مقایسه برآورد کربن آلی خاک با استفاده از طیف‌سنجی فروسرخ نزدیک و تصاویر ماهواره‌ای در کاربری‌های کشاورزی و جنگل در منطقه گیان، استان همدان

محورهای موضوعی : منابع طبیعی و مدیریت زیست محیطی

سهیلاسادات هاشمی ¹ , پری ناز عبدلی ²

1 - هیات علمی/ دانشگاه ملایر
2 - کارشناسی ارشد

تاریخ دریافت : 1401/05/14 تاریخ پذیرش : 1401/08/25 تاریخ انتشار : 1403/04/06

کلید واژه: فروسرخ نزدیک, باند 7, سنجش از دور, تغییر کاربری,

چکیده مقاله :

در این مطالعه ارتباط بین انعکاس طیفی کربن آلی خاک از ماهواره‌ای لندست 8 و طیف‌سنجی فروسرخ، در 48 نمونه خاک در کاربری‌های کشاورزی و جنگل بکر در دشت گیان نهاوند، استان همدان، مورد بررسی قرار گرفت. نمونه‌های خاک از عمق 0 تا 30 سانتی‌متری به‌طور تصادفی جمع‌آوری شدند. آنالیز همبستگی بین باندهای اصلی، باندهای ترکیبی، شاخص‌های گیاهی و ترکیب شاخص‌‌ها با میزان کربن آلی خاک انجام گرفت. هم‌چنین آنالیز طیفی خاک با کمک دستگاه طیف‌سنج در طول موج 350 تا 2500 نانومتر انجام شد. پس از ثبت طیف‌ها پیش‌پردازش آنها مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان داد که در روش سنجش از دور تنها باند 11، با میزان کربن آلی خاک در اراضی کشاورزی همبستگی مثبت معنی‌داری در سطح 5 درصد دارد. هم‌چنین نسبت باند 7 به باند 8، همبستگی مثبت معنی‌داری با کربن آلی خاک در سطح 1 درصد داشت. سه شاخص گیاهی NDVI، DVI و RAI، با کربن آلی خاک در سطح 5 درصد همبستگی معنی‌داری نشان دادند. همبستگی بین کربن آلی محاسبه شده در آزمایشگاه با تصاویر ماهواره‌ای در کاربری کشاورزی برابر 36/0 R2 = بود. در حالی‌که همبستگی کربن آلی با تصاویر ماهواره‌ای برای کل نقاط مورد مطالعه برابر 32/0 R2= بدست آمد. در روش طیف‌سنجی بالاترین همبستگی در طول موج‌های 1404، 1907 و 2216 نانومتری مشاهده شد. در بین مدل‌های برازش داده شده به کمک رگرسیون چندتایی، مدل گام به گام بهترین مدل برای تخمین کربن آلی پیشنهاد شد. به‌طور کلی اگر تعداد نمونه‌ها خیلی کم باشد، روش آزمایشگاهی مناسب بوده، اما اگر نمونه‌ها زیاد باشد، روش طیف‌سنجی برای صرف زمان و هزینه مناسب است. در ایران بدلیل قیمت بالای روش طیف‌سنجی، روش سنجش از دور برای تخمین پیشنهاد می‌گردد.

چکیده انگلیسی:

In this study, the relationship between spectral reflections using Landsat 8 satellite sensors and near infrared spectrum with 48 soil samples were investigated in agricultural and forestry uses in Gyan Nahavand, Hamadan province . Soil samples were collected from 0-30 cm depth, randomly. The analysis of the correlation between main bands, artificial bands and soil surface organic carbon, as well as vegetation indices, composition of indicators and soil surface organic carbon were performed. Spectral analysis of soils using field spectrometer with wavelength range of 350-2500 nm was conducted. After recording the spectra, a variety of pre-processing methods were evaluated. The results showed that in the remote sensing method, only the 11 band shows a significant correlation at the level of 5% with organic carbon in agricultural. Also, band composition (band7/ band8) had a significant correlation at the level of 1% with organic carbon content. Three vegetation indices, NDVI, DVI and RAI with organic carbon showed a significant correlation at the level of 5%. The correlation between the calculated organic carbon in the laboratory and the image in agricultural land use was achieved R2 = 0.36. While the correlation of calculated organic carbon in the laboratory and the image was calculated (R2=0.32) at all points. In the spectroscopy method, the highest correlations were observed at wavelengths of 1404, 1907, and 2216, respectively. Among the fitted models given by the multiple regression, stepwise model is proposed for the estimation of organic carbon, a suitable model. Consequently if the number of samples is very low, the laboratory method may be appropriate, but if the number of samples is too high, the spectroscopy method is appropriate to save time, and in order to save costs. Due to the high cost of spectroscopy in Iran, the method of remote sensing is propose as appropriate method.