داده‌های خاک مانند هر داده مکانی ممکن است دارای خودهمبستگی مکانی باشند. اگر این وابستگی مکانی در باقیمانده‌های یک مدل آماری مشاهده شود، یکی از فرضیه‌های کلیدی آنالیز آماری که شامل استقلال و توزیع یکنواخت باقیمانده‌ها است، نقض می‌شود. معمولا الگوریتم‌های یادگیری ماشین، خودهمبستگی مکانی در داده-های خاک را درنظر نمی‌گیرند. مطالعه حاضر سعی دارد خودهمبستگی مکانی را به عنوان یک متغیر مستقل در مدلسازی تخمین شوری خاک لحاظ کند و نتایج تخمین را بررسی کند. بدین منظور، شوری خاک سطحی در 297 نقطه در منطقه آبیک قزوین اندازه‌گیری شد و متغیرهای محیطی مهم انتخاب شدند. سپس یک مدل غیرمکانی حداقل مربعات معمولی و یک مدل رگرسیون مکانی بر داده‌های شوری خاک برازش داده شد. از دو شاخص موران و جری برای تشخیص خودهمبستگی مکانی استفاده گردید. نقشه توزیع مکانی شوری خاک در منطقه آبیک قزوین نشان می‌دهد در بخش‌های شمالی، شمال شرق و شمال غرب به سمت مرکز منطقه مورد مطالعه میزان شوری خاک کم بوده و بیشترین مقدار و محدودیت شوری در مناطق جنوب و جنوب شرقی دیده می‌شود. مقدار شاخص موران 57/0 و مقدار شاخص جری 4/0 به دست آمد که براساس هر دو شاخص، ویژگی شوری خاک در منطقه مورد نظر دارای خودهمبستگی مکانی است. با وارد کردن خودهمبستگی مکانی در مدل رگرسیون مکانی در مقایسه با مدل غیرمکانی نتایج پیش‌بینی بهبود یافت. با لحاظ کردن خودهمبستگی مکانی، مقدار R2 افزایش، درحالیکه مقادیر AIC، خودهمبستگی مکانی باقیمانده‌ها و RMSE کاهش یافت. به نظر می‌رسد ادغام خودهمبستگی مکانی در مدل‌سازی خصوصیات خاک امری ضروری است و باید در نظر گرفته شود.

مقدمه: تغییر و تحول خاک‌ها در طول تکامل آن‌ها بر ترکیبات کانی‌شناسی، خصوصیات میکرومورفولوژیکی و میزان پذیرفتاری مغناطیسی خاک‌ها تأثیر می‌گذارد. بنابراین به‌منظور تکمیل مطالعات موروفولوژی و تکامل خاک‌ها بهره‌گیری از مطالعات میکرومورفولوژی برای مطالعه رده‌بندی و مدیریت خاک ضروری می‌باشد. بررسی کانی‌شناسی برای فهم چگونگی تشکیل خاک نیز امری ضروری است. ویژگی‌های مغناطیسی خاک، بازتابی از برهم‌کنش‌های پیچیده شیمیایی، زمین‌شناسی و زیستی موجود در آن می‌باشند؛ بنابراین آگاهی از عوامل مؤثر بر پذیرفتاری مغناطیسی خاک به درک و تفسیر هرچه بهتر نتایج کمک می‌کند. بررسی پذیرفتاری مغناطیسی به پدولوژی، نقشه‌برداری خاک، تغییرات فرایندهای خاک، تأثیر مواد مادری، فهم فرایندهای رسوبی، شرایط زهکشی خاک، آلودگی خاک، تفکیک و شناسایی محدوده‌های خاک خدمت کند. مطالعه حاضر با هدف بررسی تغییرات میزان پذیرفتاری مغناطیسی، کانی‌شناسی رس و میکرومورفولوژی متأثر از تشکیل و تحول خصوصیات خاک انجام گرفته است. مواد و روش‌ها: تعداد هفت خاکرخ در منطقه مطالعاتی، در کاربری بایر و واحدهای فیزیوگرافی تپه، دشت دامنه‌ای، دشت آبرفتی و اراضی پست در دو بخش مواد مادری آذرین و رسوبی حفر و تشریح شدند. پس از نمونه‌برداری از افق‌های ژنتیکی هر کدام از خاکرخ‌ها، اندازه‌گیری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن‌ها با استفاده از روش‌های استاندارد انجام شد. غلظت آهن پدوژنیک (Fed) و بی‌شکل (Feo) با استفاده از دستگاه جذب اتمی Vario (AAS) تعیین گردید. همچنین، کلوخه‌های دست‌نخورده خاک برای تهیه مقاطع نازک و مطالعات میکرومورفولوژی انتخاب شدند. از طرف دیگر، سه نمونه خاک برای آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD) تهیه گردید. برای تعیین نوع کانی‌های رسی از روش‌های جکسون (1975) و کیتریک و هوپ (1963) به‌منظور حذف املاح محلول، کربنات‌ها، مواد آلی و آهن و جداسازی ذرات رس استفاده گردید. در نهایت، پذیرفتاری مغناطیسی نمونه‌های خاک با استفاده از دستگاه Bartington MS2 dual frequency sensor و حسگر MS2B در دو فرکانس بالا ( در 6/4 کیلوهرتز) و پایین ( در 46/0 کیلوهرتز) اندازه‌گیری شد. بحث و نتایج: در خاکرخ‌های مورد مطالعه، فرایندهای شور شدن، انتقال مکانیکی مواد و آبشویی و تجمع گچ و کربنات‌ها مشاهده گردید. با توجه به حضور افق‌های مشخصه کلسیک، ژیپسیک، سالیک، آرجیلیک و ناتریک، خاک‌ها در رده اریدی‌سول (سامانه رده‌بندی خاک امریکایی) و گروه‌های مرجع سولونچاک، سولونتز، کلسی‌سول و ژیپسی‌سول (سامانه WRB) قرار می‌گیرند. حضور گچ، کربنات‌ها، شوری، تجمع رس و مشاهده افق آرجیلیک، سبب کاهش می‌شود. توالی‌های مشاهده شده از پوشش رس و کربنات‌ها در حاشیه حفرات می‌تواند دلیل وجود توالی دوره‌های ترسالی و خشکسالی از زمان گذشته باشد. مقادیر پذیرفتاری مغناطیسی اندازه‌گیری شده در نمونه‌ها از 3/4 تا 1264 (10-8 m3 kg-1×) متغیر می‌باشد. در بررسی مقاطع نازک نیز فراوانی اشکال مختلف و پرشدگی گچ، پوشش‌ها و تجمعات رسی و کربنات‌های در حال تجزیه غالب می‌باشد. کانی‌های مونت‌موریلونیت، کلریت، ایلیت، کائولینیت، کوارتز و ورمیکولیت در خاکرخ‌های مورد مطالعه مشاهده شد. کلریت و ایلیت کانی غالب بخش رس این خاکرخ‌ها می‌باشند. با توجه به انقطاع‌های مشاهده شده در خاکرخ 2، احتمال وجود دوره مرطوب در گذشته، دور از انتظار نخواهد بود. رطوبت سبب خروج پتاسیم و تبدیل کانی‌های ایلیت و کلریت به ورمی‌کولیت می‌شود‌. غالبیت ایلیت و کلریت در سایر خاکرخ‌های مطالعاتی می‌تواند شاهدی بر احتمال آغاز هوادیدگی و تکامل خاکرخ‌ها باشد. نتیجه‌گیری: تغییر در مقادیر با تغییر عمق و همسو با تغییر خصوصیات فیزیکوشیمیایی مشاهده گردید؛ به‌طوری‌که مقادیر در حضور افق آرجیلیک، مقادیر گچ، کربنات کلسیم و شوری کاهش محسوسی نشان داد. منشأ اغلب کانی‌های رسی موجود، موروثی و به‌ندرت حاصل فرایندهای خاکسازی می‌باشد. همچنین، بین مقادیر و آهن، رابطه مستقیم مشاهده شد. به‌طور کلی، نتایج بیانگر جوانی و آغاز مراحل تکامل خاکرخ‌های مورد مطالعه می‌باشد که خاکرخ 2 با وجود خاک چندتشکیلی و افق‌های مدفون قدیمی، یک مورد استثنا می‌باشد.

کربن خاک که شامل کربن آلی و کربن غیر آلی می­باشد، به دلیل تأثیر مهم آن بر گرمایش جهانی مورد توجه زیادی قرار گرفته است. علی­رغم اهمیت کربن موجود در خاک­های مناطق خشک و نیمه­خشک در چرخه جهانی کربن، تحقیق در مورد ذخایر کربن در مقیاس خاکرخ در خاک­های این مناطق به اندازه کافی انجام نشده است. در این مطالعه، توزیع عمودی و ذخیره کربن آلی، کربن غیر آلی و کربن کل در خاکرخ­های خاک منطقه ساردوئیه (جنوب کرمان) واقع در اقلیم نیمه­خشک مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که مقدار کربن آلی خاک در افق­های سطحی خاک بیشتر است و با افزایش عمق کاهش می­یابد. در حالی که کربن غیر آلی خاک در افق­های سطحی خاک حداقل است و در افق­های زیرسطحی افزایش می­یابد. ذخیره کربن آلی خاک بین 52/5 تا kg m-2 48/9 و ذخیره کربن غیر آلی در خاکرخ­های خاک بین 41/14 تا kg m-2 34/91 می­باشد. سهم ذخیره کربن غیر آلی خاک از کربن کل خاک به­طور متوسط 5/77 درصد است و حدود 89 درصد آن در افق­های زیرسطحی (زیر 25 سانتی­متر) ذخیره شده است. میانگین سهم ذخیره کربن آلی خاک از کربن کل خاک نیز 4/22 درصد می­باشد. همچنین، نسبت ذخیره کربن غیر آلی به کربن آلی در خاکرخ‌های منطقه مورد مطالعه به طور متوسط 27/4 می­باشد.

کشف ارتباط بین خاک‌ها و گروه‌بندی آن‌ها بر اساس فاکتورهای مختلف، دربرگیرنده اهمیت بسزایی در زمینه‌های مختلف از جمله مدیریت اراضی و کشاورزی پایدار می‌باشد. این امر با ترسیم مدل‌های ذهنی و بر اساس فاکتورهای محیطی در قالب نقشه‌های سنتی خاک آغاز، و با استفاده از مفهوم فاصله و شباهت به کمک مدل‌های کمی و ریاضی، ادامه یافته است. تحقیق حاضر به‌منظور مقایسه گروه‌بندی‌های در دسترس نقشه سنتی خاک با مدل‌های کمی کلاسیک و مدرن صورت می‌گیرد. به این منظور، داده‌های موروثی خاک منطقه شهرکرد-بروجن با کمک الگوریتم‌های مختلف از جمله خوشه‌بندی سلسله مراتبی، میانگین‌های کا، درخت طبقه‌بندی و فاصله تاکسونومیکی گروه‌بندی شدند و نتایج با کلاس‌های خاک نقشه موروثی مورد مقایسه قرار گرفتند. نتایج بررسی‎ها در رزلوشن مکانی 90 متری نشان داد که گروه‌بندی‌های بدست آمده از درخت طبقه‌بندی، با کلاس‌های نقشه موروثی، بیشترین همخوانی را دارند. همچنین، الگوریتم‌های خوشه‌بندی سلسله مراتبی و میانگین‌های کا معمولی نیز به ترکیب گروهی مشابه با الگوی فیزیوگرافیک سنتی از نظر ویژگی‌های محیطی و مورفولوژیکی منجر شدند. آنالیز فاصله تاکسونومیکی با در نظر گرفتن همبستگی بین گروه‌ها و همچنین ویژگی‌های مورد بررسی، به بهترین ترکیب کلاس‌ها از نظر ویژگی‌های مختلف آن‌ها و همچنین بالاترین همبستگی درون کلاسی (522/0) و کمترین نسبت تغییر واریانس گروهی (915/0) منجر گردید. مقادیر کم آماره آنالیز تجزیه واریانس چندگانه (بین 001/0 در مدل سنتی تا 014/0 در مدل درختی)، نشان داد مدل‌های مورد بررسی بجز میانگین‌های کا، خاک‌ها را بطور مؤثری از یکدیگر تفکیک کرده‌اند. بطورکلی، استفاده از مدل‌های طبقه‌بندی عددی می‌توانند به نمایان کردن روابط کمی بین خاک‌ها منجر شود. خاک‌شناس می‌تواند در نهایت ترکیب این گروه‌بندی‌ها را با استفاده از تجربه و آگاهی خویش از منطقه مورد بررسی در راستای دستیابی به گروه‌های یکنواخت‌تر از نظر ویژگی‌های مدیریتی و تاکسونومی آن‌ها تعدیل یا تصحیح کند.

خاک­ها به دلیل دریافت رسوبات، شاخص­های معتبری از پدیده آلودگی هستند. اطلاعات کمی در زمینه توزیع جیوه در خاک­های مناطق صنعتی بویژه در ایران موجود است. به منظور بررسی توزیع مکانی جیوه و همچنین وسعت آلودگی جیوه در خاک، مطالعه­ای در خاک­های اطراف کارخانه سیمان کرمان طراحی و اجرا گردید. تعداد 103 نمونه خاک سطحی جمع­آوری و غلظت کل جیوه خاک تعیین گردید. شاخص­های ارزیابی میزان آلودگی، محاسبه و نقشه­های پراکنش مکانی جیوه تهیه شد. همچنین نقش فاکتورهای محیطی در توزیع جیوه بررسی گردید. غلظت کل جیوه در خاک در محدوده 7/6 تا 341 میکروگرم در کیلوگرم با میانگین 1/164 میکروگرم در کیلوگرم به دست آمد. مقایسه مقادیر این عنصر با میانگین جهانی آن در خاک­ها نشان می­دهد فعالیت­های صنعتی در منطقه باعث افزایش غلظت جیوه در خاک شده است. نتایج حاصل از شاخص زمین انباشتگی نمونه­های خاک نشان داد که خاک­های مورد مطالعه از نظر آلودگی جیوه در محدوده غیرآلوده تا آلودگی متوسط و براساس فاکتور آلودگی، سطوح آلودگی کم تا آلودگی قابل ملاحظه جیوه مشخص گردید. نقشه توزیع مکانی غلظت کل جیوه نشان می­دهد بیشترین غلظت جیوه در اطراف کارخانه و به سمت جنوب و جنوب شرقی منطقه مشاهده می­شود. غلظت­های بالای جیوه در مناطق کم ارتفاع و کم شیب روی شیب جنوبی منطقه مشاهده می­شود. نتایج نشان داد هر چند غلظت این آلاینده در منطقه مورد مطالعه حاد نمی باشد ولی با توجه به نزدیک بودن منطقه صنعتی به محل مسکونی، برنامه­ریزی جهت کنترل انتشار این فلز و آلاینده­های دیگر باید مورد توجه جدی قرار گیرد.

چکیدهسابقه و هدف: ویژگی‌های خاک دارای تغییرات مکانی و زمانی در مقیاس‌های کوچک و بزرگ می‌باشند. مطالعه این تغییرات، در سطح وسیع بسیار وقت‌گیر و هزینه‌بر است. به منظور تعیین سریع و قابل اعتماد ویژگی‌های خاک، تکنیک‌های درون‌یابی مختلفی توسعه و به‌کار گرفته شده است. از تکنیک‌های درون‌یابی که به طور گسترده در علوم مختلف به‌کار رفته است، می‌توان به انواع کریجینگ اشاره کرد. تابع مفصل، یکی از تکنیک‌های درون‌یابی جدیدی است که امروزه در علومی مانند هیدرولوژی کاربرد وسیعی پیدا کرده است. در پژوهش حاضر سعی شده است تغییرات مکانی برخی از ویژگی‌های فیزیکی خاک با استفاده از تابع مفصل مورد ارزیابی قرار گیرد و نتایج حاصل از آن با تکنیک‌های زمین‌آماری مختلف مقایسه گردد. مواد و روش‌ها: به منظور اجرای پژوهش، نمونه‌برداری به روش شبکه‌بندی منظم، از منطقه‌ای به وسعت 484 هکتار در 10 کیلومتری غرب شهرستان بافت استان کرمان صورت گرفت و در نهایت، 121 نمونه از لایه سطحی خاک جمع‌آوری شد. پس از هوا خشک نمودن نمونه‌ها جرم مخصوص ظاهری با استفاده از کلوخه تعیین گردید، سپس با عبور دادن نمونه‌های خاک از الک 2 میلی-متری، درصد شن اندازه‌گیری شد. برای درون یابی از چهار تابع مفصل ارشمیدسی شامل؛ توابع کلایتون، فرانک، گامبل و جو و تکنیک‌های زمین‌آماری شامل کریجینگ ساده، کریجینگ معمولی، کریجینگ شاخص و کریجینگ منفصل یا گسسته و روش وزن‌دهی عکس فاصله (IDW) استفاده شد. تحلیل نتایج با استفاده از معیارهای میانگین ریشه دوم مربعات استاندارد (RMSE)، ضریب تبیین (R2)، میانگین خطای مطلق(MAE) و میانگین خطای انحراف (MBE) صورت گرفت. یافته‌ها: براساس توصیف آماری، توزیع متغیر جرم مخصوص ظاهری، نرمال و متغیر درصد شن، غیرنرمال تشخیص داده شد. به منظور برازش تابع مفصل بر داده‌ها، ابتدا تابع توزیع متغیرهای مورد مطالعه تعیین گردید. نتایج نشان داد متغیر شن از تابع توزیع Frechet (3P) و متغیر جرم مخصوص ظاهری از تابع Wakeby پیروی کردند. براساس ضریب همبستگی پیرسون، همبستگی بین جفت نقاط در فاصله کمتر از 2000 متر مشخص شد و فاصله بیش از 2000 متر به عنوان فاصله مستقل شناخته شد. مقایسه روش تابع مفصل و تکنیک‌های زمین‌آماری براساس ضریب تبیین(R2) نشان داد مقدار این ضریب برای تابع مفصل برای متغیر شن 6 درصد و برای جرم مخصوص ظاهری 8 درصد بیشتر از تکنیک‌های مرسوم زمین‌آماری به دست آمد. همچنین مقادیر خطای حاصل از پیش‌بینی توسط تابع مفصل کمتر محاسبه شد که نشان از برتری نسبی عملکرد تابع مفصل در تخمین پارامترهای فیزیکی خاک دارد. نتیجه‌گیری: نتایج این پژوهش نشان داد که توابع مفصل نتوانسته با دقت خیلی بالایی برآورد را انجام دهد، اگرچه تابع مفصل میانه نسیت به سایر تکنیک‌های زمین‌آماری، عملکرد بهتری در برآورد ویژگی‌های فیزیکی خاک دارد. از مهمترین دلایل این برتری می‌توان به توانایی برازش تابع توزیع حاشیه‌ای بر داده‌ها در تابع مفصل اشاره کرد که در تکنیک‌های زمین‌آماری امکان برازش تابع توزیع حاشیه‌ای بر داده ها ممکن نیست. از دلایل دیگر می‌توان به توانایی بیان همبستگی بین داده‌ها در فواصل مختلف و عدم حساسیت تابع مفصل به داده‌های پرت نسبت به تکنیک‌های مرسوم زمین‌آماری را برشمرد. با توجه به ماهیت چولگی داده‌های خاک در طبیعت و همچنین ضرورت آنالیز و تفسیر دقیق‌تر داده‌های واقعی خاک بدون تغییر آن‌ها، تابع مفصل می‌تواند کاربرد وسیعی در تخمین ویژگی-های خاک داشته باشد.

در نقشه‌برداری رقومی، قوانین حاکم در بیان ویژگی‌ها و انواع خاک‌ها را می‌توان با استفاده از تعیین روابط خصوصیت تحت مطالعه-متغیرهای پیش‌بینی کنندۀ محیطی و روش‌های مدلسازی کمی و عددی، استخراج نمود. در نتیجه، قوانین ایجاد شده از این روابط، قابل بسط و برازش به موقعیت‌های با شرایط مشابه می‌باشند که از آن تحت عنوان برون‌یابی یاد می‌شود. در مطالعۀ حاضر، دستیابی به نقشۀ رقومی خاک در منطقه‌ای که فاقد هرگونه اطلاعات خاک است (منطقۀ پذیرنده)، برون‌یابی با به‌کارگیری مدل جنگل تصادفی از منطقۀ دارای اطلاعات خاک (منطقۀ مرجع یا دهنده) مورد بررسی قرار گرفت. منطقۀ فاریاب شهرستان کهنوج به عنوان منطقۀ مرجع و منطقۀ کهنوج به عنوان منطقۀ پذیرنده انتخاب گردید. تشابه فاکتورهای خاکسازی دو منطقۀ مرجع و پذیرنده با استفاده از شاخص‌های تشابه اقلیمی، پستی و بلندی، زمین‌شناسی و شکل زمین بررسی گردید. در گام نخست، مدل جنگل تصادفی به منظور تعیین ارتباط کلاس‌های خاک با متغیرهای محیطی در منطقۀ مرجع استفاده گردید. نتایج حاصل از برازش این مدل در منطقۀ مرجع دقت کلی 88% و کاپا 77/0 را نشان می‌دهد. با توجه به عملکرد مناسب مدل در منطقۀ مرجع و شباهت دو منطقه، امکان استفاده از رابطۀ کلاس‌های خاک و متغیرهای محیطی استخراج شده در منطقۀ پذیرنده وجود دارد. نتایج حاصل از برون‌یابی دقت کلی 81% و کاپا 61/0 را در تخمین کلاس‌های خاک منطقۀ پذیرنده نشان می‌دهد. در نتیجه دستیابی به نقشۀ کلاس خاک منطقۀ پذیرنده با صرف هزینه و زمان به مراتب کم‌تری بوده‌است، لذا می‌توان برون‌یابی را به عنوان روشی کارآمد در تخمین و پیش‌بینی کلاس خاک در مناطق فاقد اطلاعات معرفی کرد.

شناسایی رقومی خاک‌ها به عنوان ابزاری برای تأمین اطلاعات مکانی خاک محسوب می‌شود. در سال‌های اخیر استفاده از تکنیک نقشه-برداری رقومی خاک گسترش قابل توجهی داشته ‌است؛ روش‌های نوین نقشه‌برداری و تهیه نقشه‌های رقومی به منظور رفع محدودیت‌های روش‌های سنتی توسط محققین ایجاد و توسعه یافته‌اند. متاسفانه بخش-های زیادی از خاک کشورمان ایران، هنوز نقشه‌برداری نشده یا در مقیاس خیلی کوچک شناسایی شده است. منطقه کوهبنان در استان کرمان یکی از این مناطق است. لذا این مطالعه با هدف نقشه‌برداری رقومی خاک در منطقه کوهبنان کرمان براساس مدل رگرسیون لاجیستیک چندجمله‌ای انجام گردید. طرح نمونه‌برداری به روش هایپرکیوب در منطقه‌ای به مساحت حدود 2000 هکتار اجرا گردید و 70 خاکرخ حفر و تشریح گردید. متغیرهای کمکی شامل اجزای سرزمین، شاخص‌های سنجش از دور، نقشه‌های ژئومورفولوژی و زمین-شناسی به عنوان پارامترهای ورودی مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج مطالعات خاکشناسی نشان داد که خاک‌های تشکیل شده تکامل زیادی ندارند و عمدتا در رده‌های اریدی‌سول و انتی‌سول قرار می‌گیرند. نتایج مدل‌سازی نشان داد که اجزای سرزمین یک پارامتر محیطی مؤثر در فرآیند تشکیل و پیش‌بینی کلاس‌های خاک می‌باشند. شاخص خیسی بیشترین اهمیت در تعیین و پیش‌بینی مکانی کلاس‌های خاک را دارا می‌باشد. همچنین، نقشه ژئومورفولوژی، یک ابزار مهم در فرایند نقشه-برداری خاک است که به افزایش دقت پیش‌بینی مدل‌کمک می‌کند. در بین کلاس‌های خاک مورد پیش‌بینی، کلاس هپلوکمبیدز، دقت پایینی را نشان داد، در صورتی که کلاس هپلوسالیدز از دقت بالایی (دقت کلی = 1) برخوردار بود.

طیف‌سنجی مرئی و مادون قرمز نزدیک (VIS-NIR) به طور گسترده­ای برای تخمین خصوصیات فیزیکی خاک و اخیرا برآورد بافت خاک استفاده می­شود. مطالعه حاضر با هدف پیش‌بینی احتمالی بافت خاک با استفاده از اندازه­گیری­های طیفی و مدل‌های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون حداقل مربعات جزئی انجام گرفته است. بر اساس تکنیک هایپرکیوب، محل 115 پروفیل شناسایی و سپس نمونه­برداری از افق‌های خاک انجام گرفت، درصد شن و رس و سیلت نمونه‌های خاک اندازه‌گیری شد. رگرسیون حداقل مربعات جزئی (PLSR) و شبکه عصبی مصنوعی (ANN) برای مدل‌سازی درصد رس، شن و سیلت خاک مقایسه شدند. نتایج این بررسی نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی نسبت به رگرسیون حداقل مربعات جزئی کارایی بهتری داشت، برای هر دو مدل از محدوده خاصی از طول موج (بین 400 -2450 میکرون با اعمال پیش‌پردازش‌ها و حذفیات یکسان) استفاده گردید. هنگامی که مدل رگرسیون مربعات جزئی اجرا شد، دقت بسیار پایینی داشت (R2 ~0.1-0.3)، در مقابل، روش شبکه عصبی-مصنوعی مقدار R2 به ترتیب برای رس، شن و سیلت 70/0, 76/0و 73/0 بود و میانگین ریشه مربعات خطا به ترتیب 14/9، 54/5 و 01/7 گرم بر کیلوگرم براساس داده‌های آزمون (20 درصد) به دست آمد که نشان دهنده دقت بالاتر و خطای کمتر مدل شبکه عصبی-مصنوعی می‌باشد. از آنجایی که رابطه بین درصد ذرات خاک و بازتاب طیفی خاک خطی نیست، به نظر می‌رسد روش شبکه عصبی-مصنوعی برای بررسی و تجزیه و تحلیل رابطه بین اجزای بافت خاک و داده‌های طیفی مناسب باشد.

سابقه و هدف ارتباط مستقیم بین افزایش غلظت فلزات سنگین خاک و ابتلا به سرطان‌های مختلف برای افرادی که در معرض آلودگی این فلزات هستند، توسط محققان مختلفی گزارش شده است. بنابراین پایش سریع و دوره‌ای گسترش مکانی این فلزات، بسیار با اهمیت است. اگرچه روش-های معمول اندازه‌گیری غلظت فلزات سنگین خاک که مبتنی بر روش هضم در اسیدهای غلیظ و قرائت توسط دستگاه ICP-OES و یا AAS انجام می‌گیرد از دقت کافی برخوردار است، این روش‌ها عمدتاً وقت‌گیر و پرهزینه بوده و نیاز به مواد شیمیایی و کارشناسان آموزش دیده دارند. توسعه روش‌های اسپکتروسکوپی در دامنه طیف‌های مرئی تا مادون قرمز نزدیک می‌تواند روش جایگزین مناسبی برای انجام تخمین محتوی فلزات سنگین خاک باشد. این روش جز روش‌های غیرتخریبی تقسیم بندی شده، احتیاج به حداقل آماده‌سازی نمونه پیش از انجام آزمایش داشته و نیازمند به استفاده از هیچ گونه مواد شیمیایی( خطرناک ) نیست. همچنین قرائت‌های این روش حداکثر چند ثانیه طول کشیده و همزمان می‌توان چندین ویژگی خاک را از یک قرائت تخمین زد. اطلاعات چندانی در زمینه استفاده از بازتاب‌های طیفی در تخمین فلزات سنگین آرسنیک و مولیبدن با استفاده از بازتاب‌های طیفی در محدوده مادون قرمز نزدیک و میانی در کشور وجود ندارد. بنابراین هدف این پژوهش بررسی قابلیت شبکه های عصبی مصنوعی در تخمین غلظت این عناصر بر اساس مطالعه بازتاب‌های طیفی در محدوده مادون قرمز نزدیک و میانی است. مواد و روش‌ها تعداد 58 نمونه سطحی از جزیره هرمز جمع‌آوری و غلظت فلزات سنگین مولیبدن و آرسنیک با استفاده از روش هضم چهار اسید (16) و توسط دستگاه ICP-OES تعیین شد. به منظور ‌اندازه‌گیری داده‌های طیفی نمونه‌های خاک، از دستگاه اسپکترورادیومتر زمینی(Field Spec 3, Analytical Spectral Device, ASD Inc) استفاده و بازتاب طیفی نمونه‌های سطحی در محدوده مادون قرمز نزدیک و میانی به دست آمد. سپس با استفاده از روش شبکه عصبی مصنوعی اقدام به استخراج توابع انتقالی طیفی و تخمین غلظت فلزات آرسنیک و مولیبدن گردید. یافته‌ها نتایج نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی دارای قابلیت بالا در تخمین غلظت فلزات سنگین مورد مطالعه با استفاده از داده‌های طیفی می‌باشد. مقادیر ضریب همبستگی(R2) برای هر دو عنصر، مطلوب و بیشتر از 9/0 بوده است که نشان‌دهنده همراستایی بالای داده های واقعی و پیش‌بینی شده توسط مدل شبکه عصبی برای پیش‌بینی فلزات سنگین مورد مطالعه بوده است، در عین‌حال نتایج حاصل از سایر شاخص‌ها نشان داد که توانایی شبکه عصبی مصنوعی برای پیش‌بینی غلظت مولیبدن بهتر از آرسنیک بوده است، به طوری که نتایج نشان داد که مقدار خطای باقی مانده برای این عنصر کم (CRM=0.11)، ضریب آکائیک منفی(AIC=-345.8) و کارایی مدل‌سازی برای این عنصر نزدیک به یک بوده است (EF=0.97). نتیجه گیری در این تحقیق از بازتابش‌های طیفی در محدوده مادون قرمز در تخمین محتوای مولیبدن و آرسنیک خاک استفاده شد. همچنین شبکه های عصبی مصنوعی به عنوان ابزار برقراری ارتباط بین بازتابش‌های طیفی و میزان فلزات سنگین به کار گرفته شد. بطور کلی نتایج نشان داد که روش شبکه عصبی مصنوعی می‌تواند به عنوان روشی کارا در اشتقاق توابع انتقالی طیفی و تخمین قابل اعتماد غلظت مولیبدن و آرسنیک در غلظت‌های بالا به کار گرفته شود.

عوامل خاک‌سازی در تشکیل و تکامل خاک‌های هر منطقه مؤثر می‌باشند. در بین عوامل خاک‌سازی تأثیر متقابل اقلیم و توپوگرافی (اشکال اراضی) بر شدت هوادیدگی و تخریب مواد مادری، روند پیدایش و تکامل خاک‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پژوهش به بررسی اثرات توأم اقلیم و ژئومورفولوژی بر خصوصیات خاک می‌پردازد. منطقه مورد مطالعه از ارتفاعات کوه هزار واقع در نزدیکی شهر راین آغاز و به سطوح فلات واقع در نزدیکی شهر بم ختم شد. رژیم‌های رطوبتی خاک منطقه، زریک و اریدیک و رژیم حرارتی آن، مزیک می‌باشد. تعداد 9 خاکرخ در اشکال اراضی پدیمنت سنگی، پدیمنت پوشیده، دشت دامنه‌ای، فلات و دشت، مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج افزایش قابلیت هدایت الکتریکی از پدیمنت سنگی به طرف دشت و کاهش آن را در رژیم زریک نسبت به اریدیک نشان داد. وجود افق آرجیلیک در خاکرخ 5، مربوط به اقلیم کنونی و در خاکرخ‌های 8 و 9، مربوط به رطوبت قابل دسترس بیش‌تر در اقلیم گذشته است. تغییر رده خاک در سطح پدیمنت سنگی از اریدی‌سول به اینسپتی‌سول به‌علت تغییر رژیم رطوبتی می‌باشد. پوشش‌ها و پرشدگی‌های کلسیت، گچ و رس و بلورهای منفرد گچ و صفحات در هم قفل شده گچ از عوارض خاک‌ساخت غالب منطقه بودند. کانی‌های ایلیت، کلریت، کائولینیت، اسمکتیت و کوارتز در اشکال اراضی پدیمنت سنگی و پدیمنت پوشیده و کانی پالیگورسکیت منحصرا در شکل اراضی پدیمنت پوشیده مشاهده گردید. نتایج بیان‌گر ارتباط نزدیک خاک با اقلیم و ژئومورفولوژی می‌باشند. تغییر اقلیم و توپوگرافی در منطقه بر خصوصیات خاک‌ها و در نهایت طبقه‌بندی خاک‌های منطقه مؤثر بوده است.

در این پژوهش، کارایی روش‌های رقومی برای پیش‌بینی کلاس‌های تناسب کیفی محصولات گندم، یونجه، سیب‌زمینی و ذرت علوفه‌ای در دشت شهرکرد استان چهارمحال و بختیاری مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، 120 خاک‌رخ با فواصل تقریبی 750 متر حفر گردید و از اعماق مختلف، نمونه‌برداری صورت گرفت. بر اساس نتایج آزمایشگاهی، میانگین وزنی ویژگی‌های مورد نیاز تا عمق ریشه (برای گیاهان یک‌ساله و چندساله، به‌ترتیب عمق 100 و 150 سانتی‌متری) محاسبه گردید. سپس، ویژگی‌های خاک هر خاک‌رخ با معیارهای جدول نیازهای زمینی و ویژگی‌های اقلیمی مورد نیاز برای ارزیابی اقلیم منطقه با جدول‌های نیازهای اقلیمی محصولات مختلف مطابقت داده شدند. پس از آن، با استفاده از روش‌ پارامتریک (فرمول ریشه دوم)، کلاس نهایی تناسب کیفی اراضی برای تمامی محصولات مورد مطالعه تعیین گردید. زیرکلاس نیز بر اساس نامطلوب‌ترین کلاس مربوط به مشخصات اقلیمی یا اراضی تعیین شد. برای پیش‌بینی کلاس‌های تناسب اراضی، مدل‌های رگرسیون درختی توسعه‌یافته، درختان تصمیم‌گیری تصادفی، شبکه‌های عصبی مصنوعی و رگرسیون لاجیستیک چندجمله‌ای استفاده گردیدند. نتایج نشان داد که در سطوح کلاس و زیرکلاس، برای تمامی محصولات مورد نظر، مدل درختان تصمیم‌گیری تصادفی دارای بالاترین مقدار صحت عمومی می‌باشد (هر چند که تفاوت چشمگیری بین این مدل‌ها وجود ندارد). صرف‌نظر از نوع مدل و محصول مورد مطالعه، مقادیر صحت عمومی از سطح کلاس به زیرکلاس کاهش می‌یابند. همچنین، مهم‌ترین پارامترهای محیطی برای پیش‌بینی کلاس و زیرکلاس تناسب کیفی اراضی، اجزای سرزمین و شاخص‌های سنجش از دور (شاخص گیاهی عمودی و شاخص گیاهی تفاضلی نرمال‌شده) می‌باشند.

سابقه و هدف: مطالعه تنوع خاک منجر به افزایش آگاهی از شرایط و عوامل ایجاد‌کننده تنوع در منطقه می‌گردد. در تکامل خاک، فرآیند توسعه خاک طی مسیرهای خاکسازی پیش‌رونده، مسیرهای خاکسازی کاهنده و عوامل، فرآیندها و شرایط برون‌زا و درون‌زا پیش می‌رود و درنتیجه خاک‌های متنوع ایجاد می‌شود. تاثیر و شدت عوامل بیرونی (محیطی) و درونی (فرآیندهای خاکسازی) بر تنوع خاک در محیط-های مختلف، متفاوت است. این مطالعه‌ سعی دارد کارایی شاخص‌های تنوع در بیان تنوع خاک در محیط‌های با عوامل بیرونی و درونی متفاوت را بررسی کند. مواد و روش‌ها: در پژوهش حاضر، تفکیک لندفرم‌ها به وسیله‌ی نرم‌افزارGoogle Earth و بازدیدهای صحرایی انجام گرفت و در نهایت، 23 خاکرخ حفر، تشریح و نمونه‌برداری شد. برخی خصوصیات خاک شامل pH، EC، CEC، گچ، کربنات کلسیم معادل، بافت و میزان مواد‌آلی اندازه‌گیری شد و با استفاده از رژیم حرارتی و رطوبتی مناطق مطالعاتی، خاک‌های منطقه به روشUSDA (2014) طبقه‌بندی گردید. تفکیک دو منطقه کرمان و لاله‌زار، با استفاده از نقشه رقومی ارتفاع و خواص هیدرولوژی مناطق و با کمک گرفتن از نرم‌افزار ENVI و ARCMAP انجام گرفت. براساس شاخص دومارتن، شاخص گور و شاخص جاکارد، عدم شباهت عوامل خاکسازی اقلیم، توپوگرافی و مواد‌مادری در مناطق کرمان و لاله‌زار بررسی شد. برای تعیین تفرق رده‌بندی در دو منطقه مورد مطالعه، شاخص‌های غنا، یکنواختی، شانن و سیمپسون محاسبه گردید. در ادامه از آمار کلاسیک جهت مقایسه تفرق دو منطقه مورد مطالعه در یک حدود اطمینان مشخص استفاده شد. در نهایت با برقراری ارتباط بین تعداد نمونه و سطح اشکال اراضی، اهمیت نسبی منابع درونی و بیرونی در ایجاد تنوع خاک بدست آمد. یافته‌ها: نتایج حاکی از حضور خاک‌های متفاوت و متنوع در دو منطقه بود. اختلاف فاحش عوامل خاکسازی اقلیم، توپوگرافی و مواد-مادری منجر به حضور خاک‌های متفاوت در دو منطقه مطالعاتی شده است. در منطقه لاله‌زار خاک هیستوسول و مالی‌سول به طور موضعی تشکیل گردیده است. شاخص‌های تنوع خاک از سطح رده به فامیل خاک روند افزایشی نشان دادند. نتایج نشان داد تفرق خاک در هر دو منطقه مطالعاتی، براساس سلسله مراتب رده‌بندی در سیستم USDA افزایش می‌یابد. در لندفرم‌های مختلف، بیشترین تنوع در دشت‌دامنه‌ای و در سطح فامیل مشاهده گردید. با وجود توانمندی دو شاخص سیمپسون و شانن در نمایش روند تنوع براساس سلسله مراتب طبقه‌بندی، شاخص سیمپسون نسبت به شاخص شانن از نظر آماری کارایی بیشتری داشت، به طوریکه تفاوت شاخص‌ تنوع سیمپسون در دو منطقه کرمان و لاله‌زار معنی‌دار گردید. نسبت bi/b در کرمان 25/1 و در لاله‌زار 46/0 بدست آمد که به ترتیب، نشان دهنده تاثیر بیشتر عوامل ذاتی و عوامل محیطی در تکامل خاک کرمان و لاله‌زار است. نتیجه‌گیری: در مقیاس مکانی بزرگ تاثیر عوامل محیطی در تکامل خاک مشخص‌تر از عوامل درونی است و با کوچک کردن مقیاس مکانی به تاثیر عوامل درونی پی خواهیم برد. شاخص‌های تفرق در جهت نمایش تنوع خاک به صورت کمی، توانمند و فراهم آورنده‌ اطلاعات مفیدی هستند که در جهت نقشه‌برداری خاک و مدیریت بهینه خاک قابل استفاده می‌باشند.

پدیده گرد و غبار به عنوان رویدادی اقلیمی در همه شرایط آب‌وهوایی رخ می‌دهد، اما به عنوان پدیده‌ی بارز مناطق خشک و نیمه‌خشک، سبب اخلال در فعالیت‌ها و زیرساخت‌های جوامع انسانی مانند کشاورزی، حمل‌و‌نقل و صنایع می‌گردد. در بعضی از مناطق جهان، به ویژه خاورمیانه، طوفان گردوخاک از پدیده‌هایی است که فراوانی رخداد بالایی دارد. در دهه‌ی گذشته، رخداد طوفان‌های گردوخاک پی‌در‌پی در این منطقه رو به فزونی نهاده تا آنجا که در ماه‌های سرد و پر بارش این منطقه نیز مشاهده می‌شود. مطالعه‌های صورت گرفته روی طوفان‌های گرد و غبار در ایران نشان می‌دهد که در کنار عوامل طبیعی به‌وجود‌آورنده توده ریزگردی عوامل محیطی بسیاری نیز در بروز این پدیده و پایداری و تداوم طولانی‌مدت آن دخالت دارند. هدف از این پژوهش بررسی روند فرونشست گردوخاک اتمسفری در یک دوره زمانی یک ساله و ارتباط آن با برخی عوامل اقلیمی و مکانی در شهرستان جوانرود بود. این مطالعه در محدوده‌ای به مساحت حدود 5500 هکتار در سطح شهرستان جوانرود از توابع استان کرمانشاه انجام گرفت. فرایند نمونه‌برداری به صورت تصادفی در 35 نقطه در سطح شهرستان و با پراکنش مکانی مناسب از اول مرداد ماه سال 1394 تا آخر خرداد ماه سال 1395 صورت پذیرفت. از مجموع 35 نقطه نمونه‌برداری شده، 21 نقطه در سطح شهر و 14 نقطه در مناطق روستایی واقع بود. پس از پایان هر فصل، نمونه‌های گردوخاک جمع‌آوری شده و نرخ فرونشست گردوخاک از تقسیم جرم گردوخاک بر سطح تله در طول دوره نمونه-برداری محاسبه گردید. ارتباط میان میزان فرونشست گردوخاک با ویژگی‌های اقلیمی از جمله سرعت باد غالب، جهت باد، میانگین رطوبت، میزان بارندگی، میانگین دما و ویژگی‌های مکانی از جمله فاصله نقاط نمونه‌برداری با مرز غربی کشور (با توجه به اینکه ورود ریزگردها بیشتر از مرز غربی و از کشور عراق است) و ارتفاع نقاط از سطح دریا، برای دوره زمانی مورد مطالعه با استفاده از آزمون همبستگی پیرسون مورد بررسی قرار گرفت. به طور کلی میانگین نرخ فرونشست گردوخاک در منطقه مورد مطالعه 38/0 گرم بر مترمربع در روز (1376 کیلوگرم بر هکتار در سال) بود. در بُعد زمانی، فصل بهار با میانگین 47/0 گرم بر مترمربع در روز بیشترین میزان فرونشست و فصل تابستان (شامل ماه های مرداد و شهریور) با میانگین 26/0 گرم بر مترمربع در روز کمترین مقدار را به خود اختصاص داده بود. در بُعد مکانی، نقاط روستایی در فصل زمستان با میانگین 52/0 گرم بر مترمربع در روز بیشترین میزان فرونشست و نقاط شهری در فصل تابستان با میانگین 23/0 گرم بر مترمربع در روز کمترین نرخ فرونشست را در بازه‌ی زمانی مورد مطالعه داشتند. نتایج مطالعه نشان داد میزان فرونشست گردوخاک در منطقه مورد مطالعه بسیار بیشتر از حدود مجاز تعریف شده در برخی نقاط جهان بود. میزان فرونشست گردوخاک در نقاط روستایی و نزدیک به مرز غربی کشور با عراق بیش از نقاط شهری بود و با افزایش ارتفاع از سطح دریا کاهش یافت. فرونشست گردوخاک با جهت و سرعت باد همبستگی مثبت و معنی‌دار (به ترتیب در سطوح 1 و 5 درصد) و با میانگین رطوبت و میزان بارندگی همبستگی منفی داشت. به نظر می‌رسد اختلاف مقادیر فرونشست بین نقاط نمونه‌برداری شده، ناشی از اثر غبارهای محلی، ارتفاع نقاط از سطح دریا، فاصله نقاط از مرز کشور با عراق، ارتفاع سکوهای نمونه‌برداری (در مناطق روستایی به دلیل ارتفاع کمتر پشت‌بام‌ها ظروف نمونه‌گیری ارتفاع کمتری نسبت‌به سطح زمین داشتند) و همچنین نزدیکی به زمین‌های کشاورزی و مراتع بدون پوشش بوده باشد. مقادیر بالای فرونشست گردوخاک اتمسفری در منطقه و رابطه آن با برخی عوامل اقلیمی احتمالاً به دلیل اثرپذیری همزمان منطقه مورد مطالعه از رخدادهای محلی و منطقه‌ای طوفان‌های گردوخاک (ناشی از رخداد طوفان‌های گردوخاک در کشورهای همسایه و انتقال آن به منطقه) است.

جزیره هرمز یک منبع گردشگری با جلوه‌های طبیعی و چشم اندازهای بکر است که متاسفانه امروزه در معرض صدمات ناشی از فعالیت‌های انسانی قرار گرفته است. در این پژوهش تعداد 58 نمونه سطحی(cm30-0) از منطقه مورد مطالعه که شامل تمامی سطح جزیره هرمز می‌باشد، جمع‌آوری و غلظت فلزات روی، سرب،کادمیوم و نیکل به روش هضم چهار اسید و با دستگاه (ICP- OES) اندازه‌گیری شد. به منظور شناسایی منابع احتمالی فلزات سنگین موجود در خاک‌های جزیره هرمز، از آنالیزهای چندمتغیره (آنالیز خوشه‌ای و تجزیه عاملی) و جهت تعیین میزان آلودگی منطقه از شاخص‌های زمین‌انباشتگی و فاکتور غنی‌شدگی استفاده شد. بر اساس مقادیر شاخص زمین‌انباشتگی، آلوده‌ترین عنصر در منطقه موردنظر و بر اساس فاکتور غنی‌شدگی نیز آهن در محدوده بسیار غنی‌شده قرار داشت. نتایج حاصل از تجزیه عاملی نشان داد که بین تک تک عناصر گروه آهن، نیکل و و همچنین، بین عناصر گروه و کادمیوم، ارتباط مثبت و بالایی وجود دارد که بیانگر منشا یکسان اجزای درون هر گروه بوده و بدلیل نبود آلودگی صنعتی در منطقه، این تفاوت احتمالا ناشی از اختلاف در ساختار زمین‌شناسی می‌باشد. از طرفی انجام آنالیز خوشه‌ای، عناصر روی و کادمیوم را در یک گروه، و عناصر نیکل و سرب را در گروه دیگر قرار داد که این امر تائیدی بر نتایج تجزیه عاملی بوده و مجددا نشان دهنده منشا و رفتار ژئوشیمی یکسان عناصر در هر گروه و تفاوت در بین گروه‌های یاد شده است.

برای بررسی توانایی روش های نقشه برداری خاک (سنتی و رقومی) در توصیف پراکنش خاک ها در دشت شهرکرد استان چهارمحال و بختیاری، 120 خاک رخ با فواصل تقریبی 750 متر حفر، تشریح و نمونه برداری شدند. نقشه های سنتی خاک در دو مرحله ی جداگانه در سطوح گروه بزرگ و زیرگروه تهیه گردیدند. همچنین، نقشه های رقومی کلاس های خاک در دو سطح رده بندی مذکور با مدل رگرسیون لاجیستیک چندجمله ای تهیه شدند. سپس، واحدهایی که در نقشه های سنتی دارای فراوانی بیشتری بودند انتخاب و همان واحدها بر روی نقشه های رقومی قرار داده شدند. شاخص تفرق شانن در هر یک از نقشه ها برای دو سطح رده بندی مزبور تعیین گردید و اختلاف میانگین آن ها بین دو نقشه از نظر آماری مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که برای اکثر واحدها در هر دو سطح رده بندی، تفرق شانن برای نقشه های رقومی بیشتر از نقشه های سنتی است و در سطح گروه بزرگ و زیرگروه این اختلاف، به ترتیب، برای 75 و 50 درصد از واحدها در سطح احتمال 05/0 و 001/0 معنی دار می باشد. با توجه به واقعیت پیچیدگی پراکنش خاک ها و تغییرات پیوسته ی آن ها به نظر می رسد که جدا کردن مرز دقیق کلاس های خاک غیر ممکن است و شاخص های تفرق نیز این موضوع را تایید نموده و توانسته اند توانایی روش نقشه‌برداری رقومی را در بیان توصیف پراکنش خاک ها نشان دهند. پس از آگاهی از تغییرات مکانی خاک، نحوه ی مدیریت آن‌ چالش بسیار مهمی است که هنوز نیازمند بهبود و توسعه ی دستگاه‌ها و ابزارهای مدیریتی است و انتظار می‌رود در آینده ی نزدیک، شاهد تغییر نحوه ی مدیریت اراضی با فنون و روش‌های نوین باشیم.

در ارزیابی کیفیت محیط­زیست مناطق آلوده، قابلیت دسترسی فلزات سنگین برای گیاهان از اهمیت زیادی برخوردار است. هدف از این پژوهش، بررسی وضعیت آلودگی در ریزوسفر خاک­های اطراف کارخانه زغال­شویی زرند به فلزات مس، روی، سرب و کادمیوم بر اساس قابلیت جذب فلزات سنگین و غلظت کل می­باشد. در این مطالعه چهار منطقه بر اساس پوشش گیاهی غالب، تفکیک و نمونه­برداری مرکب (5 نمونه در هر نقطه) از 135 نقطه به طور سیستماتیک انجام شد. نمونه­های خاک بعد از خشک شدن در معرض هوا و عبور از الک دومیلی­متری به آزمایشگاه انتقال یافتند. شکل قابل دسترس فلزات مس، روی، سرب و کادمیوم با استفاده از محلول 005/0 مولار DTPA-TEA در pH برابر با 3/7 استخراج و برای تعیین غلظت کل فلزات، از اسید نیتریک 5 نرمال استفاده شد و غلظت آن­ها با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین گردید. بر اساس غلظت کل فلزات، شاخص زمین انباشتگی، فاکتور آلودگی و بار آلودگی برای هر چهار منطقه تعیین شدند. نتایج نشان داد که غلظت قابل­دسترس فلزات مس، روی، کادمیوم و سرب در هر چهار ناحیه از استاندارد ارایه شده توسط سازمان محیط زیست ایران بیشتر بود. نتایج نشان داد که براساس شاخص زمین انباشتگی، هر 4 ناحیه مورد مطالعه دارای آلودگی شدید مس و سرب هستند، در حالی­که روی و کادمیوم در محدوده غیرآلوده تا کمی آلوده قرار دارند. شاخص بار آلودگی بیشتر از یک در تمامی نواحی مورد مطالعه نشان دهنده تاثیر منابع انسانی علاوه بر منابع طبیعی بر افزایش غلظت فلزات مس، روی، سرب و کادمیوم در خاک است.

سابقه و هدف: آلودگی محیط زیست به فلزات سنگین، یکی از ره‌آوردهای صنعتی شدن اجتماعات بشری می‌باشد. فلزات سنگین از آلاینده‌های پایدار محیط زیست می‌باشند، که از نتایج مهم پایداری این فلزات، انباشته شدن تدریجی فلزات در خاک می‌باشد. اگرچه مقدار کل فلزات سنگین در خاک یک شاخص مفید برای ارزیابی آلودگی خاک است، اما نمی‌تواند معیار مناسبی در ارتباط با فراهمی، تحرک و سمیت فلزات باشد. فلزات سنگین در خاک به شکل‌های مختلف شامل شکل محلول، شکل تبادلی، شکل متصل به مواد آلی، شکل متصل به اکسیدها و شکل باقی‌مانده وجود دارند که قابلیت دسترسی آن‌ها متفاوت است. با توجه به اطلاعات کم در ارتباط با آلودگی منطقه زرند، این پژوهش با هدف بررسی وضعیت آلودگی و توزیع شکل‌های شیمیایی فلزات مس، سرب و کادمیوم در خاک‌های اطراف کارخانه زغال‌شویی در زرند انجام شد. مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در 75 کیلومتری شمال غربی شهرستان کرمان و در نزدیکی شهر زرند قرار گرفته است. در این مطالعه بر اساس پوشش گیاهی غالب، چهار منطقه در اطراف کارخانه زغال‌شویی تفکیک و با استفاده از روش نمونه‌برداری سیستماتیک تصادفی، تعداد 135 نمونه مرکب (5 نمونه در هر نقطه) از عمق صفر تا 30 سانتی‌متری خاک جمع آوری و به آزمایشگاه انتقال یافت. برای تعیین غلظت کل فلزات سنگین، 20 میلی‌لیتر محلول پنج نرمال اسید نیتریک به 2/0 گرم نمونه خاک افزوده و به مدت 10 دقیقه حرارت داده شد. بعد از 24 ساعت، نمونه‌ها سانتریفیوژ و غلظت فلزات در عصاره با استفاده از دستگاه جذب اتمی اندازه‌گیری شد. جهت تفکیک شکل‌های شیمیایی فلزات سنگین شامل شکل تبادلی، قابل اکسید (متصل به مواد آلی)، قابل احیا (متصل به اکسیدهای آهن و منگنز) و شکل باقیمانده از روش عصاره‌گیری متوالی استفاده شد. در پایان هر مرحله، غلظت فلزات سنگین درعصاره‌ها با استفاده از دستگاه جذب اتمی تعیین شد. شاخص زمین‌انباشتگی جهت تعیین میزان آلودگی در منطقه مورد مطالعه با استفاده از غلظت کل فلزات تعیین شد. یافته‌ها: نتایج نشان داد میانگین غلظت کل فلزات مس، سرب و کادمیوم در منطقه از میانگین غلظت استاندارد ارائه شده توسط دفتر آب و خاک معاونت محیط زیست انسانی بیشتر بود. براساس نتایج شاخص زمین‌انباشتگی، هر چهار ناحیه مورد مطالعه دارای آلودگی شدید سرب هستند، در حالی‌که مس و کادمیوم در محدوده غیرآلوده تا کمی آلوده قرار دارند. همچنین نتایج بررسی تغییرات مکانی فلزات مورد مطالعه بیانگر این بود که بیشترین مقدار کادمیوم و مس در جهت شمال غربی و غرب کارخانه با کاربری کشاورزی مشاهده شد. این نتایج نشان دهنده وضیعت نگران کننده فلزات مس، سرب و کادمیوم در منطقه چهار با کاربری کشاورزی می‌باشد. نتایج تفکیک شیمیایی فلزات مس و سرب در منطقه مطالعاتی نشان داد در هر چهار منطقه شکل باقیمانده این فلزات دارای بیشترین مقدار و شکل تبادلی کمترین مقدار را به خود اختصاص داده و از روند شکل باقیمانده > شکل متصل به اکسیدهای آهن و منگنز > شکل متصل به مواد آلی > شکل تبادلی تبعیت می‌کند. نتیجه‌گیری: فلزات مس، سرب و کادمیوم باتوجه به میانگین غلظت ارایه شده توسط دفتر آب و خاک معاونت محیط زیست انسانی در وضیعت نگران کننده‌ای قرار دارند با این وجود نتایج جزء‌بندی شیمایی نشان داد که شکل باقی‌مانده فلزات سنگین که قابلیت دسترسی پایینی دارد بیشترین شکل را به خود اختصاص داده است. براساس نتایج شاخص زمین‌انباشتگی فلز سرب در محدوده آلودگی قرار دارد، اما بررسی توزیع فلزات در مناطق مورد مطالعه نشان داد که در مقایسه با کادمیوم و مس بخش عمده‌ای از سرب کل به شکل باقیمانده در خاک رسوب کرده است. بر اساس این نتایج فلزات کادمیوم و مس دراین مناطق نسبت به فلز سرب خطرسازتر بوده و امکان انتقال این فلزات به چرخه غذایی بیش از فلز سرب می‌باشد.

کودهای آلی به عنوان یک منبع بسیار مناسب از لحاظ فسفر برای تولید محصول در کشاورزی پایدار مورد استفاده قرار می-گیرند. این مطالعه به منظور بررسی تأثیر کوتاه مدت (100 روزه) لجن فاضلاب، کود گاوی و کود مرغی بر شکل‌های آلی فسفر و قابلیت دسترسی آن‌ها توسط گندم در یک خاک آهکی از استان کرمان انجام شد. آزمایش در قالب طرح کاملاً تصادفی شامل تیمارهای شاهد و سطوح 2 و 4 درصد لجن فاضلاب، کود گاوی و کود مرغی در چهار تکرار طراحی گردید. کاربرد کودهای آلی به طور معنی‌داری سبب افزایش تمامی شکل‌های فسفر آلی در مقایسه با تیمار شاهد شد. کاربرد کودهای آلی بیشترین تأثیر را بر فسفر آلی نسبتاً لبایل و کمترین تأثیر را بر فسفر آلی لبایل نشان داد. همچنین صرف‌نظر از سطوح کاربردی، روند تـأثیر کودهای آلی بر شکل‌های فسفر آلی به صورت لجن فاضلاب > کود گاوی > کود مرغی بود. همبستگی معنی‌داری بین فسفر آلی لبایل با فسفر قابل جذب خاک (**92/0r =) و فسفر جذب شده توسط گندم (**92/0r =) مشاهده شد. همچنین وزن خشک شاخسار با فسفر آلی نسبتاً لبایل همبستگی بالایی (**96/0r =) را نشان داد. این نتایج نشان می‌دهد که فسفر آلی لبایل و نسبتاً لبایل نقش بیشتری در افزایش فسفر قابل جذب گیاه در مقایسه با سایر شکل‌های آلی فسفر دارند. همچنین بر اساس نتایج این مطالعه، کاربرد کودهای آلی قابلیت جذب فسفر توسط گندم و رشد آن را از طریق افزایش شکل‌های مختلف فسفر آلی به ویژه فسفر آلی لبایل و نسبتاً لبایل افزایش داده است.