پس از احداث زهکش حائل از خود نشان نداده است. براساس نتایج آزمون همبستگی بین عناصر اندازه‌گیری­شده در خاک و باندهای تصاویر ماهواره‌ای، باندهای 5 و 7 با شاخص نسبت جذب سدیم خاک پیش از احداث زهکش همبستگی بسیار معنی­داری داشته و به همین ترتیب، دو باند یادشده پس از احداث زهکش، با شاخص هدایت الکتریکی خاک همبستگی داشته است. درواقع شاخص­هایی که شامل باندهای قرمز و مادون قرمز باشند، ارتباط معنی­داری با پارامترهای شوری خاک از خود نشان داده­اند؛ همچنین نتایج آزمون همبستگی شاخص­های سنجش از دور و داده‌های زمینی در محدودة شوره‌زار نشان داد که شاخص شوری خاک، ضریب همبستگی بسیار معنی‌داری با داده‌های شوری خاک داشته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


احمدی، مجید؛ رضایی­مقدم، محمدحسین؛ فیضی­زاده، بختیار (1396). بررسی شاخص‌ها و تهیة نقشة شوری خاک با استفاده از داده‌های سنجش ‌از دور (مطالعة موردی: دلتای آجی چای). سنجش ‌از دور و سامانة اطّلاعات جغرافیایی در منابع طبیعی، 8 (1)، 85-96.

اژیرابی، رحیم؛ کامکار، بهنام؛ عبدی، امید (1394). مقایسة شاخص‎های مختلف استخراج­شده از تصاویر ماهوارة لندست برای پهنه‏بندی شوری خاک در مزرعة نمونة ارتش گرگان. مدیریت خاک و تولید پایدار، 5 (1)، 173-186.

اسکندری، لیلا؛ افلاطونی، محمد؛ فولادمند، حسین (1392). ارزیابی مدل PMWIN در پایین­انداختن سطح ایستابی در حاشیة زهکش حائل شوره‌زار قزوین. نشریة آبیاری و زهکشی ایران، 7 (3)، 422-431.

افلاطونی، محمد؛ اسکندری، لیلا؛ دهقانی سانیج، حسین (1393). واسنجی و تحلیل حسّاسیت رفتار هیدرولیکی آبخوان در شبیه‌سازی زهکش حائل دشت قزوین. تحقیقات آب­وخاک ایران، 45 (3)، 283-291.

خدادادی، مارال؛ عسکری، محمدصادق؛ سرمدیان، فریدون؛ رفاهی، حسینقلی؛ نوروزی، علی‌اکبر؛ حیدری، احمد؛ متین‌فر، حمیدرضا (1388). تهیة نقشة خاک‌های تحت‌ تأثیر شوری با استفاده از ‏داده‌های سنجندة ‏ETM+‎‏ در بخشی از دشت قزوین. مهندسی و مدیریت آبخیز، 1(2)، 99-110.

دائم­پناه، راضیه؛ حق­نیا، غلامحسین؛ علیزاده، امین؛ کریمی کارویه، علیرضا (1390). تهیة نقشة شوری و سدیمی خاک سطحی با روش‌های دورسنجی و زمین‌آماری در جنوب شهرستان مه­ولات. آب­وخاک، 25 (3)، 498-508.

دشتکیان، کاظم؛ پاک‌پرور، مجتبی؛ عبدالهی، جلال (1387). بررسی ‌روش‌های ‌تهیة ‌نقشة ‌شوری ‌خاک با استفاده از داده‌های ماهواره‌ای لندست ‌در منطقة ‌مروست. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 15(2)، 139-157.

زینالی، محمد؛ جعفرزاده، علی­اصغر؛ شهبازی، فرزین؛ اوستان، شاهین؛ ولی­زاده کامران، خلیل (1395). ارزیابی شوری خاک سطحی با روش پیکسل­مبنا براساس داده­های سنجندة TM. اطّلاعات جغرافیایی (سپهر)، 25 (99)، 127-139.

ستوده­نیا، عباس؛ جعفری، محدثه؛ دانش کار آراسته، پیمان (1393). نقش زهکش حائل شوره‌زار مرکزی قزوین در کنترل شوری. تحقیقات آب­وخاک ایران، 45 (4)، 447-452.

ستوده­نیا، عباس؛ جعفری، محدثه (1395). بررسی اثر زهکش حائل شوره‌زار قزوین بر سطح ایستابی منطقه با استفاده از مدل Seep/w. تحقیقات آب­وخاک ایران، 47 (2)، 237-245.

شیرازی، میترا؛ زهتابیان، غلامرضا؛ علوی­پناه، سیّد کاظم (1389). امکان‌پذیری استفاده از تصاویر ماهواره­ای IRS در بررسی وضعیّت آب، خاک، پوشش گیاهی منطقة نجم‌آباد ساوجبلاغ. محیط‌زیست طبیعی (منابع طبیعی ایران)، 63 (1)، 33-50.

عبدی، علی (1383). بررسی تهیة نقشة شوری خاک با استفاده از ایجاد همبستگی بین داده­های ماهواره­ای با مقادیر عددی شوری خاک در دشت قزوین. پژوهش و سازندگی، 17 (3)، 33-38.

علوی­پناه، سیّد کاظم (1385). کاربرد سنجش از دور در علوم زمین (علوم خاک). تهران: دانشگاه تهران.

کرم، امیر؛ کیانی، طیبه؛ دادرسی سبزوار، ابوالقاسم؛ داورزنی، زهرا (1398). برآورد شوری خاک با استفاده از داده‌های دورسنجی و آمار مکانی در منطقة سبزوار. پژوهش­های ژئومورفولوژی کمّی، 7 (4)، 31-53.

مرادیان، شیرین؛ نبی‌اللهی، کمال؛ تقی­زاده مهرجردی، روح‌الله (1396). پیش‌بینی شوری خاک با استفاده از رگرسیون درختی و شبکة عصبی مصنوعی در منطقة قروة استان کردستان. مجلّة مدیریت خاک و تولید پایدار، 7 (4)، 115-129.

مسعودی، مسعود (1380). بررسی قابلیت تصاویر ماهواره­ای در طبقه‌بندی خاک‌های تحت تأثیر شوری و قلیائیت. تحقیقات مرتع و بیابان ایران، 8 (4)، 10-21.

مومی­پور، مهدی (1397). بررسی تغییرات زمانی و مکانی شوری خاک شهرستان آبادان در بازة 24 ساله با تصاویر ماهواره­ای. جغرافیا و پایداری محیط، 8 (27)، 47-58.

مهندسین مشاور سامان آبراه (1389).مطالعات زهکشی حاشیة شوره‌زار دشت قزوین (جلد 6، مطالعات زهکشی). قزوین: سازمان جهاد کشاورزی استان قزوین.

نوحه‏گر، احمد؛ زارع، غلامرضا (1391). استخراج پهنه‏های شوری خاک در مناطق خشک و نیمه‏خشک با استفاده از داده‏های سنجش از دور (مطالعة موردی: شهرستان داراب). مجلّة جغرافیا و مخاطرات محیطی، 1(1)، 49-64.

نوروزی، علی‌اکبر؛ همائی، مهدی؛ فرشاد، عباس (1392). برآورد شوری خاک سطحی با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای لندست: مقایسة آمار کلاسیک با مدل‌های آمار مکانی. مرتع و آبخیزداری، 66 (4)، 609-620.

واعظی، علیرضا (1395). مطالعة تأثیر زهکش حائل بر روی پویایی پوشش گیاهی در شوره‌زار دشت مرکزی قزوین. تهران: مؤسسة تحقیقات جنگل‌ها و مراتع کشور، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی.

References

Abdi, A. (2004). An investigation on preparing of the soil salinity map using correlation method between imagery and soil salinity data in the Qazvin plain. Pajouhesh & Sazandegi, 17 (3), 33-38. (In Persian)

Aflatouni, M., Eskandari, L. & Dehghanisanich, H. (2014). Calibration and Sensitivity Analysis of Hydraulic Behavior in Qazvin Plain Aquifer. Iranian Journal of Soil and Water Research, 45 (3), 283-291. (In Persian)

Ahmadi, M., Rezaei Moghadam, M. & Feizizadeh, B. (2017). Study indexes and mapping of soil salinity using remote sensing data (Case study: Aji Chay river delta). Journal of RS and GIS for Natural Resources, 8 (1), 85-96. (In Persian)

Alavi Panah, S. K. (2006). Application of Remote Sensing in the Earth Sciences (Soil).Tehran: University of Tehran Press. (In Persian)

Alavi Panah, S. K., Goossens, R., Matinfar, H. R., Mohammadi, H., Ghadiri, M., Irannegad, H. & Alikhah Asl, M. (2010). The efficiency of Landsat Tm and Etm+ thermal data for extracting soil information in arid regions. Journal of Agricultural Science and Technology, 10 (5), 439-460.

Alhammadi, M. S. & Glenn, E. P. (2008). Detecting date palm trees health and vegetation greenness change on the eastern coast of the United Arab Emirates using SAVI. International Journal of Remote Sensing, 29 (6), 1745-1765.

Ali, S. M. & Mohammed, M. J. (2013). Gap-filling restoration methods for ETM+ sensor image. Iraqi Journal of Science, 54 (1), 206-214.

Allbed, A., Kumar, L. & Sinha, P. (2018). Soil salinity and vegetation cover change detection from multi-temporal remotely sensed imagery in Al Hassa Oasis in Saudi Arabia. Geocarto International, 33 (8), 830-846.

Azhirabi, R., Kamkar, B. & Abdi, O. (2015). Comparison of different indices adopted from Landsat images to map soil salinity in the army field of Gorgan). Journal of Soil Management and Sustainable Production, 5 (1), 173-186. (In Persian)

Cheng, Q. & Wu, X. (2011). Mapping paddy rice yield in Zhejiang Province using MODIS spectral index. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 35 (6), 579-589.

Cruden, B. A., Prabhu, D. & Martinez, R. (2012). Absolute radiation measurement in Venus and mars entry conditions. Journal of Spacecraft and Rockets, 49 (6), 1069-1079.

Daempanah, R., Haghnia, G., Alizadeh, A. & Karimi, A. (2011). Mapping Salinity and Sodicity of Surface Soil by Remote Sensing and Geostatistic Methods in South Side of Mah Valat County. Journal of Water and Soil, 25 (3), 498-508. (In Persian)

Dashtekian, K., Pakparvar, M. & Abdollahi, J. (2008). Study of soil salinity preparing methods by using landsat images in Marvast. Iranian journal of Rangeland and Desert Research, 15(2), 139-157. (In Persian)

Dehni, A. & Lounis, M. (2012). Remote sensing techniques for salt affected soil mapping: application to the Oran region of Algeria. Procedia Engineering, 33, 188-198.

Elhag, M. (2016). Evaluation of Different Soil Salinity Mapping Using Remote Sensing Techniques in Arid Ecosystems, Saudi Arabia. Sensors, 3, 1-8.

Engdawork Asfaw, K., Suryabhagavan, V. & Argaw, M. (2018). Soil salinity modeling and mapping using remote sensing and GIS: The case of Wonji sugar cane irrigation farm, Ethiopia. Journal of the Saudi Society of Agricultural Sciences, 17 (3), 250-258.

Ennajia, W., Barakata, A., Karaouib, I., Baghdadia, M. E. & Ariouab, A. (2018). Remote sensing approach to assess salt-affected soils in the north-east part of Tadla plain, Morocco. Geology, Ecology, and Landscapes, 2 (1), 22-28.

Eskandari, L., Aflatouni, M. & Fuladmand, H. (2014). Evaluation of PMWIN Model for Lowering Water Level in Qazvin Saline Drainage Margin. Iranian Journal of Irrigation and Drainage, 7 (3), 422-431. (In Persian)

Farifteh, J., Farshad, A. & George, R. J. (2005). Assessing salt-affected soils using remote sensing, Solute Modeling and Geophysics. Geoderma, 130 (3-4), 191-206.

Huete, A. (1988). A soil-adjusted vegetation index (SAVI). Remote Sensing Environment, 25 (3), 295-309.

Huete, A., Didan, K., Miura, T., Rodriguez, E. P., Gao, X. & Ferreira, L.G. (2002). Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment, 83 (1-2), 195-213.

Karam, A., Kiani, T., Dadrasi sabzevar, A. & Davarzani, Z. (2019). Estimating soil salinity by using of remote sensing data and spatial statistic in sabzevar region. Quantitative Geomorphological Research, 7 (4), 31-53. (In Persian)

Khan, N.M., Rastoskuev, V. V., Sato, Y. & Shiozawa, S. (2005). Assessment of hydro saline land degradation by using a simple approach of remote sensing indicators. Agriculture Water Manage, 77 (1-3), 96-109.

Khodadadi, M., Askari, M., Sarmadian, F., Gholi Refahi, H., Norouzi, A., Heidari, A. & Matinfar, H. (2009). Saline soil mapping using ETM+ data in the Qazvin plain.Watershed Engineering and Management, 1 (2), 99-110. (In Persian)

Masudi, M. (2001). Investigation of satellite imagery capability for classification of salt and sodium affected soils. Iranian journal of Rangeland and Desert Research, 8 (4), 10-21. (In Persian)

Metternicht, G. I. & Zinck, J. A. (2003). Remote sensing of soil salinity: potentials and constraints. Journal of Remote Sensing of Environment, 85 (2), 1-20.

Moradian, S., Nabiollahi, K. & Taghizadeh, R. (2018). Prediction of soil salinity using tree regression and artificial neural network in Ghorveh soils, Kurdistan Province. Journal of Soil Management and Sustainable Production, 7 (4), 115-129. (In Persian)

Mumipour, M. (2018). Temporal and Spatial Variation of Soil Salinity Variations in a 24-year Period in Abadan District Using Satellite Images. Geography and Sustainability of Environment, 8 (27), 47-58. (In Persian)

Nohegar, A. & Zare, G. (2012). Extraction of soil salinity zone in arid and semi-arid regional using of remote sensing data (case study: Darab Township). Geography and Environmental Hazards, 1 (1), 49-64. (In Persian)

Noroozi, A., Homaee, M. & Farshad, A. (2014). Estimating Topsoil Salinity from LANDST Data: A Comparison between Classic and Spatial Statistics. Journal of Range and Watershed Management, 66 (4), 609-620. (In Persian)

Nuarsa, I. W., Nishio, F. & Hongo, C. H. (2012). Rice yield estimation using Landsat ETM+ data and field observation. Journal of Agricultural Science, 4 (3), 45-56.

Rouse, J. R.J., Haas, R. H., Schell, J. A. & Deering, D. W. (1974).Monitoring vegetation systems in the Great Plains with ERTS. USA: NASA special publication.

Safdar, H., Amin, A., Shafiq, Y., Ali, A., Yasin, R. & Sarwar, M. I. (2019). A review: Impact of salinity on plant growth. Nature and Science, 17 (1), 34-40.

Saman Abrah Consulting Engineers. (2010). Drainage studies of the Qazvin plain saline margin (Vol. 6, Drainage studies). Qazvin: Qazvin Agricultural Jihad Organization. (In Persian)

Shirazi, M., Zehtabian, G. & Alavipanah, S. (2010). Applicability of IRS Satellite Images for Surveying Water, Soil and Vegetation Cover Condition of Najm Abad Region, Savojbolagh. Journal of Natural Environment, 63(1), 33-51. (In Persian)

Singh, G., Bundela, D. S., Sethi, M., Lal, K. & Kamra, S. K. (2010). Remote Sensing and Geographic Information System for Appraisal of Salt-Affected Soils in India. Environmental Quality, 39 (1), 5-15.

Siyal, A.A., Dempewolf, J. & Becker-Reshef, I. (2015). Rice yield estimation using Landsat ETM+ Data. Journal of Applied Remote Sensing, 9, 1-16.

Sotoodehnia, A., Jafari, M. & Daneshkar Arasteh, P. (2014). The Role of Qazvin Central Marsh Interceptor Drain in Controlling Shallow Groundwater Salinity. Iranian Journal of Soil and Water Research, 45 (4), 447-452. (In Persian)

Sotoodehnia, A. & Jafarei, M. (2016). Investigation of Qazvin Marshland Interceptor Drain Effects on Water Table Using Seep/w Model. Iranian Journal of Soil and Water Research, 47 (2), 237-245. (In Persian)

Vaezi, A. R. (2016). Study of the effect of Interceptor Drain on vegetation dynamics in the central salinity of Qazvin plain. Tehran: National Institute of Forests and Rangelands Research, Agricultural Research, Education and Promotion Organization. (In Persian)

Zeinali, M., Jaafarzadeh, A., Shahbazi, F., Oustan, S. & Valizadeh Kamran, K. (2016). Evaluating Surface Soil Salinity by pixel-based method based on TM Sensor Data (Case study: Eastern Lands of Khoy). Scientific- Research Quarterly of Geographical Data (SEPEHR), 25 (99), 127-139. (In Persian)