خلاصه

الگوی فضایی چگالی ظاهری خاک در علفزارهای شمال چین تا حد زیادی تعریف نشده باقی می‌ماند، که باعث عدم اطمینان در درک و مدل‌سازی فرآیندهای مختلف خاک در مقیاس فضایی بزرگ شد. بر اساس داده‌های اندازه‌گیری شده از چگالی ظاهری خاک موجود از گزارش‌های بررسی خاک از مراتع شمال چین، ما یک تابع انتقال لایه‌ای خاک (SPTF) از چگالی ظاهری خاک سطحی ساختیم. بر این اساس، داده‌های چگالی ظاهری طبقه‌بندی‌شده پروفیل عمودی خاک بازسازی و تخمین داده‌های چگالی ظاهری خاک در فضای افقی انجام شد. نتایج نشان داد که چگالی ظاهری خاک علفزارهای شمال چین به طور معمول در مناطق مرکزی و شمال غربی بالا و در مناطق شرقی و کوهستانی کم بود. میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک علفزارها 1 بود.-3 . با توجه به تقسیمات جغرافیایی، بیشترین جرم مخصوص ظاهری خاک در حوضه تاریم با میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک 1.91 گرم در سانتی متر مکعب مشاهده شد . برعکس، کمترین جرم مخصوص ظاهری خاک در ناحیه کوه تیانشان مشاهده شد، با میانگین جرم مخصوص ظاهری خاک 1.01 گرم در سانتی متر -3 . بر اساس داده‌های به‌دست‌آمده از انواع مختلف مراتع، چگالی ظاهری خاک در علفزار آلپی با میانگین جرم ظاهری خاک 0.75 گرم در سانتی‌متر مکعب کمترین بود، در حالی که در بیابان معتدل بالاترین بود، با میانگین چگالی ظاهری خاک 1.80 گرم · سانتی متر -3. میانگین خطای پیش‌بینی، ریشه میانگین انحراف مربع، خطای نسبی و ضریب همبستگی چندگانه داده‌های چگالی ظاهری خاک مربوط به لایه سطحی (0-10 سانتی‌متر) در مراتع شمال چین به ترتیب 0.018، 0.223، 16.2 درصد و 0.5386 بود. رویکرد استفاده از منابع داده چندگانه از طریق تابع انتقال خاک، دقت تخمین چگالی ظاهری خاک را از داده‌های خاک‌های طبقه‌بندی شده در مقیاس بزرگ بهبود بخشید. مطالعه ما ارزیابی دقیق ذخیره‌سازی کربن علفزار و نقشه‌برداری ویژگی‌های زمین خوب را ارتقا می‌دهد.

کلید واژه ها:

جرم ظاهری خاک ؛ علفزار ; تحلیل الگوی فضایی ; تابع انتقال ; خاک طبقه بندی شده

چکیده گرافیکی

1. معرفی

خاک، جزء ضروری اکوسیستم زمینی، برای بقای پوشش گیاهی ضروری است. خواص فیزیکی و شیمیایی آن بر رشد گیاهان تأثیر می گذارد و همچنین بهره وری آنها را محدود می کند [ 1 ، 2 ]. چگالی ظاهری خاک که به عنوان جرم (یا وزن) خاک در واحد حجم ستون خاک دست‌نخورده [ 3 ] تعریف می‌شود، یک ویژگی فیزیکی مهم خاک است که تأثیر مهمی بر نفوذپذیری خاک، نفوذ، ظرفیت نگهداری آب، انتقال املاح دارد. و مقاومت در برابر فرسایش خاک [ 4 ، 5 ]. از این رو، از نظر کمی عملکردهای اکولوژیکی خاک را مشخص می کند و یکی از شاخص های اصلی برای ارزیابی کیفیت خاک محیطی است [ 6 ، 7] .]. علاوه بر این، وزن مخصوص ظاهری خاک یک شاخص ضروری برای تخمین ظرفیت نگهداری آب خاک است و یکی از پارامترهای اصلی برای تخمین دقیق ذخیره کربن و نیتروژن خاک است [ 8 ، 9 ]. بنابراین، ایجاد پایگاه داده سیستماتیک کامل مربوط به چگالی ظاهری خاک برای تحقیقات پایه خاکشناسی، ارزیابی محیط زیست اکولوژیکی و پایش کیفیت خاک از اهمیت عملی برخوردار است.
روش حلقه برش متداول ترین و مستقیماً مورد استفاده روش چگالی ظاهری خاک است [ 10 ]. با این حال، رویکرد برای اندازه‌گیری چگالی ظاهری خاک مستلزم جمع‌آوری نمونه‌های خاک دست‌نخورده است [ 11 ]. این رویکرد خاص در اجرای عملی در مقیاس بزرگ زمان‌بر، کار فشرده و پرهزینه است [ 12 ، 13 ، 14]]، و عدم قطعیت نمونه‌برداری ممکن است باعث خطاهای سیستماتیک شود، که تعداد نقاط نمونه و کیفیت داده‌ها را در اندازه‌گیری چگالی ظاهری خاک محدود می‌کند. به‌ویژه، به‌دست آوردن داده‌های چگالی ظاهری پروژه‌های مقیاس بزرگ و مناطق خاص، مانند حوزه‌های آبخیز و جنگل‌ها، دشوار است. بنابراین، تحقیقات کنونی بر روی چگالی ظاهری خاک سطحی متمرکز شده است، و تنها گزارش‌های کمی در مورد داده‌های عمیق خاک موجود است [ 15 ]. در سال‌های اخیر، برای غلبه بر کمبود داده‌های چگالی ظاهری، یک مدل تابع Pedotransfer با استفاده از سایر ویژگی‌های خاک برای تخمین آن به عنوان جایگزین پیشنهاد شده است و این روش به دلیل قابلیت پیش‌بینی خوب آن توسط چندین محقق ثابت شده است [ 16 ، 17 ، 18 ، 19]. به عنوان یک رویکرد ساده و راحت برای اندازه‌گیری چگالی ظاهری خاک، مدل پیش‌بینی چگالی ظاهری خاک و کاربرد مرتبط آن در سراسر جهان توجه فزاینده‌ای را به خود جلب می‌کند [ 18 ، 20 ].
توابع انتقال طبقه بندی شده (SPTFs) عمدتا از دو مفهوم مشتق شده اند. یکی از آنها تجزیه و تحلیل رگرسیون چندگانه بر اساس داده های کمکی است، مانند کربن ماده آلی، ذرات خاک و عمق [ 21 ، 22 ، 23 ، 24 ]، دیگری مدل تجربی [ 25 ] است. سایر محققان می خواستند دقت تخمین مدل های رگرسیون چندگانه را با ترکیب پارامترهای اضافی، مانند خواص مورفولوژیکی و فیزیوگرافی خاک، بهبود بخشند [ 26]]. اما مطالعات کمی در مورد کاربرد مدل تابع Pedotransfer بر روی عوامل محیطی و/یا اقلیمی مانند تفاوت در کاربری اراضی، پوشش گیاهی و ناهمگونی انواع خاک وجود دارد. بنابراین، دقت و دقت آن اغلب به مطالعه مناطق خاص وابسته است [ 1 ، 21 ، 27 ]. در مقابل، برای حسابداری کربن، یک رویکرد مبتنی بر مختصات فضایی توصیه می‌شود و ذخیره‌سازی کربن باید با جرم کربن آلی خاک در واحد سطح زمین تا عمق 30 سانتی‌متر بیان شود [8 ، 28 ] . با این حال، تخمین ذخیره کربن در این روش ممکن است به دلیل وقوع مشهود تورم یا فشرده شدن خاک به دلیل تغییر در چگالی ظاهری خاک نامشخص باشد [ 29]]. عمدتاً ناشی از تورم یا انقباض خاک ناشی از نوسانات دائمی محتوای آب خاک و عمق خاک است که در نتیجه منجر به تغییرات در چگالی ظاهری خاک می شود [ 30 ، 31 ] علاوه بر این، فشردگی خاک نیز توسط فعالیت های شدید انسانی ایجاد می شود. که بر چگالی ظاهری خاک و ذخیره کربن آلی تأثیر گذاشت [ 32 ]. در این صورت، بیشتر تحقیقات بر روی علفزارهای طبیعی متمرکز شدند، زیرا دقت پیش‌بینی به شدت تحت‌تاثیر قرار می‌گیرد اگر شامل برون‌یابی برای علفزارهای کشت‌شده باشد.
ویژگی های خاک به خصوص چگالی ظاهری خاک پارامترهای حیاتی برای تخمین کربن کل خاک هستند [ 24 ]. با این حال، مکانیسم دقیق برای گردش کربن خاک تنها با لایه سطحی توضیح داده نمی شود، بلکه توسط لایه های عمیق تر تعریف می شود [ 26 ]. علاوه بر این، توانایی ما برای بررسی کربن اکوسیستم به کل کربن خاک متکی است که تا حدی در لایه سطحی خاک یافت می شود [ 27 ]. جاباگی و جکسون (2000) [ 33 ] پیش بینی کردند که 56 درصد از کل خاک C را می توان 1 متر زیر سطح پیدا کرد. بر اساس مطالعات کنونی، تأثیر عمق خاک بر شبیه‌سازی چگالی ظاهری خاک یا تخمین چگالی ظاهری طبقه‌بندی شده خاک به ندرت در مدل تابع انتقال با استفاده از ویژگی‌های خاک در نظر گرفته شده است [ 27 ،34 ]. علفزارهای شمال چین در بخش مرکزی آسیای شرقی قرار دارند. کاربری متنوع زمین با شرایط اقلیمی پیچیده از غرب به شرق در سراسر قاره آسیای شرقی همراه است، که ساخت مدل تابع انتقال خاک را چالش برانگیزتر می کند، با گزارش های کمی در مورد چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک در چنین مقیاس بزرگ. بر این اساس، اهداف پژوهش حاضر به شرح زیر است:
(من)
با استفاده از داده‌های طبقه‌بندی‌شده موجود (بخشی از داده‌های طبقه‌بندی چگالی ظاهری خاک)، یک SPTF جدید برای داده‌های گمشده طبقه‌بندی‌شده چگالی ظاهری خاک در مقیاس بزرگ ساخته شد.
(II)
الگوی فضایی داده‌های طبقه‌بندی چگالی ظاهری خاک، علاوه بر تخمین نیمرخ عمودی خاک بر اساس داده‌های چگالی ظاهری طبقه‌بندی شده، تجزیه و تحلیل شد.
(iii)
رابطه بین چگالی ظاهری خاک، نوع مرتع، و محتوای کربن آلی مورد بحث قرار گرفت.

2. مواد و روشها

2.1. منطقه مطالعه

مراتع شمالی چین ( شکل 1 ) با مناطق معمولی مرتع شمالی متفاوت است. این منطقه شامل محدوده جغرافیایی (محلی یا منطقه ای) منطقه مرتع شمالی است و به کل منطقه خودمختار اویغور سین کیانگ، از جمله منطقه خودمختار مغولستان داخلی و منطقه خودمختار نینگشیا هوی، و همچنین بخش هایی از هیلونگجیانگ، جیلین، لیائونینگ، هبی، گسترش می یابد. استان‌های شانشی، شانشی و گانسو (ولسوالی‌ها) – مجموعاً 324 شهرستان (شهر). محدوده جغرافیایی از 31 درجه و 28 دقیقه تا 54 درجه و 35 دقیقه و 53 دقیقه و از 67 درجه و 56 دقیقه تا 128 درجه و 53 دقیقه و 20 سانتی‌متر شرقی، با مساحت کل تقریباً 3.45 میلیون کیلومتر مربع . یکی از مهم ترین مناطق چوپانی در چین است ( شکل 1دارای مناظر و قیافه های نسبتاً متنوعی است که از «سه کوه و دو حوضه» در منطقه خودمختار اویغور سین کیانگ در غرب با انتقال تدریجی به سمت شرق به فلات آلکسا، فلات اوردوس، فلات لس، فلات مغولستان گسترش یافته است. ، و دشت Songnen. علاوه بر این، صحرای تکلیماکان، صحرای گوربانتونگوت، صحرای بداین جیلین، صحرای تنگر، کومتاگ کومتاگ، صحرای اولانبوه، بیابان کوبوقی، صحرای مائووسو، صحرای هونشاندک، صحرای هورقین، و صحرای هولون‌بیر، در میان دیگر بیابان‌های اصلی و زمین‌های شنی هولو وجود دارند. Songnen، Horqin، Xilinhot، Ulanchabu، Altay، و Yili، در میان دیگر مناطق مهم شبانی، در این منطقه در چین [ 35]]. منطقه مرتع معتدل شمالی در سراسر مناطق خشک، نیمه خشک و نیمه مرطوب قرار دارد. در شرایط سخت اقلیمی، علاوه بر محیط اکولوژیکی شکننده، بیابان زایی شدید زمین مشاهده می شود. پوشش زمین انواع مختلفی دارد از جمله زمین های کشاورزی، تالاب، جنگل، علفزار، بیابان و زمین های شنی. انواع عمده خاک شامل خاک بیابانی، خاک آهکی، خاک خشک و خاک شسته شده است. با توجه به اینکه علفزار یکی از انواع پوشش گیاهی عمده منطقه است، انواع علفزارها از جمله علفزار معتدل چمنزاری، استپی معتدل، استپی معتدل کویری، علفزار آلپی، استپ بیابانی آلپی، مرتع کویری معتدل، صحرای معتدل، بیابان آلپی وجود دارد. ، علفزار گرم معتدل، بوته های گرم و معتدل، چمنزار دشت، علفزار کوهستانی، علفزار آلپ، باتلاق،36 ]. بر اساس بررسی آماری روی مراتع در دهه 1980، مساحت مرتع در این منطقه 1.635 میلیون کیلومتر مربع بود . در مقایسه، آخرین نتایج پروژه “تحقیق در مورد تخریب و علل منابع علفزار در نواحی مهم چراگاهی علفزارهای معتدل در چین” نشان داد که مساحت حفاظت شده مرتع 1.415 میلیون کیلومتر مربع در سال 2010 بود [ 37 ] . در این مطالعه، نقاط نمونه و پیش‌بینی مدل تنها به علفزار طبیعی اشاره دارد، علفزارهای غیر علفزار و کشت‌شده با مرزها پوشانده شده‌اند.

2.2. بررسی تراکم ظاهری خاک و نمونه برداری از خاک

دو مجموعه داده خاک در مطالعه حاضر جمع آوری شد ( جدول 1). یک مجموعه داده از پروژه “تحقیق در مورد تخریب و علل منابع علفزار در مناطق کلیدی چمنزارهای مرتع معتدل در چین” از سال 2013 تا 2015 به دست آمد. بخشی از داده های چگالی ظاهری خاک در مجموعه داده در اعتبار سنجی مدل SPTF استفاده شد. داده‌های زیر بغل (داده‌های محیطی، داده‌های سنجش از دور و داده‌های پوشش گیاهی) در درون‌یابی فضایی استفاده شد. بررسی تراکم ظاهری خاک سطحی و نمونه برداری خاک از مرتع شمال چین همراه با بررسی نمونه برداری از پوشش گیاهی مرتع انجام شد. استقرار سایت‌های نمونه پوشش گیاهی مرتع بر اساس ویژگی‌های توزیع از جمله نوع مرتع، حالت و شدت بهره‌برداری و شرایط ترافیک جاده در میان سایر موارد بود. مسیر بررسی با پوشش نسبتاً گسترده در منطقه بررسی راه اندازی شد. و اطلاعات منظر پوشش گیاهی علفزار در طول مسیر بررسی همیشه با استفاده از ابزار موقعیت یابی GPS (سیستم موقعیت یاب جهانی) (American MAGELLAN، eXplorist 610، خطاهای موقعیت کمتر از 15 متر، خطاهای موقعیت کمتر از 15 متر) و دوربین (Canon) جمع آوری شد. ، EOS 2000D، ژاپن، اویتا). به طور همزمان، یک سایت بررسی جامعه پوشش گیاهی علفزار به ابعاد 100 متر × 100 متر باید در هر 50 کیلومتر در طول مسیر بررسی راه اندازی شود. با این حال، تنظیم سایت نمونه مرتع مطابق با شرایط خاص از نوع مرتع، حالت بهره برداری و شدت، و شرایط سایت تعیین شد. به عنوان مثال، سایت نمونه علفزار در مناطق کوهستانی برای چندین کیلومتر تعیین شد، در حالی که در مناطق دشتی با نوع نسبتاً ساده مرتع در فواصل 80 کیلومتری تعیین شد. مطالعه حاضر شامل 6716 سایت جمع آوری اطلاعات چشم انداز مرتع و 587 سایت بررسی مرتع است. بررسی میدانی مرتع طی 3 سال از سال 1392 تا 1394 به پایان رسید و نمونه برداری و نمونه برداری از علفزار از تیر تا شهریور هر سال انجام شد. طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع، حالت بهره برداری و عکس های منظره هر سایت نمونه ثبت شد. سه سایت 1 متر × 1 متر در امتداد خط مورب هر سایت نمونه مرتع برای ارزیابی شاخص جامعه مرتع، شامل داده‌های گونه‌ها و گونه‌های اصلی در سایت نمونه، میانگین ارتفاع مرتع، پوشش، زیست توده گونه‌ها بر روی سطح زمین ایجاد شد. و زیست توده زیرزمینی [ بررسی میدانی مرتع طی 3 سال از سال 1392 تا 1394 به پایان رسید و نمونه برداری و نمونه برداری از علفزار از تیر تا شهریور هر سال انجام شد. طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع، حالت بهره برداری و عکس های منظره هر سایت نمونه ثبت شد. سه سایت 1 متر × 1 متر در امتداد خط مورب هر سایت نمونه مرتع برای ارزیابی شاخص جامعه مرتع، شامل داده‌های گونه‌ها و گونه‌های اصلی در سایت نمونه، میانگین ارتفاع مرتع، پوشش، زیست توده گونه‌ها بر روی سطح زمین ایجاد شد. و زیست توده زیرزمینی [ بررسی میدانی مرتع طی 3 سال از سال 1392 تا 1394 به پایان رسید و نمونه برداری و نمونه برداری از علفزار از تیر تا شهریور هر سال انجام شد. طول و عرض جغرافیایی، ارتفاع، حالت بهره برداری و عکس های منظره هر سایت نمونه ثبت شد. سه سایت 1 متر × 1 متر در امتداد خط مورب هر سایت نمونه مرتع برای ارزیابی شاخص جامعه مرتع، شامل داده‌های گونه‌ها و گونه‌های اصلی در سایت نمونه، میانگین ارتفاع مرتع، پوشش، زیست توده گونه‌ها بر روی سطح زمین ایجاد شد. و زیست توده زیرزمینی [38 ].
در مطالعه حاضر، بررسی چگالی ظاهری خاک سطحی و نمونه‌برداری از خاک در سه مکان نمونه مورد استفاده در بررسی شاخص جامعه مرتع انجام شد. چگالی ظاهری خاک سطحی با استفاده از روش حلقه برش نمونه برداری شد. در هر قطعه نمونه سه نمونه در امتداد خط مورب جمع آوری شد. محل نمونه برداری در مرکز لایه 0-10 سانتی متری خاک بود. چاقوهای حلقه برش را شماره گذاری کردند و به اتاق آوردند. نمونه ها تا وزن ثابت در آون با دمای 105 درجه سانتی گراد خشک شدند. وزن اندازه گیری شده به واحد استاندارد (g·cm -3 ) تبدیل شد. مشخصات چاقوی حلقه برش 100 سانتی متر 3 بود. آنالیزهای فیزیکی و شیمیایی نمونه های خاک با استفاده از روش حفاری خاک انجام شد. در سایت‌های نمونه مورد استفاده برای بررسی شاخص جامعه مرتع، مته‌های خاک با قطر داخلی 33 سانتی‌متر برای طبقه‌بندی لایه‌های خاک به ترتیب 0-10 سانتی‌متر، 10-20 سانتی‌متر، 20-30 سانتی‌متر و 30-40 سانتی‌متر استفاده شد. هر نمونه با 3 مته مورد ارزیابی قرار گرفت و پس از آن با توجه به تعداد نمونه با لایه ها مخلوط شد. نمونه ها در کیسه پلاستیکی بسته بندی شده و به داخل خانه آورده شدند. نمونه های خاک پخش و خشک شدند، به طور یکنواخت مخلوط شدند و به روش چهارگانه آنالیز شدند. پس از آسیاب، نمونه ها با استفاده از کیسه های مش نایلونی 0.3 میلی متری جداگانه غربال شدند و در کیسه های پلاستیکی کوچک بسته بندی شدند، شماره گذاری شدند و برای تجزیه و تحلیل کل کربن و کربن آلی به مرکز تحقیقات گیاه شناسی آکادمی علوم چین فرستاده شدند.
مجموعه داده های دیگر از 143 سایت نمونه علفزار درگیر در پروژه آزمایشی آکادمی علوم چین برای ایجاد یک مدل تابع انتقالی از چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک جمع آوری شد ( جدول 1) .). برای ساخت مدل طبقه بندی شده استفاده شد. روش‌های نمونه‌برداری از چگالی ظاهری خاک و نمونه‌های آنالیز خاک بر اساس دستورالعمل‌های بررسی وضعیت تثبیت کربن، نرخ و پتانسیل اکوسیستم علفزار در چین بود. ترانشه ای به ابعاد 100 سانتی متر (طول) × 50 سانتی متر (عرض) × 100 سانتی متر (عمق) به روش ترانشه در کنار نمونه حفاری شد. با توجه به مشخصات خاک، نمونه‌های طبقه‌بندی شده از لایه‌های 0 تا 5 سانتی‌متر، 5 تا 10 سانتی‌متر، 10 تا 20 سانتی‌متر، 20 تا 30 سانتی‌متر و 30 تا 50 سانتی‌متر و نمونه‌برداری مکرر برای پنج نمونه انجام شد. این روش بسیار وقت گیر و پر زحمت برای اجرا در بررسی مقیاس بزرگ از مراتع معتدل شمالی است. نمونه های خاک پخش و خشک شدند، به طور یکنواخت مخلوط شدند و به روش چهارگانه در داخل خانه آنالیز شدند. پس از آسیاب کردن،

2.3. گردآوری و پردازش داده های مکانی بر روی عناصر جغرافیایی

ما یک تابع جدید انتقال لایه‌ای خاک را از چگالی ظاهری خاک سطحی پیشنهاد کردیم، که به ساخت داده‌های طبقه‌بندی‌شده از دست رفته در مقیاس بزرگ کمک می‌کند و از مدل MWRM (مدل رگرسیون وزن‌دار چند عاملی) [39] برای درون‌یابی چگالی ظاهری خاک در مرتع‌های معتدل استفاده کردیم . شمال چین بالاتر از آن، داده‌های کمکی شامل داده‌های سنجش از دور، داده‌های اقلیمی، داده‌های توپوگرافی و توزیع منابع انواع مرتع مورد نیاز بود ( جدول 1 ).
(من)
داده‌های سنجش از دور: داده‌های شاخص گیاهی تفاوت نرمال شده (NDVI) از اواسط آگوست 2013 تا اواسط آگوست 2015 مرتع‌های معتدل شمالی از MOD13A2 سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده به‌دست آمد که از طریق MRT (ابزار بازپروری MODIS، https، کاشی‌کاری و پیش‌بینی شد) . ://lpdaac.usgs.gov/tools/modis_reprojection_tool/ ) اپلیکیشن با وضوح فضایی 1 کیلومتر.
(II)
داده های اقلیمی: بر اساس داده های رصدی مراکز (ایستگاه های) هواشناسی از سال 2013 تا 2015 ارائه شده توسط اداره ملی هواشناسی، یک نرم افزار حرفه ای برای درون یابی هواشناسی، ANUSPLIN ( https://fennerschool.anu.edu.au/research/products/ anusplin-vrsn-44 )، برای تخمین درون یابی مکانی میانگین دمای سالانه، بارندگی سالانه، دمای انباشته (> 10 درجه سانتیگراد)، رطوبت (رطوبت ایوانوف) [ 36 ] و سایر متغیرهای فضایی، با تفکیک مکانی 1 کیلومتر استفاده شد. .
(iii)
داده‌های ارتفاع: داده‌ها از مدل دیجیتال ارتفاع (DEM) در پلت‌فرم اشتراک‌گذاری داده‌های علم سیستم زمین ملی ( www.geodata.cn )، با وضوح فضایی 30 متر جمع‌آوری شد .
(IV)
توزیع فضایی نقشه منابع مرتع: بر اساس داده های برداری برای نقشه برداری توزیع انواع مراتع به دست آمده از بررسی ملی مرتع در سال 1980 که ارزش کالیبراسیون برای تدوین و بازنگری نقشه فضایی مرتع سال 2010 با استفاده از داده های TM (نقشه نگار موضوعی) است. با وضوح فضایی 20 متر.
(v)
تطبیق و استخراج داده های عناصر جغرافیایی سایت های نمونه مرتع: بر اساس مختصات طولی و عرضی 587 سایت نمونه مرتع در منطقه مرتع معتدل شمالی، داده های مکانی عنصر جغرافیایی ذکر شده در بالا در ArcGIS بارگذاری شد و مقادیر برای 6 عنصر، شامل ارتفاع، NDVI، میانگین دمای سالانه، بارندگی سالانه، دمای انباشته (> 10 درجه سانتیگراد)، رطوبت، و چگالی ظاهری خاک سطحی از آن 587 سایت نمونه، استخراج شد. یک مجموعه داده (دو سوم از آنها در مجموع 397 داده نمونه به عنوان داده های مدل سازی، و 190 داده نمونه باقی مانده به عنوان داده های آزمایش استفاده شد) متشکل از این شش عامل اکولوژیکی، چگالی ظاهری خاک سطحی، و محتوای کربن آلی خاک برای آماری ساخته شد. رگرسیون، و تجزیه و تحلیل شبکه فضایی.

2.4. تحلیل آماری

2.4.1. آمار و تحلیل رگرسیون

تمام داده‌های جمع‌آوری‌شده مربوط به وزن مخصوص ظاهری خاک و محتوای کربن آلی در سایت‌های نمونه با استفاده از نرم‌افزار SPSS 20.0، از جمله تجزیه و تحلیل همبستگی برای محتوای کربن آلی خاک با عمق خاک (K SOC)، آنالیز همبستگی برای وزن مخصوص ظاهری خاک با عمق خاک (K SBD) مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت . تجزیه و تحلیل رگرسیون برای ارتباط بین چگالی ظاهری خاک سطحی و عوامل جغرافیایی، و همچنین تجزیه و تحلیل همبستگی برای ضریب تغییرات در پروفایل عمودی چگالی ظاهری خاک (KSBD ) و ضریب تغییرات در پروفایل عمودی محتوای کربن آلی خاک (K SOC) . ).
2.4.2. ساخت چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک از تابع انتقال

مطابق شکل 2 ، مجموعه داده چگالی ظاهری خاک 143 سایت نمونه مرتع از “پروژه آزمایشی استراتژی آکادمی علوم چین” برای مدل طبقه بندی شده پس از آزمون نرمال بودن KS استفاده شد (01/0p<) که با استفاده از نرم افزار SPSS 20.0 انجام شد. و 117 سایت نمونه تایید شده در نهایت برای تجزیه و تحلیل های آماری پس از حذف سایت هایی با ناهنجاری های آشکار به دست آمد. بر اساس داده های طبقه بندی شده چگالی ظاهری خاک در 117 سایت نمونه تایید شده، ضرایب تغییرپذیری پروفیل عمودی برای چگالی ظاهری خاک و محتوای کربن آلی خاک در هر محل نمونه به نام های K SBD و K SOC .به ترتیب، می توان با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی (معادله (1)) به دست آورد. علاوه بر این، 397 سایت نمونه مرتع از “تحقیق در مورد تخریب و علل منابع علفزار در مناطق کلیدی چراگاهی علفزارهای معتدل در چین” برای ساخت مدل فضایی استفاده شد (معادله (2)). بر اساس معادلات SPTF (1) و (2)، چگالی ظاهری خاک در لایه‌های مختلف خاک (0-10cm، 10-20cm، 20-30cm، 30-50cm) تخمین زده شد.

کاسبD=آ∗کاسOسی+ب،
اسبD(ایکس)=اسبD(0)∗(1+کاسبD∗ایکس) (ایکس=0،1،2،3).
در معادله، a و b عبارت‌های ثابت مدل هستند. SBD ( x ) چگالی ظاهری خاک یک لایه خاک است. هنگامی که x = 0، چگالی ظاهری خاک لایه سطحی (0-10 سانتی متر) است. هنگامی که x = 1، چگالی ظاهری خاک 10-20 سانتی متر است. هنگامی که x = 2، چگالی ظاهری خاک 20-30 سانتی متر است. وقتی x = 3 باشد، چگالی ظاهری خاک 30-50 سانتی متر است. و K SBD ضریب تغییرپذیری پروفیل عمودی برای چگالی ظاهری خاک است.
2.4.3. فضایی سازی جرم مخصوص ظاهری خاک
مدل MWRM [ 39 ] با استفاده از داده‌های چگالی ظاهری خاک سطحی به‌دست‌آمده از بررسی مرتع، شامل 6 عامل جغرافیایی ارتفاع، میانگین دمای سالانه، میانگین بارندگی سالانه، دمای انباشته (≥ 10 درجه سانتی‌گراد)، رطوبت، و NDVI ایجاد شد. در اینجا، ما از مدل MWRM برای درونیابی الگوی طبقه بندی فضایی چگالی ظاهری خاک استفاده کردیم ( شکل 2 ). ما داده‌های شبکه فضایی (1 کیلومتر × 1 کیلومتر) چگالی ظاهری خاک سطحی (0-50 سانتی‌متر) را طبق معادلات SPTF (1) و (2) دریافت کردیم. پس از آن، الگوی فضایی طبقه بندی شده چگالی ظاهری خاک (0-10 سانتی متر، 10-20 سانتی متر، 20-30 سانتی متر، 30-50 سانتی متر) توسط مدل MWRM با داده های کمکی و داده های شبکه مکانی برآورد شد.
2.4.4. اعتبارسنجی مدل و ارزیابی دقت

به منظور ارزیابی دقت تخمین نقاط نمونه و نتایج مدل، از میانگین خطای پیش‌بینی (MPE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای نسبی (E) و ضریب همبستگی چندگانه (R2) استفاده شد . در معادلات (3) – (6)، پمن، مj، مj¯، و تی¯به ترتیب نشان دهنده مقدار اندازه گیری شده، مقدار پیش بینی شده، میانگین مقدار پیش بینی شده و مقدار متوسط ​​است و n تعداد نمونه ها است. در مجموع از 190 نقطه نمونه برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد تا با مقدار متوسط ​​لایه‌های مختلف چگالی ظاهری خاک (0-10 سانتی متر، 10-20 سانتی متر، 20-30 سانتی متر، 30-50 سانتی متر) مقایسه شود.

MPE=1n∑من=1n(پمن-مj)،
RMSE=∑من=1n(پمن-مj)2n،
E=آرماسEمj∗100%،
آر2=∑(مj-تی¯)2∑(پمن-تی¯)2.

3. نتایج

3.1. توزیع فضایی و الگوهای چگالی ظاهری خاک چینه‌ای علفزار در شمال چین

بر اساس داده‌های چگالی ظاهری خاک سطحی موجود از گزارش‌های بررسی خاک، با داده‌های مکانی عنصر جغرافیایی ذکر شده در بالا شامل ارتفاع، NDVI، میانگین دمای سالانه، بارندگی سالانه، دمای انباشته (> 10 درجه سانتی‌گراد)، رطوبت، توزیع مکانی چگالی ظاهری خاک سطحی (0-10 سانتی متر) ( شکل 3 a) با استفاده از مدل MWRM [ 40 ] تعیین شد . در مجموع از 190 نقطه نمونه برای اعتبارسنجی مدل استفاده شد تا با مقدار متوسط ​​لایه‌های مختلف چگالی ظاهری خاک (0-10 سانتی متر، 10-20 سانتی متر، 20-30 سانتی متر، 30-50 سانتی متر) مقایسه شود. توزیع فضایی جرم مخصوص ظاهری خاک در علفزارهای شمالی با استخراج و حذف واحدهای جغرافیایی غیر علفزار مانند بیابان و زمین‌های کشاورزی ایجاد شد.
بر اساس تجزیه و تحلیل اعتبار سنجی برای 190 سایت آزمایش ( شکل 4 ) در منطقه مرتع شمالی، میانگین خطای پیش بینی (MPE)، ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE)، خطای نسبی، و R2 چگالی ظاهری خاک سطحی (0-0) 50 سانتی متر) به ترتیب 0.018، 0.223، 16.2 درصد و 0.5386 بود. نتایج آزمایش نشان داد که توزیع فضایی چگالی ظاهری خاک سطحی لایه سطحی مرتع (0-10 سانتی متر) با استفاده از مدل MWRM [ 39 ] بسیار قابل اعتماد و دقیق است، که می تواند برای محاسبه داده های فضایی چگالی ظاهری خاک سطحی مورد استفاده قرار گیرد.
با توجه به الگوی فضایی چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک ( شکل 3 a-d)، تغییرات فضایی چگالی ظاهری خاک در لایه های مختلف خاک ثابت است که در مرکز و شمال غرب در مراتع شمال چین (عمدتاً بیابان معتدل توزیع شده است) بالا است. و استپ معتدل کویری)، و در پایین در شرق و جنوب غربی (عمدتاً علفزار معتدل علفزار و چمنزار کوهستانی پراکنده شده است).
با توجه به تجزیه و تحلیل آماری در شکل 5 ، مقدار جرم مخصوص ظاهری خاک در علفزارهای شمال چین، که 61.58٪ از کل مساحت مرتع را تشکیل می دهد، به طور معمول >1.5 g·cm- 3 بود . چگالی ظاهری خاک کلاس I (0-0.8 g · cm -3 ) به طور پراکنده در کوه Tianshan و کوه های آلتای توزیع شد و نوع علفزار اصلی علفزار آلپ بود که 4.54٪ از کل مساحت مرتع را تشکیل می دهد. چگالی ظاهری خاک کلاس II (0.8-1.2 g·cm -3 ) در کوه تیانشان، کوه های آلتای، استان دا هینگگان لینگ و منطقه فلات امیر-کونلون-آلتون متمرکز بود و نوع علفزار اصلی علفزار کوهستانی بود که 16/13 درصد را تشکیل می داد. از کل مساحت مرتع چگالی ظاهری خاک کلاس III (1.2-1.5 g·cm -3) در شرق فلات مغولستان داخلی و فلات Hulunbuir متمرکز شد و نوع علفزار اصلی علفزار معتدل علفزار و چمنزار کوهستانی بود که 20.74٪ از کل مساحت علفزار را تشکیل می داد. چگالی ظاهری خاک کلاس IV (1.5-1.8 g·cm -3 ) در غرب فلات مغولستان داخلی، شمال حوضه جونگگار و فلات لس و لبه فلات آلکسا متمرکز بود و نوع علفزار اصلی استپی معتدل و صحرای معتدل بود. استپ، 36.03٪ از کل مساحت مرتع را تشکیل می دهد. چگالی ظاهری خاک کلاس V (> 1.8 g·cm -3) در جنوب حوضه جونگگر، لبه حوضه تاریم و مرکز فلات آلکسا متمرکز بود و نوع علفزار اصلی بیابان معتدل بود که 55/25 درصد از کل مساحت مرتع را تشکیل می داد. علاوه بر این، با افزایش عمق خاک، نسبت علفزارهای کلاس V با چگالی ظاهری خاک افزایش یافته است. در مقایسه با لایه سطحی (0 تا 10 سانتی‌متر)، مساحت کل علفزار با چگالی ظاهری خاک کلاس V 21.27٪ در لایه خاک 30-50 سانتی‌متر افزایش یافت. در همین حال، نسبت چگالی ظاهری خاک کلاس I، II، III و IV (0-1.8 g·cm -3 ) مرتع کاهش یافته است و مساحت کل لایه 30-50 سانتی متری خاک 3.3٪، 5.06٪، 7.48 کاهش یافته است. درصد، 5.43 درصد، به ترتیب، در مقایسه با خاک سطحی (0-10 سانتی متر).

3.2. مقایسه وزن مخصوص ظاهری طبقات خاک در مناطق مختلف جغرافیایی

با توجه به تحلیل‌های توزیع جغرافیایی اصلی ( شکل 6 و جدول 2 )، توزیع جرم مخصوص ظاهری طبقاتی خاک در مناطق مختلف جغرافیایی روندی از کم به زیاد را نشان داد. میانگین چگالی ظاهری خاک مرتع در مراتع شمال چین 1.52 گرم در سانتی متر -3 بود ، حداکثر جرم مخصوص ظاهری خاک 2.23 گرم در سانتی متر -3 است در حالی که حداقل تراکم ظاهری خاک 0.14 گرم در سانتی متر -3 بود . کمترین مقدار جرم مخصوص ظاهری خاک در منطقه کوه تیانشان مشاهده شد، با میانگین جرم ظاهری خاک 1.01 g·cm- 3 و جرم ظاهری خاک سطحی 0.94 g·cm -3 بود.. برعکس، بالاترین مقدار وزن مخصوص ظاهری خاک در علفزار حوضه تاریم با میانگین جرم ظاهری خاک 1.91 گرم در سانتی متر -3 و چگالی ظاهری خاک سطحی 1.85 گرم در سانتی متر -3 مشاهده شد . نتایج نشان داد که مقدار زیاد جرم مخصوص ظاهری خاک عمدتاً در دشت و حوضه که اقلیم خشک بود و ارزش ظاهری پایین خاک عمدتاً در کوهستان و فلات که اقلیم مرطوب بود توزیع می‌شود.

3.3. مقایسه چگالی ظاهری لایه‌ای خاک در انواع مختلف علفزار

با توجه به داده های انواع مراتع در مرتع شمال چین [ 36 ]، داده های چگالی ظاهری خاک انواع علفزار اصلی استخراج شد و تجزیه و تحلیل آماری انواع مختلف چگالی ظاهری طبقاتی خاک انجام شد ( جدول 3 و شکل 7 ). نتایج نشان داد که چگالی ظاهری خاک در انواع مختلف مرتع به طور قابل توجهی متفاوت است، که در میان آنها علفزار آلپی دارای کمترین جرم مخصوص ظاهری خاک با میانگین جرم ظاهری خاک 0.75 گرم در سانتی متر-3 و چگالی ظاهری خاک سطحی 0.68 گرم در سانتی متر– بود . 3 . وزن مخصوص ظاهری خاک کویر معتدل بیشترین مقدار را داشت که 1.80 گرم در سانتی متر مکعب و میانگین جرم ظاهری خاک سطحی 1.72 گرم در سانتی متر مکعب بود.. نتایج نشان داد که مقدار بالای جرم مخصوص ظاهری خاک عمدتاً در مناطق بیابانی با اقلیم خشک و ارزش ظاهری پایین خاک عمدتاً در مناطق استپی و علفزار که دارای اقلیم مرطوب هستند توزیع می شود.

4. بحث

4.1. رابطه بین نوع علفزار، محتوای کربن آلی و چگالی ظاهری خاک

تغییر چگالی ظاهری خاک نه تنها تحت تأثیر خواص خاک، مانند بافت، فشردگی و نوع کاربری زمین [ 2 ، 41 ]، بلکه تحت تأثیر خواص فیزیکی و شیمیایی خاک، مانند محتوای رس، محتوای آب، محتوای سیلت، عمق، مقدار PH و محتوای کربن آلی [ 42 ]. با این حال، مهم ترین عامل موثر بر تغییر چگالی ظاهری خاک، محتوای کربن آلی است [ 43 ، 44] .]. محتوای کربن آلی خاک نتیجه جامع ورودی مواد آلی و کانی‌سازی است و برای اکوسیستم علفزار، ورودی مواد آلی عمدتاً به فتوسنتز گیاهان و بستر درختچه‌های کوچک متکی است. با این حال، توانایی ورودی مواد آلی برای انواع مختلف مرتع تفاوت نشان می دهد، که باعث تفاوت در محتوای کربن آلی و در نتیجه بر وزن مخصوص ظاهری خاک می شود.
از سوی دیگر، شکل گیری و توزیع انواع خاک با منطقه زیست اقلیم سازگار است، و چگالی ظاهری خاک انواع مختلف مرتع به طور گسترده ای متفاوت است. برای علفزار در منطقه مورد مطالعه، سه نوع علفزار اصلی وجود دارد: استپی معتدل، استپی معتدل بیابانی و علفزار معتدل چمنزار. سه نوع خاک سازگار، یعنی خاک شاه بلوط، خاک قهوه ای و خاک چرنوزم تشکیل شد. خواص فیزیکی و شیمیایی خاک سه نوع خاک از قبیل بافت و محتوای آب به طور قابل توجهی متفاوت است و این تفاوت ها به نوبه خود بر توزیع پوشش گیاهی تأثیر می گذارد. به طور کلی تخلخل خاک خاک قهوه ای بیشتر از خاک چرنوزم است و در نتیجه باعث افزایش سختی خاک و کاهش ظرفیت نگهداری آب در خاک می شود که باعث افزایش جرم ظاهری خاک می شود. سسپید [41 ] دریافتند که افزایش چگالی ظاهری خاک به طور قابل توجهی بر تجمع و ظرفیت نگهداری محتوای کربن آلی خاک تأثیر می گذارد. تغییر نوع مرتع منجر به افزایش یا کاهش وزن مخصوص ظاهری خاک می شود که بر محتوای کربن آلی خاک نیز تأثیر می گذارد.

4.2. تجزیه و تحلیل دقت داده های چگالی ظاهری خاک

با توجه به تحلیل مقایسه ای نتایج تحقیقات چگالی ظاهری خاک در مناطق مختلف توسط محققین مختلف، داده های طبقه بندی چگالی ظاهری خاک برآورد شده در این تحقیق به نتایج پژوهشگران مختلف نزدیک است (جدول 4) .) که اساساً منعکس کننده توزیع الگوی توزیع فضایی چگالی ظاهری خاک مرتع در منطقه استپی معتدل شمال چین است. اما تفاوت های قابل توجهی در مناطق جداگانه وجود دارد. در این مطالعه، مطالعات مربوط به هفت ناحیه اصلی جغرافیایی در منطقه مورد مطالعه را گردآوری کردیم. با این حال، به دلیل دشواری‌ها و عدم قطعیت‌های نمونه‌برداری چگالی ظاهری خاک، همراه با تنوع و ناهمگونی تنظیمات محل نمونه، مدل‌های پیش‌بینی برای چگالی ظاهری خاک که توسط محققان مختلف ایجاد شده‌اند، نسبتاً متنوع بودند که منجر به تفاوت‌هایی در اندازه‌گیری‌های چگالی ظاهری خاک شد. ژو [ 37 ] از مدل رگرسیون وزنی چند متغیره (MWRM) [ 39] استفاده کرد.] برای پیش‌بینی 198 محل نمونه‌برداری در ییلی سین‌کیانگ و نتایج بسیار متفاوتی به‌دست آمد. این تفاوت ممکن است به این واقعیت نسبت داده شود که ژو [ 37 ] چگالی ظاهری خاک را بر اساس عمق خاک منطقه ییلی برآورد نکرد. مطالعات دیگر نشان داده اند که تفاوت های قابل توجهی در چگالی ظاهری خاک بین محدوده های مختلف عمق خاک در جهت عمودی در منطقه Yili وجود دارد [ 45 ]. علاوه بر این، به دلیل توپوگرافی خاص منطقه ییلی، لایه خاک حاوی شن بیشتری است که باعث افزایش تنوع جرم ظاهری خاک در جهت عمودی می شود. ژانگ [ 45] نشان داد که وجود شن می تواند چگالی ظاهری خاک را تقریباً 16 درصد افزایش دهد که نشان می دهد تفاوت در ترکیب خاک 0-30 سانتی متر در منطقه ییلی باعث تغییرات قابل توجهی در چگالی ظاهری خاک می شود. چنگ [ 46 ] عمدتاً چگالی ظاهری خاک 0 تا 30 سانتی‌متر را در چمنزار کوهستانی دامنه شمالی کوه‌های تیانشان اندازه‌گیری کرد و تعداد نمونه‌ها کم بود، که به طور کامل وضعیت واقعی خاک کوه‌های تیانشان را منعکس نمی‌کرد. وانگ [ 47] تجزیه و تحلیل چگالی ظاهری خاک را در 27 محل نمونه برداری از مرتع Hulunbeir انجام داد و نتایج به طور قابل توجهی با نتایج به دست آمده در مطالعه حاضر متفاوت بود. اگرچه این تفاوت ممکن است به تعداد محدود نقاط نمونه برداری نسبت داده شود که ممکن است به طور کامل مشخصات کلی خاک منطقه را منعکس نکند، همچنین قابل توجه است که وانگ [47 ] نمونه هایی از شیب بیابان زایی را از منطقه Hulunbeir بدون نمونه برداری از انواع دیگر علفزارها انتخاب کرد. این تفاوت ممکن است متاثر از مرز منطقه مورد مطالعه، ناهمگونی خاک و غیره نیز باشد.

4.3. کاربرد و مشکلات تابع انتقال پدو

چین دارای قلمرو وسیع، محیط جغرافیایی طبیعی پیچیده و متغیر است و رابطه بین چگالی ظاهری خاک و سایر خواص خاک در انواع مختلف خاک می تواند به طور قابل توجهی متنوع باشد. بنابراین، اکثر مطالعات به طور کامل قلمروی خاک را هنگام اعمال یک مدل تابع Pedotransfer برای چگالی ظاهری خاک در نظر گرفته اند [ 50 ، 51 ، 52 ]. علاوه بر این، بر اساس طبقه بندی سیستم خاک، هان [ 50] داده های خاک موجود چین را گروه بندی کرد و یک مدل چند جمله ای برای هر زیرگروه خاک ایجاد کرد. اگرچه این رویکرد دقت مدل را برای پیش‌بینی تا حدودی بهبود بخشید، اما برای محیط‌های پیچیده خاک مناسب نبود و روند تغییرات چگالی ظاهری خاک در نیمرخ عمودی را در نظر نگرفت. از سوی دیگر، مدل های ارائه شده در مطالعات دیگر، مانند مدل های تجربی قبلی، عواملی از جمله توپوگرافی، آب و هوا و مواد اولیه را در نظر نگرفتند [ 53 ، 54 ]. بنابراین، لازم است تابع انتقال وزن مخصوص ظاهری خاک با دقت بیشتری برای پیش‌بینی چگالی ظاهری خاک در مقیاس بزرگ ساخته شود.
در مطالعه حاضر، یک مدل تابع انتقال طبقه‌بندی‌شده برای چگالی ظاهری خاک در مراتع شمال چین با استفاده از داده‌های نمایه چگالی ظاهری کامل خاک از یک بررسی مرتع انجام شده توسط پروژه آزمایشی آکادمی علوم چین ایجاد شد. تأثیر تفاوت‌های منطقه‌ای و مشخصات عمودی بر وزن مخصوص ظاهری خاک، در ترکیب با اقلیم و توپوگرافی در میان عوامل دیگر، کاملاً در نظر گرفته شد. دقت پیش‌بینی چگالی ظاهری خاک تا حدی بهبود یافته است.

5. نتیجه گیری ها

در این مطالعه، بر اساس داده‌های نمونه‌برداری شده، ما الگوی فضایی چگالی ظاهری خاک 0-50 سانتی‌متر در مراتع شمال چین را با استفاده از مدل MWRM و تابع انتقال لایه‌ای خاک شبیه‌سازی کردیم. نتیجه نشان داد که: (1) چگالی ظاهری خاک در مراتع شمال چین در مناطق مرکزی و شمال غربی بالا و در مناطق شرقی کم بود. میانگین چگالی ظاهری خاک مرتع 1.52 گرم در سانتی متر -3 بود. (ب) چگالی ظاهری خاک ناهمگونی فضایی را نشان می‌دهد و روند توزیع آن با نوع علفزار سازگار است. (iii) با توجه به نتایج اعتبار سنجی (MPE = 0.018، RMSE = 0.223، خطای نسبی = 16.2٪، R2 = 0.5386)، تابع Pedotransfer ما بینش هایی را در مورد ساخت داده های طبقه بندی شده برای تخمین چگالی ظاهری خاک در مقیاس بزرگ ارائه می دهد. افزایش دقت محاسبه مواد آلی خاک

منابع

  1. سوستر، ای. ریتز، سی. روستالو، ح. رینتام، ای. کولی، آر. A. توابع انتقال جرم مخصوص ظاهری خاک در افق هوموس در خاکهای زراعی. ژئودرما 2011 ، 163 ، 74-82. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  2. کیفیت فیزیکی خاک دکستر، AR. Geoderma 2004 ، 120 ، 201-214. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  3. رالز، WJ تخمین چگالی ظاهری خاک از تجزیه و تحلیل اندازه ذرات و محتوای ماده آلی 1. علم خاک 1983 ، 135 ، 123-125. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  4. الکساندر، EB تراکم ظاهری خاک های کالیفرنیا در رابطه با سایر خواص خاک. علم خاک Soc. صبح. J. 1980 , 44 , 689-692. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  5. هوانگ، CQ; Shao، MA انقباض خاک و ویژگی های هیدروساختاری سه خاک متورم در شانشی، چین. J. Soils Sediments 2011 ، 11 ، 474-481. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  6. مانریک، لس آنجلس؛ جونز، CA چگالی ظاهری خاک در رابطه با خواص فیزیکی و شیمیایی خاک. علم خاک Soc. صبح. J. 1991 , 55 , 476-481. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  7. سیلوا، APD; کی، بی دی؛ Perfect، E. اثرات مدیریت در مقابل خواص ذاتی خاک بر چگالی ظاهری و تراکم نسبی. خاک ورزی خاک Res. 1997 ، 44 ، 81-93. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  8. گیفورد، آر.ام. Roderick، ML ذخایر کربن خاک و چگالی ظاهری: مختصات جرمی فضایی یا تجمعی به عنوان مبنای بیان؟ جهانی چانگ. Biol. 2010 ، 9 ، 1507-1514. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  9. گوپتا، SC; لارسون، ما ویژگی‌های احتباس آب خاک را از توزیع اندازه ذرات، درصد ماده آلی و چگالی ظاهری تخمین می‌زنیم. منبع آب Res. 1979 ، 15 ، 1633-1635. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  10. هارت، وزن مخصوص ظاهری خاک RH و نفوذ آب تحت تاثیر سیستم های چرا. J. Range Manag. 1987 ، 40 ، 307-309. [ Google Scholar ]
  11. باچه، BW; چسورث، دبلیو. چسورث، دبلیو. جسا، سی. لوئیس، DT دایره المعارف علوم خاک ؛ Springer: Dordrecht، هلند، 2008; صص 74-75. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  12. هریسون، اف. Bocock، KL تخمین جرم مخصوص ظاهری خاک از ارزش‌های اتلاف در اشتعال. J. Appl. Ecol. 1981 ، 18 ، 919-927. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  13. کازوکی، ن. شین، یو. شوجی، اچ. آکیهیرو، آی. ماساهیرو، ک. تابع انتقالی برای تخمین چگالی ظاهری خاک جنگلی در ژاپن تحت تأثیر خاکستر آتشفشانی. ژئودرما 2014 ، 213 ، 36-45. [ Google Scholar ]
  14. کائور، آر. کومار، اس. Gurung، HP تابع انتقال پدو (PTF) برای تخمین چگالی ظاهری خاک از داده‌های پایه خاک و مقایسه آن با PTF‌های موجود. اوست J. Soil Res. 2002 ، 40 ، 847-858. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  15. سواستاس، اس. گاسپاراتوس، دی. بوتسیس، دی. سیارکوس، آی. دیامانتاراس، کی. Bilas، G. پیش‌بینی چگالی ظاهری با استفاده از توابع انتقالی برای خاک‌ها در حوضه Anthemountas فوقانی، یونان. ژئودرما Reg. 2018 , 14 , e00169. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  16. القینا، MI; جابر، SM پیش بینی چگالی ظاهری خاک با استفاده از توابع پیشرفته انتقال پدو در یک محیط خشک. ترانس. ASABE 2013 ، 56 ، 963-976. [ Google Scholar ]
  17. مک براتنی، AB; میناسنی، بی. استفان، RC; RWillem، V. از توابع انتقال pedotransfer به سیستم های استنتاج خاک. ژئودرما 2002 ، 109 ، 41-73. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  18. میناسنی، بی. هارتمینک، AE پیش بینی خواص خاک در مناطق استوایی. Earth-Sci. Rev. 2011 , 106 , 52-62. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  19. کاترر، اچ. آندرن، او. جانسون، پی.-ای. توابع انتقال پدو برای تخمین آب موجود و چگالی ظاهری گیاه در خاک های کشاورزی سوئد Acta Agric. Scand. 2006 ، 56 ، 263-276. [ Google Scholar ]
  20. Han، GZ; ژانگ، جی ال. گونگ، ZT؛ توابع انتقال وانگ، GF Pedotransfer برای تخمین چگالی ظاهری خاک در چین. علم خاک 2012 ، 177 ، 158-164. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  21. Benites، VM; ماچادو، PLOA؛ Fidalgo، ECC; کوئیلو، ام آر. Madari، BEJG Pedotransfer توابع برای تخمین چگالی ظاهری خاک از گزارش های بررسی خاک موجود در برزیل. Geoderma 2007 ، 139 ، 90-97. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  22. ساکین، ای. دلیبوران، ا. توتار، E. وزن مخصوص ظاهری خاکهای دشت حران در رابطه با سایر خصوصیات خاک. افر. جی. آگریک. Res. 2011 ، 6 ، 1750-1757. [ Google Scholar ]
  23. تومازلا، جی. Hodnett، M. برآورد ویژگی های حفظ آب خاک از داده های محدود در آمازون برزیل. علم خاک 1998 , 163 . [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  24. Kida، MF; فوجیتاکه، N. مکانیسم‌های تثبیت کربن آلی در خاک‌های حرا: بررسی. Forests 2020 , 11 , 981. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  25. ترانتر، جی. میناسنی، بی. مک‌براتنی، AB تخمین محدودیت‌های پیش‌بینی تابع انتقال با استفاده از فازی – ابزاری با اکستراگریدها. علم خاک Soc. صبح. J. 2010 , 74 , 1967-1975. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  26. Calhoun، FG; اسمک، NE; اسلاتر، BL; بیغام، جی.ام. هال، GF پیش بینی چگالی ظاهری خاک های اوهایو از مورفولوژی، اصول ژنتیک و داده های خصوصیات آزمایشگاهی. علم خاک Soc. صبح. J. 2001 , 65 , 811-819. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  27. Vos، BD; Meirvenne، MV; کواتارت، پ. دکرز، جی. Muys، B. کیفیت پیش‌بینی توابع انتقال پدو برای تخمین چگالی ظاهری خاک‌های جنگلی. علم خاک Soc. صبح. J. 2005 ، 69 ، 500-510. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  28. تصحیح Wuest، SB چگالی ظاهری و بایاس‌های روش نمونه‌برداری با استفاده از جرم خاک در واحد سطح. علم خاک Soc. صبح. J. 2009 ، 73 ، 312-316. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  29. Haines، WB حجم با تغییرات محتوای آب در خاک تغییر می کند. جی. آگریک. علمی 1923 ، 13 ، 296-310. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  30. Coughlan، KJ ماهیت تغییرات در چگالی ظاهری با محتوای آب در خاک رس ترک خورده. اوست J. Soil Res. 1977 ، 15 ، 27-37. [ Google Scholar ]
  31. Logsdon، SD; کامباردلا، کالیفرنیا تغییرات زمانی در چگالی ظاهری خاک با افزایش عمق کوچک. علم خاک Soc. صبح. J. 2000 , 64 , 710-714. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  32. ایمبرندا، وی. D’Emilio، M. لانفردی، م. ماکیاتو، م. Simoniello, T. شاخص هایی برای تخمین آسیب پذیری در برابر تخریب زمین ناشی از فشرده سازی خاک و پوشش گیاهی. یورو J. Soil Sci. 2014 ، 65 ، 907-923. [ Google Scholar ] [ CrossRef ][ نسخه سبز ]
  33. جکسون، JRB توزیع عمودی کربن آلی خاک و ارتباط آن با آب و هوا و پوشش گیاهی . وایلی: هوبوکن، نیوجرسی، ایالات متحده آمریکا، 2000; جلد 10، ص 423-436. [ Google Scholar ]
  34. باریتز، آر. سوفرت، جی. مونتانارلا، ال. Ranst، EV غلظت کربن و ذخایر در خاک های جنگلی اروپا. برای. Ecol. مدیریت 2010 ، 260 ، 262-277. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  35. Hou، XY; دینگ، ی. Wu, XH تأثیر تغییرات آب و هوایی و سازگاری در مرتع شمالی چین . انتشارات علمی: پکن، چین، 2014; صص 34-46. [ Google Scholar ]
  36. فن، ال جی; Lin, J. Rangland Resource of China ; چاپ علم و فناوری چین: پکن، چین، 1996; صص 175-325. [ Google Scholar ]
  37. ژو، LL; زو، HZ; ژونگ، اچ پی؛ یانگ، اچ. Shao، XM; ژو، XJ تجزیه و تحلیل فضایی چگالی ظاهری خاک در ییلی، منطقه خودمختار اویغور سین کیانگ، چین. Acta Pratac. گناه 2016 ، 25 ، 64-75. [ Google Scholar ]
  38. Qiao، YX; زو، HZ; ژونگ، اچ پی؛ وو، ZW; Zhou، LL تجزیه و تحلیل درون یابی فضایی زیست توده علفزار زیرزمینی در منطقه خودمختار مغولستان داخلی، چین. Acta Pratac. گناه 2016 ، 25 ، 1-2. [ Google Scholar ]
  39. وانگ، اس.زی. فن، JW; ژونگ، اچ پی؛ Li، YZ; زو، HZ; Qiao، YX; Zhang، HY یک رویکرد رگرسیون وزنی چندعاملی برای تخمین توزیع فضایی کربن آلی خاک در مراتع. Catena 2019 ، 174 ، 248–258. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  40. Céspedes-Payret, C.; بازونی، بی. گوتیرز، او. پاناریو، دی. کربن آلی خاک در مقابل چگالی ظاهری به دنبال جنگل کاری مراتع معتدل. محیط زیست روند. 2017 ، 4 ، 75-92. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  41. سونجا، ق. برانت، سی سی; Jardine, PM استفاده از خواص فیزیکی و شیمیایی خاک برای تخمین چگالی ظاهری. علم خاک Soc. صبح. J. 2005 ، 69 ، 51-56. [ Google Scholar ]
  42. Gosselink، JG; هاتون، آر. هاپکینسون، رابطه CS کربن آلی و محتوای معدنی با چگالی ظاهری در خاک‌های مرداب لوئیزیانا. علم خاک 1984 ، 137 ، 177-180. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  43. مارتین، دبلیو. لیویا، U. النور، اچ. بیرگیت، ال. Margit، vL; اریکا، M.-S. Bas، vW; اوا، آر. ماریکه، ال. نولیا، جی.-ف. و همکاران ذخیره کربن آلی خاک به عنوان یک عملکرد کلیدی خاک – مروری بر محرک ها و شاخص ها در مقیاس های مختلف Geoderma 2019 ، 333 ، 149-162. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  44. چنگ، ص. اثرات چرا بر رطوبت خاک و وزن علفزار در دامنه شمالی کوه تیانشان. جی. آنهویی کشاورزی. دانشگاه 2010 ، 38 ، 5194-5196. [ Google Scholar ]
  45. آویزان شدن.؛ وانگ، دی. Xie، X. توابع انتقال پدو برای پیش‌بینی چگالی ظاهری خاک برای انواع عمده خاک در چین. اکتا پدول. گناه 2016 ، 51 ، 93-102. [ Google Scholar ]
  46. وانگ، اچ. ژائو، WZ؛ Wu، LY پیش بینی چگالی ظاهری خاک در منطقه فلات لس چین. Surv. ژئوفیز. 2014 ، 35 ، 395-413. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  47. وانگ، اچ. ژائو، WZ؛ لی یو، WU تغییر خصوصیات فیزیکی خاک با گرادیان بارش در منطقه بیابانی کریدور هکسی. گاو نر حفظ آب خاک 2010 ، 30 ، 46-51. [ Google Scholar ]
  48. وانگ، جی. ژو، RL; ژائو، HL; ژائو، XY مقایسه خواص فیزیکی و شیمیایی خاک در فرآیند بیابان‌زایی زمین شنی Hulunbeier و زمین شنی Songnen. J. Dersert. Res. 2011 ، 31 ، 309-314. [ Google Scholar ]
  49. ژانگ، WT; چن، اس. لیو، YH; شنگ، جی دی. Yue، SU تغییر چگالی ظاهری خاک علفزار در دره ایلی و اندازه‌گیری. کشاورزی سین کیانگ علمی 2017 ، 54 ، 165-170. [ Google Scholar ]
  50. Xiong، ZQ; لی، SC; لو، ی. لیو، جی اچ. ژانگ، QF; اثرات توپوگرافی لیو، WZ و کاربری زمین بر تغییرپذیری فضایی نیترات زدایی خاک و خواص خاک مرتبط در تالاب های ساحلی. Ecol. مهندس 2015 ، 83 ، 437-443. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  51. لی، ی. چن، دی. سفید، RE; زو، ا. Zhang, J. برآورد خواص هیدرولیکی خاک خاکهای شهرستان Fengqiu در شمال چین دشت با استفاده از توابع انتقال pedo. Geoderma 2007 ، 138 ، 261-271. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  52. ترانتر، جی. میناسنی، بی. مک براتنی، AB; مورفی، بی. مکنزی، نیوجرسی؛ گراندی، م. Brough, D. ساخت و آزمایش مدل های مفهومی و تجربی برای پیش بینی چگالی ظاهری خاک. مدیریت استفاده از خاک 2010 ، 23 ، 437-443. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  53. هنگ، سی. میناسنی، بی. هان، KH; کیم، ی. لی، ک. پیش بینی و نقشه برداری ظرفیت آب موجود خاک در کره. PeerJ 2013 ، 1 ، e71. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
  54. پری، سی. Ouimet، R. روابط کربن آلی، مواد آلی و چگالی ظاهری در خاک های جنگلی شمالی. می توان. J. Soil Sci. 2008 ، 88 ، 315-325. [ Google Scholar ] [ CrossRef ]
Ijgi 09 00682 g001 550
شکل 1. توزیع فضایی مرتع شمالی در چین و توزیع مکان های نمونه بررسی.
Ijgi 09 00682 g002 550
شکل 2. نمودار جریان روش.
Ijgi 09 00682 g003 550
شکل 3. نقشه برداری توزیع فضایی چگالی ظاهری خاک طبقه بندی شده در مراتع شمالی: ( الف ) وزن ظاهری خاک 0-10 سانتی متر. ( ب ) 10-20 سانتی متر جرم ظاهری خاک. ( ج ) 20-30 سانتی متر جرم ظاهری خاک. ( د ) جرم ظاهری خاک 30 تا 50 سانتی متر.
Ijgi 09 00682 g004 550
شکل 4. اعتبار سنجی خاک سطحی (0-50 سانتی متر) تخمین چگالی ظاهری خاک در مراتع شمالی.
Ijgi 09 00682 g005 550
شکل 5. نسبت جرم ظاهری طبقه بندی شده خاک.
Ijgi 09 00682 g006 550
شکل 6. چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک در اعماق و مناطق جغرافیایی مختلف. میانگین +1SD.
Ijgi 09 00682 g007 550
شکل 7. چگالی ظاهری طبقه بندی شده خاک در اعماق و انواع مرتع مختلف. میانگین +1SD.

مقالات داخلی و بین المللی

مطالب مرتبط ...

بدون دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید