دوره 17، شماره 2 - ( 6-1402 )
جلد 17 شماره 2 صفحات 194-179 |
برگشت به فهرست نسخه ها
Download citation:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
BibTeX | RIS | EndNote | Medlars | ProCite | Reference Manager | RefWorks
Send citation to:
Jafarian Z, Ghorbani Z. Predicting the amount of sequestrated carbon in rangeland soil under the effect of soil sampling depth and height using the response surface methodology (RSM). مرتع 2023; 17 (2) :179-194
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1129-fa.html
URL: http://rangelandsrm.ir/article-1-1129-fa.html
جعفریان زینب، قربانی ژیلا. پیشبینی میزان کربن ترسیب شده در خاک مراتع تحت تأثیر عمق و ارتفاع نمونهبرداری از خاک با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM). مرتع. 1402; 17 (2) :179-194
گروه مرتعداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری
چکیده: (1186 مشاهده)
سابقه و هدف: کربن آلی خاک یکی از پارامترهای مهم تعیینکننده میزان حاصلخیزی خاک، قابلیت تولید و شاخص مهمی در نشان دادن کیفیت خاک مخصوصاً خاکهای مناطق خشک و نیمهخشک است. مراتع، در حدود نیمی از خشکیهای جهان را تشکیل میدهند و حاوی بیش از یک سوم ذخایر کربن زیست کره خاکی هستند. با توجه به این که مراتع به عنوان مهمترین اکوسیستمهای خشکی، ذخایر طبیعی کربن به شمار میروند، بسیار مورد توجه بوده و نحوه و میزان ترسیب کربن در آنها مهم است.
مواد و روشها: در این تحقیق پس از انتخاب مراتع واقع در دامنه جنوبی کوه دماوند، با توجه به وضعیت جغرافیایی و پوشش گیاهی منطقه، 4 طبقه ارتفاعی از سطح دریا با نوع و ترکیب پوشش گیاهی یکسان همچنین شیب متوسط به گواهی بازدید میدانی و اطلاعات اداره منابع طبیعی ناحیه شامل طبقه ارتفاعی 1 (2664-2504 متر)، طبقه 2 (2896-2730 متر)، طبقه 3 (3050-2923 متر) و طبقه 4 (3545-3119 متر) جهت نمونهبرداری از خاک در ارتفاعهای متفاوت، معین گردید. در هر طبقه ارتفاعی، 13 نقطه تصادفی مشخص و از هر نقطه، سه نمونه خاک (در نقش تکرار) از اعماق 15-0 و 30-15 سانتیمتر تهیه گردید. پس از اندازهگیری میزان کربن ترسیب شده در هر نمونه خاک، دادهها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. میزان ترسیب کربن در خاک با ضرب میزان کربن آلی خاک در وزن مخصوص ظاهری و عمق مورد مطالعه و در واحد هکتار (10000 متر مربع) محاسبه شد. سپس اقدام به ایجاد معادلات رگرسیونی و روش سطح پاسخ (RSM) شده و دقت آنها در پیشبینی میزان ترسیب کربن با یکدیگر مقایسه گشته و روش دقیقتر مشخص شد. برای ارزیابی دقت مدلهای رگرسیونی و روش سطح پاسخ از ضریب تعیین (R2) میان دادههای اندازهگیری شده و پیشبینی شده استفاده شد.
نتایج: نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که فقط عمق نمونهبرداری، اثر معنیداری بر میزان ترسیب کربن خاک داشته و اثر ارتفاع نمونهبرداری همچنین اثر متقابل عمق و ارتفاع نمونهبرداری بر میزان ترسیب کربن خاک بیمعنی بود. در حالت کلی، میزان ترسیب کربن در عمق 30-15 سانتیمتری بیشتر از 15-0 سانتیمتر بوده و در هر دو عمق تحت بررسی، طبقه ارتفاعی 4 (3545-3119 متر) بیشترین میزان ترسیب کربن خاک را داشت. به علاوه پس از طبقه ارتفاعی4، بیشترین میزان ترسیب کربن مربوط به طبقه ارتفاعی1 (2664-2504 متر) بود. بیشترین میزان ترسیب کربن به میزان 604654 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی4 و عمق 30-15 سانتیمتر و کمترین میزان ترسیب کربن در حدود 225000 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی 2 و عمق 15-0 سانتیمتر بود. در بخش مدلسازی، مدل درجه دوم روش سطح پاسخ با دقت بالاتر (7363/0R2=) نسبت به مدل خطی همین روش (6014/0R2=) و مدل کم دقتتر رگرسیونی (428/0R2=)، میزان ترسیب کربن خاک مراتع را پیشبینی نمود. به علاوه، روش سطح پاسخ موفق به بهینهسازی ورودیها به صورت ارتفاع 3500 متری و عمق دوم به منظور یافتن میزان ترسیب کربن در خاک به صورت 699/808811 گرم در متر مربع با رضایتمندی 976/0 گردید.
نتیجهگیری: روش سطح پاسخ (RSM) به عنوان یک ابزار نوین نهتنها در پیشبینی و بهینهسازی میزان ترسیب کربن خاک مراتع تحت شرایط عمق و ارتفاع نمونهبرداری متفاوت عملکرد مطلوبی دارد، بلکه میتوان از آن به عنوان ابزاری هوشمند در جهت پیشبینی پارامترهای مختلف در علوم مرتع و مراتع تحت بررسی به عنوان مثال در پیشبینی حجم زیست توده زیرزمینی و روزمینی، نحوه پراکنش گونههای مرتعی و ... استفاده نمود.
مواد و روشها: در این تحقیق پس از انتخاب مراتع واقع در دامنه جنوبی کوه دماوند، با توجه به وضعیت جغرافیایی و پوشش گیاهی منطقه، 4 طبقه ارتفاعی از سطح دریا با نوع و ترکیب پوشش گیاهی یکسان همچنین شیب متوسط به گواهی بازدید میدانی و اطلاعات اداره منابع طبیعی ناحیه شامل طبقه ارتفاعی 1 (2664-2504 متر)، طبقه 2 (2896-2730 متر)، طبقه 3 (3050-2923 متر) و طبقه 4 (3545-3119 متر) جهت نمونهبرداری از خاک در ارتفاعهای متفاوت، معین گردید. در هر طبقه ارتفاعی، 13 نقطه تصادفی مشخص و از هر نقطه، سه نمونه خاک (در نقش تکرار) از اعماق 15-0 و 30-15 سانتیمتر تهیه گردید. پس از اندازهگیری میزان کربن ترسیب شده در هر نمونه خاک، دادهها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. میزان ترسیب کربن در خاک با ضرب میزان کربن آلی خاک در وزن مخصوص ظاهری و عمق مورد مطالعه و در واحد هکتار (10000 متر مربع) محاسبه شد. سپس اقدام به ایجاد معادلات رگرسیونی و روش سطح پاسخ (RSM) شده و دقت آنها در پیشبینی میزان ترسیب کربن با یکدیگر مقایسه گشته و روش دقیقتر مشخص شد. برای ارزیابی دقت مدلهای رگرسیونی و روش سطح پاسخ از ضریب تعیین (R2) میان دادههای اندازهگیری شده و پیشبینی شده استفاده شد.
نتایج: نتایج تجزیه واریانس دادهها نشان داد که فقط عمق نمونهبرداری، اثر معنیداری بر میزان ترسیب کربن خاک داشته و اثر ارتفاع نمونهبرداری همچنین اثر متقابل عمق و ارتفاع نمونهبرداری بر میزان ترسیب کربن خاک بیمعنی بود. در حالت کلی، میزان ترسیب کربن در عمق 30-15 سانتیمتری بیشتر از 15-0 سانتیمتر بوده و در هر دو عمق تحت بررسی، طبقه ارتفاعی 4 (3545-3119 متر) بیشترین میزان ترسیب کربن خاک را داشت. به علاوه پس از طبقه ارتفاعی4، بیشترین میزان ترسیب کربن مربوط به طبقه ارتفاعی1 (2664-2504 متر) بود. بیشترین میزان ترسیب کربن به میزان 604654 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی4 و عمق 30-15 سانتیمتر و کمترین میزان ترسیب کربن در حدود 225000 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی 2 و عمق 15-0 سانتیمتر بود. در بخش مدلسازی، مدل درجه دوم روش سطح پاسخ با دقت بالاتر (7363/0R2=) نسبت به مدل خطی همین روش (6014/0R2=) و مدل کم دقتتر رگرسیونی (428/0R2=)، میزان ترسیب کربن خاک مراتع را پیشبینی نمود. به علاوه، روش سطح پاسخ موفق به بهینهسازی ورودیها به صورت ارتفاع 3500 متری و عمق دوم به منظور یافتن میزان ترسیب کربن در خاک به صورت 699/808811 گرم در متر مربع با رضایتمندی 976/0 گردید.
نتیجهگیری: روش سطح پاسخ (RSM) به عنوان یک ابزار نوین نهتنها در پیشبینی و بهینهسازی میزان ترسیب کربن خاک مراتع تحت شرایط عمق و ارتفاع نمونهبرداری متفاوت عملکرد مطلوبی دارد، بلکه میتوان از آن به عنوان ابزاری هوشمند در جهت پیشبینی پارامترهای مختلف در علوم مرتع و مراتع تحت بررسی به عنوان مثال در پیشبینی حجم زیست توده زیرزمینی و روزمینی، نحوه پراکنش گونههای مرتعی و ... استفاده نمود.
ارسال پیام به نویسنده مسئول
| بازنشر اطلاعات | |
 |
این مقاله تحت شرایط Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License قابل بازنشر است. |
