پایش شوری خاک در راستای تخریب سرزمین با کمک تکنیک های سنجش از راه دور (مطالعة موردی استان ایلام)

نیک پور, نوراله; فتوحی, صمد; نگارش, حسین; بهرامی, شهرام; حسینی, سید زین العابدین

doi:10.22111/jneh.2020.32471.1590

پایش شوری خاک در راستای تخریب سرزمین با کمک تکنیک های سنجش از راه دور (مطالعة موردی استان ایلام)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ دانشجوی دکتری دکتری دانشگاه سیستان و بلوچستان

² دانشیار گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه سیستان و بلوچستان

³ استاد گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه سیستان و بلوچستان

⁴ دانشیار گروه جغرافیای طبیعی دانشگاه شهید بهشتی

⁵ استادیار گروه منابع طبیعی دانشگاه یزد

10.22111/jneh.2020.32471.1590

چکیده

شور شدن خاک‌ها از فرآیندهای غالب تخریب زمین در مناطق خشک و نیمه خشک بشمار می‌آید و یکی از مهمترین مشکلاتی است که باروری خاک را در نقاط مختلف جهان با مشکل جدی مواجه کرده است. در این مطالعه در اولین قدم، نمونه‌های خاک برداشت و کار پیش پردازش روی تصاویر لندست، با تشخیص بهترین ترکیب باندی (باند های 7-5-2) صورت گرفت. از شاخص‌های سنجش از دوری مختلف شوری مانند NDSI (شاخص شوری نرمال شده)، BI (شاخص روشنایی) و SI (شاخص شوری) برای نقشه برداری شوری خاک منطقه مورد مطالعه استفاده شده است. همچنین اندازه گیری های آزمایشگاهی هدایت الکتریکی (EC) و اسیدیته خاک (PH) نیز روی نمونه‌های خاک انجام شده است. در این راستا مقادیر سه شاخص شوری NDSI, BI, SI برای سال‌های 2017، 2015، 2010، 2005، 2000 در محیط نرم افزار ENVI و GIS محاسبه شد و مناطق دارای شوری با رنگ قرمز در نقشه خروجی در محدوده مورد مطالعه نمایش داده شد. بر اساس نتایج حاصله از تجزیه و تحلیل تصاویر ماهواره‌ای زمین‌های دارای خاک شور به علل مختلفی از جمله (مجاورت با سازند گچساران، آبیاری شدن با آبهای زیرزمینی شور، جنس خاک و لم یزرع بودن اکثر زمین‌ها در منطقه و ...) به طور صد در صد در غرب و جنوب غرب استان ایلام ( در زیر حوضه‌های مهران، موسیان-آبدانان، دشت عباس غربی – شرقی و مولاب) واقع هستند. با توجه به بازدید‌های میدانی و نمونه‌برداری خاک جهت آزمایش از مناطق مختلف استان ایلام نیز مشخص شد که فقط مقادیر PH در زیر حوضه مهران، جنوب دهلران و پایین دست سد سیمره بالای 5/8 بوده که نشان دهنده‌ی قلیایی و سدیمی ‌بودن خاک این مناطق است. نتایج آزمایشگاهی EC و PH نمونه‌های خاک تا حدودی نتایج تجزیه و تحلیل‌های سنجش از دوری بدست آمده از داده‌های ماهواره‌ای در منطقه مورد مطالعه تایید می‌‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

مخاطرات محیط طبیعی

عنوان مقاله [English]

Monitoring of Soil Salinity in Land Destruction Using Remote Sensing Techniques (Ilam Province Case Study)

نویسندگان [English]

Noorallah Nikpour ¹
Samad Fotoohi ²
Hossein Negaresh ³
Shahram Bahrami ⁴
Seyed Zeynalabedin Hosseini ⁵

¹ PhD Student of Geomorphology, Faculty of Geography and Environmental Planning, Sistan and Baluchestan University, Zahedan, Iran

² Associate Professor, Dept of Physical Geography, Faculty of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran

³ Professor, Dept of Physical Geography, Faculty of Geography and Environmental Planning, University of Sistan and Baluchestan, Zahedan, Iran.

⁴ Associate Professor, Dept of Physical Geography, School of Earth Sciences, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran

⁵ Assistant professor, Faculty of Natural Resources and Desert Studies, Yazd University, Iran

چکیده [English]

Soil salinization is one of the dominant processes of land degradation in arid and semi-arid regions. Soil salinity is one of the most important problems affecting many parts of the world. Salty soils in agricultural areas reduce the annual crop yield of most crops. As a first step, soil sampling and Landsat images are pre-processed. Different salinity indices such as NDSI (normalized salinity index), BI (brightness index) and SI (salinity index) were used to map the salinity of the study area. As well as Laboratory measurements of electrical conductivity (EC) and soil acidity (pH) have also been performed. In this regard, the values of three salinity indices NDSI, BI, SI for 2017, 2015, 2010, 2005, and 2000 were calculated in ENVI and GIS software. Based on the results of satellite imagery analysis, saline soils in the west and southwest of Ilam province (sub-basins of Mehran, Musian-Abdanan, Abbas-west-east and Molab basins) are located. According to field surveys and soil sampling for different areas of Ilam province, it was found that pH values below Mehran basin, south Dehloran and downstream of Simareh Dam are above 8.5 and indicate alkaline and sodium soils. And other examples show unusual, up to slightly salted soil. This means that the results of the remote sensing analyzs partially confirm the data obtained from estimating soil EC and pH values in the study area.

کلیدواژه‌ها [English]

Soil salinity
Land degradation
SI
BI indices
remote sensing
Ilam province

مراجع

خدادادی، مارال؛ عسکری، محمدصادق؛ سرمدیان، فریدون؛ رفاهی، حسینقلی؛ نوروزی، علی اکبر؛ حیدری، احمد؛ متین فر، حمیدرضا. (1388)، تهیه نقشه خاک های تحت تاثیر شوری با استفاده داده های سنجنده ETM+ از در بخشی از دشت قزوین، مجله مهندسی و مدیریت آبخیز، جلد1، شماره2، صص 111-99. https://journals.ut.ac.ir/article_12775.html

خورسندی، فرهاد؛ هاشمی نژاد، یوسف. (1395). کشاورزی در شرایط شور راهنمای تصویری ویژه زارعین، باغداران و مروجان کشاورزی (راهنمای شماره 3 : طبقه بندی خاکهای شور)، جزوه، نشر، انتشار و استفاده از این مطالب برای بهره برداران کشاورزی آزاد و بلامانع است.

دشتکیان، کاظم؛ پاک پرور، مجتبی؛ عبدالهی، جلال. (1378)، بررسی روشهای تهیه نقشه شوری خاک با استفاده از داده های ماهواره ای لندست در منطقه مروست، فصلنامة علمی-پژوهشی تحقیقات مرتع و بیابان ایران، جلد 15 ، شمارة 2، صص 139-157.

دلاوری، کامیاب، ابوالفضل؛ وروانی، جواد؛ ترنج زر، حمید؛ احمدی، عباس. (1392)، ارزیابی روشهای شاخص شوری BI و شاخص شوری NDSI در تهیه نقشه هی شوری خاک مطالعة موردی منطقة فراهان، اولین همایش توسعة پایدار کشاورزی با کاربرد الگوی زراعی 24 بهمن، صص 6-1. https://civilica.com/doc/278129/

عبدی زاده، سعیده؛ ترنج زر، حمید؛ احمدی، عباس. (1393)، ارزیابی روش های شاخص شوری SI و شاخص روشنایی BI در تهیه نقشه شوری خاک در مناطق خشک و نیمه خشک با استفاده از داده های سنجش از دور، همایش ملی زیست بوم پایدار و توسعه- 18 اردیبهشت ماه، صص 10-1. https://civilica.com/doc/256801/

علوی پناه، سید کاظم. (1382)، کاربرد سنجش از دور در علوم زمین (علوم خاک)، انتشارات دانشگاه تهران. صص 496.

متین فر، حمیدرضا؛ ظهرنیا، علیرضا. (1397)، مقایسه شاخصهای مختلف استخراج شده از تصاویر ماهواره لندست به منظور بررسی تغییرات شوری خاک در منطقه جنوب غربی استان خوزستان، اولین همایش بین المللی و سومین همایش ملی مدیریت پایدار منابع خاک و محیط زیست 13 و 14 شهریورماه، صص 8-1. https://civilica.com/doc/808498/

مشکوه، محمد علی. (1377)، روشی موقت برای ارزیابی و تهیه نقشه بیابان زایی (سازمان خواربار و کشاورزی ملل متحد و برنامه زیست ملل متحد)، ترجمه، موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع.

Ahmadia, A., Kazemi, A., Toranjzarc, H. (2018). Comparison of spectrum indices for mapping soil salinity in saline lands of Chezan plain (Markazi province), J Desert 23-2 (2018) PP 211-220.

Akramkhanov, A., Martius, C., Park, S. J., Hendrickx, J. M. H. (2011). "Environmental factors of spatial distribution of soil salinity on flat irrigated terrain." Geoderma, 163(1-2): pp 55-62.

Allbed, A., Kumar, L. (2013). "Soil salinity mapping and monitoring in arid and semi-arid regions using remote sensing technology: A review." Advances in Remote Sensing (2): pp 373-385.

Allen, J. C., Barnes, D. F. (1985). The causes of deforestation in developing countries, Annals f the Association of American Geographers 75 (2): pp 163–184, 1985.

Asfaw, E., Suryabhagavan, K.V., Argaw, M. (2016). 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, pp:1-9, http://dx.doi.org /10.1016/j.jssas.2016.05.003.

Azabdaftari, A., Sunarb, F. (2016). SOIL SALINITY MAPPING USING MULTITEMPORAL LANDSAT DATA, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XLI-B7, 2016 XXIII ISPRS Congress, 12–19 July 2016, Prague, Czech Republic, PP 3-9. DOI: 10.5194/isprs-archives-XLI-B7-3-2016.

Bashir, N., Azalarib0, A., Hamdi, Z. (2013). Soil Salinity Mapping Model Developed Using RS and GIS in Libya, Conference: Annual International Conference 7th Edition of Geotunis At: Southern Hammamet, Tunis, https://www. researchgate.net/publication/272886801_Soil_Salinity_Mapping_Model_Developed_Using_RS_and_GIS_in_Libya. Pp 1-4.

Batjes, N. H. (2001). Options for increasing carbon sequestration in West African soils: an explanatory study with special focus on Senegal. Land Degradation & Development 12: pp 131‐142.

Bouaziz, M., Matschullat, J., Gloaguen, R. (2011). Improved remote sensing detection of soil salinity from a semi-arid climate in Northeast Brazil. Comptes Rendus Geoscience. 343. pp795-803.

Chen, H., Gengxing, Z., Yuhuan, L., Danyang, W., Ying, M. (2019). Monitoring the seasonal dynamics of soil salinization in the Yellow River delta of China using Landsat data. Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 19, 1499–1508, 2019, pp1500-1508 https://doi.org/10.5194/nhess-19-1499-2019.

Farifteh, J., Farshad, A., George, R. (2006). "Assessing salt-affected soils using remote sensing, solute modelling, and geophysics." Geoderma 130(3): pp 191-206.

Homas, D.S.G., Middleton N.J. (1994). Desertification exploding the myth.Wiley Blackwell.

Huang, J. Y., Shi, Z., Biswas, A. (2015): Characterizing Anisotropic Scale-specific Variations in Soil Salinity from a Reclaimed Marshland in China, Catena, 131, 64–73, https://doi.org/10.1016/j.catena.2015.04.017.

Metternicht, G., Richardson, D., Castree, N., Goodchild, M., Kobayashi, A., Liu, W., Marston, R., John Wiley., Sons. (2017). Soils: Salinization. The International Encyclopedia of Geography, DOI: 10.1002/9781118786352.wbieg1044, pp 1-10.Eds.

Oldeman, L. R., Hakkeling, R. T. A., Sombroek, W. G. (1991). World map of the status of humaninduced soil degradation: an explanatory note. UNEP and ISRIC, Wageningen, the Netherlands.

Safriel, U., Z. Adeel, D. Niemeijer, J. Puigdefabregas, R. White, R. Lal, M. Winslow, J. Ziedler, S. Prince, E. Archer, C. King, B. Shapiro, K. Wessels, T. Nielsen, B. Portnov, I. Reshef, J. Thonell, E. Lachman, and D. McNab. (2005). Dryland systems. In R.M. Hassan, R.J. Scholes & N. Ash (Eds.) Millenium Ecosystem Assessment: Ecosystems and Human Well-being: Current State 1 and Trends: Findings of the Condition and Trends Working Group. Washington, DC: Island Press, PP: 623-662.

Samieea, M., Ghazavia, R., Pakparvarb, M., Valia, A.A. (2018). Mapping spatial variability of soil salinity in a coastal area located in an arid environment using geostatistical and correlation methods based on the satellite data, J Desert 23-2 (2018), pp 233-242.

UNCCD, (1994). United Nations Convention to Combat Desertification in Countries Experiencing Serious Drought And or Desertification, Particularly in Africa, A/AC.241 /27, Paris. http://www.unccd.int/convention /text/pdf/conv‐eng.pdf.

UNU. (2006). International year of deserts and desertification. United Nations University–Institute for Water, Environment and Health, http://inweh.unu.edu/ desert ification06/ (accessed March 15th 2014). 2006.

Vogt, J.V., U. Safriel, G. Von Maltitz, Y. Sokona, R. Zougmore, G. Bastin, and J. Hill. (2011). Monitoring and assessment of land degradation and desertification: Towards new conceptual and integrated approaches, Land Degradation & Development DOI:10.1002/ldr.1075, 2011.

Ward, D., Ngairorue, B. T., Kathena, J., Samuels, R., Ofran, Y. (1998). Land degradation is not a necessary outcome of communal pastoralism in arid Namibia, Journal of Arid Environments 40: pp 357–371, 1998

Yong-Ling, W., Peng, G., Zhi-Liang, Z. H. U. (2010). A Spectral Index for Estimating Soil Salinity in the Yellow River Delta Region of China Using EO-1 Hyperion Data. Pedosphere 20(3): pp 378-388.

Zhao, W., Wei, H., Jia, L., Daryanto, S., Zhang, X., Liu, Y. (2018): Soil erodibility and its influencing factors on the Loess Plateau of China: a case study in the Ansai watershed, Solid Earth, 9, pp 1507–1516, https://doi.org/10.5194/se-9-1507-2018.