تلفیق مدل های شبیه سازی رشد و نمو گیاه، زمین آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) ابزاری امیدبخش برای تحلیل سیستمی مدیریت بهینه آب در شرایط محدودیت آب در مقیاس ناحیه ای است. این تحقیق با هدف: (1) پیش بینی بهینه پارامترهای هیدرولیکی خاک برای استفاده در مدل شبیه ساز رشد و نمو گیاه مدل oryza 2000، اعتبارسنجی مدل خیلی ساده vsm و مدل جامع oryza 2000 در مقیاس ناحیه ای، (2) شناسایی محدوده مناطق بحرانی ناشی از تنش خشکی احتمالی در مقیاس ناحیه ای، و (3) تعیین بهترین فاصله زمانی برای آبیاری تناوبی بر پایه خواص فیزیکی و هیدرولیکی خاک در شالیزار انجام شد. خواص هیدرولیکی، شیمیایی و فیزیکی در افق های خاک سطحی گلخراب، کفه شخم فشرده زیرین لایه گلخراب و خاک غیراشباع زیرین کفه شخم در 120 خاک رخ از اراضی شالیزاری ناحیه صومعه سرا اندازه گیری شد. عملکرد گیاه برنج در193 مزرعه اندازه گیری، داده های روزانه هواشناسی از شش ایستگاه هواشناسی تهیه شد. شاخص ndvi از 18 لایه تصویر سنجنده راه دور modis بدست آمد. تجزیه و تحلیل داده ها با استفاده از آمار کلاسیک، تجزیه عامل ها، توابع انتقالی، آمار مکانی، اجرای مدل ها و gis انجام شد. نتیجه ها نشان داد که متغیر هدایت هیدرولیکی اشباع در کفه شخم فشرده زیرین لایه گلخراب فاقد همبستگی مکانی و رفتار آن بـه علت پیشامدهایی مانند وجود منافذ زیستی و تَرَک در برخی از مناطق به متغیرهای تصادفی نزدیک است. تغییرات مکانی هدایت هیدرولیکی اشباع در افق های دوم (کفه شخم فشرده زیرین لایه گلخراب) و سوم (خاک غیر اشباع زیرین لایه گلخراب) نشان داد که این تغییرات نتیجه چندین عامل مستقل در هر دو مقیاس موضعی (مانند وجود تَرَک، منافذ و کانال های ریشه) و مقیاس بزرگ (مانند تغییر در خواص فیزیکی و تمایزهای مورفولوژیک خاک) می باشد که به صورت سلسله مراتبی آشیانه ای عمل می نمایند. مقایسه توابع انتقالی رگرسیون خطی چند متغیره (mlr)، شبکه عصبی مصنوعی (ann)، الگوریتم مدیریت گروهی داده ها (gmdh)، مدل آماری ساکستون و راولز (2006)، واستن 2 (1999) و مدل فیزیکی- تجربی آریا و پاریس (1981) در پیش بینی خواص هیدرولیکی خاک (مانند هدایت هیدرولیکی اشباع، مقدار آب خاک در مکش های 33 و 1500 کیلوپاسکال و پارامترهای شکل مدل ون گنوختن) نشان داد که الگوریتم gmdh از برتری بیشتری برخوردار است. اعتبارسنجی ناحیه ای مدل های vsm و oryza 2000 نشان داد که هر دو مدل از صحت به نسبت یکسان برخوردارند. آزمایش مزرعه ای نشان داد در شرایطی که میانگین عمق سفره آب زیرزمینی معلق در عمق کمتر از 60 سانتی متر از سطح خاک قرار داشت، بالاترین راندمان زراعی مصرف نیتروژن و کارایی تولید آب در ترکیب مصرف 60 کیلوگرم کود نیتروژن در هکتار و آب آبیاری با دور 10 روز بدست آمد. بهترین کارایی تولید آب در مقیاس ناحیه ای با مصرف 500 میلی لیتر آب آبیاری بدست آمد. شبیه سازی اثر مدیریت آبیاری شبکه بر عملکرد گیاه برنج در مقیاس ناحیه ای نشان داد که در شرایط آبیاری مطلوب، کم آبیاری و تنش خشکی به ترتیب 7/0، 8/15 و 90 درصد از اراضی مورد مطالعه در محدوده بحرانی تحت تنش خشکی با کلاس های عملکرد متوسط مایل به بد تا خیلی بد قرار می گیرند. در شرایط وقوع احتمالی تنش خشکی‏‏، کیفیت بد حاصلخیزی، عملیات تسطیح نامناسب در اراضی تجهیز و نوسازی شده و خاک های با بافت سبک اثرات تنش خشکی را شدیدتر می کنند.

حمل و نقل جاده ای همواره یک منبع آلودگی سرب در خاک کنار بزرگراه ها همراه با اثرات مستقیم و غیر مستقیم روی سلامت انسان ها بوده است. زمین آمار از جمله روش های سریع و کم هزینه برای تعیین میزان آلودگی و تهیه نقشه های مربوطه است. در تحقیق حاضر، 104 نمونه خاک سطحی (15-0 سانتیمتر)، با شبکه نمونه برداری با فواصل 100 متری در امتداد بزرگراه قزوین- کرج و فواصل به ترتیب 2، 5، 10، 20، 40، 60، 80 و 100 متری عمود بر بزرگراه جمع آوری گردید. غلظت سرب قابل جذب با استفاده از عصاره گیر dtpa و غلظت سرب کل با اسید نیتریک چهار مولار اندازه گیری شد. پراکندگی مکانی سرب قابل جذب، سرب کل، درصد ماده آلی، درصد کربنات کلسیم، ph، درصد شن، درصدسیلت و درصد رس بررسی گردید. پس از محاسبه نیم تغییرنما برای هر متغیر، مدل مناسبی که دارای کمترین مجموع مربعات و بیشترین ضریب تبیین بود بر آن ها برازش داده شد. به منظور برآورد میزان متغیرها در نقاط نمونه برداری نشده، درون یابی با روش کریجینگ انجام شد. برای متغیرهای ماده آلی و سرب کل، نیم تغییرنمای مدل نمایی و برای سرب قابل جذب، درصد کربنات کلسیم، ph، درصد شن، درصد سیلت و درصد رس نیم تغییرنمای مدل کروی به تغییرنمای تجربی برازش داده شد. نقشه ها با استفاده از نرم افزار gs+ (version 5.1) تهیه شدند. با توجه به نتایج به دست آمده، غلظت سرب در خاک حاشیه بزرگراه بالا بوده و با افزایش فاصله کاهش پیدا کرد. میانگین غلظت سرب در منطقه از حد مجاز آن بالاتر بوده است و در حدود نیمی از نمونه ها غلظت سرب بالاتر از حد مجاز بود.

خصوصیات خاک به طور پیوسته در مکان و زمان در حال تغییر می باشند. ناهمگنی در مقیاس بزرگ و کوچک، حتی در گونه ی خاک یکسان و یا محیط یکسان رخ می دهد. تغییرات مکانی خصوصیات خاک می تواند ناشی از عوامل اثر گذار طبیعی زمین شناسی و تشکیل خاک باشند، اما برخی از این تغییرات ناشی از عوامل مدیریتی می باشند. آگاهی از چگونگی این تغییرات به منظور مدیریت صحیح کشاورزی و افزایش سوددهی ضروری می باشد. در این پژوهش از تکنیک زمین آمار برای تشریح ساختار فضایی نفوذ پذیری و خصوصیات بافت خاک، انتخاب مناسب ترین روش در برآورد این خصوصیات و تهیه نقشه پراکنش مکانی آن ها استفاده شد. بر این اساس تعداد 75 نمونه طی یک شبکه منظم از عمق 0 تا 25 سانتی متری از خاک سطحی به فواصل 10 متر برداشت شد. سرعت نفوذ در مزرعه با استفاده از استوانه مضاعف تا رسیدن به سرعت ثابت اندازه گیری شد. از سه روش وزن معکوس فاصله با توان 1 تا 3، کریجینگ و کوکریجینگ در درون یابی خصوصیات استفاده شد. متغیرهای کمکی که در کوکریجینگ استفاده گردید، شامل میزان رس، سیلت و شن، جرم مخصوص ظاهری، رطوبت اشباع و ماده آلی می باشند. برای مقایسه روش ها از آماره های میانگین مطلق خطا، میانگین اریب خطا، ریشه میانگین مربعات خطا و انحراف استاندارد عمومی با تکنیک ارزیابی متقابل استفاده شد. نتایج نشان داد، ضریب تغییرات خصوصیات دارای دامنه ای از 8/6 درصد در جرم مخصوص ظاهری تا 5/88 درصد در سرعت نفوذ نهایی آب در خاک می باشد. ضریب هم بستگی بین سرعت نفوذ نهایی و میزان سیلت و ماده آلی، مثبت و بزرگ تر از 2/0 می باشد که با ماده آلی در سطح 5 درصد معنی دار می باشد و از آن ها می توان در تخمین کوکریجینگ در نقاط نمونه برداری نشده کمک گرفت. نتایج نیم تغییرنما نشان داد که همه خصوصیات دارای درجه وابستگی مکانی متوسط تا قوی با دامنه ی تاثیر 24 تا 58 متر به ترتیب برای سرعت نفوذ نهایی و سیلت می باشند. بر پایه پارامترهای آماری در خصوصیات مربوط به بافت خاک، کریجینگ تخمین بهتری در مقایسه با روش وزن معکوس فاصله انجام داد. هم چنین هر دو روش کریجینگ و کوکریجینگ تخمین قابل قبولی برای سرعت نفوذ نهایی انجام دادند. اگرچه استفاده از متغیر ثانویه سیلت در روش کوکریجینک توانست خطای تخمین را 14 درصد نسبت به روش کریجینگ کاهش دهد.

تلفیق اطلاعات خواص هیدرولیکی خاک، هندسه ترک ها و چگونگی پاسخ گیاه برنج به تنش خشکی در مقیاس مزرعه با مدل های شبیه سازی فرآیندهای فیزیکی خاک و گیاه، زمین آمار و سیستم اطلاعات جغرافیایی (gis) ابزاری امیدبخش برای مدیریت بهینه آب در شرایط محدودیت کمی و کیفی آب در مقیاس ناحیه ای است. این پژوهش با هدف: 1- تعیین مناسب ترین مدل سری زمانی به منظور پیش بینی دبی سالانه رودخانه های قزل اوزن و شاهرود در حوضه آبریز سپیدرود بر پایه آماره های نیکویی برازش، 2- بررسی نحوه ترک برداری، خصوصیات هندسی و چگونگی توسعه ترک ها در خاک های سطحی شالیزاری در شرایط مختلف شوری، 3- تعیین بهترین مدل کاهش جذب آب برای گیاه برنج (رقم هاشمی) جهت پیش بینی عملکرد در شرایط محدودیت هم زمان خشکی و شوری و 4- شناسایی محدوده های بحرانی ناشی از تنش خشکی و شوری احتمالی در مقیاس ناحیه ای انجام شد. با توجه به اهمیت فراوان آورد رودخانه های قزل اوزن و شاهرود در حوضه آبریز سپیدرود برای تامین آب مورد نیاز استان گیلان، بر مبنای آمار ثبت شده 43 ساله، روند تغییرات، تداوم و پیش بینی دبی جریان با استفاده از آزمون ناپارامتری من کندال، احتمال ویبل و مدل arma مشخص گردید. نتایج نشان داد از سال 1375 تا کنون کاهش میانگین دبی و تداوم کمبود جریان در رودخانه سپیدرود پدیده غالب بوده و از سوی دیگر شوری آب این رودخانه نیز از 81/1 به 66/2 دسی زیمنس بر متر افزایش یافته است. در سال های آتی با افزایش فاصله آبیاری در هر تناوب بروز ترک به علت غالب بودن کانی انبساط پذیر اسمکتیت و محتوای بالای رس (با میانگین 30 درصد)خاک های شالیزاری استان گیلان اجتناب ناپذیر و هدر رفت آب در خاک های ترک دار از مهم ترین مشکلات مطرح می باشد. بررسی خصوصیات هندسی و چگونگی توسعه ترک ها در خاک های سطحی شالیزاری با شوری های آب آبیاری برابر با 2، 3، 4 و 5 دسی زیمنس بر متر در هر دو مقیاس آزمایشگاه و مزرعه نشان داد که تغییر حجم خاک با انقباض عمودی آغاز شده و بروز ترک در همه تیمارها در رطوبت نزدیک به اشباع رخ می¬دهد. هر چند افزایش شوری خاک توسعه ترک را با تاخیر مواجه ساخت اما متوسط پهنا و عمق ترک ها را افزایش داد. بررسی اثر هم زمان تنش های شوری و خشکی بر گیاه برنج (رقم هاشمی به عنوان رقم غالب استان گیلان) نشان داد بهترین مدل در پیش بینی اندازه کاهش جذب آب در شرایط تنش های هم زمان شوری و کم آبیاری، مدل همایی و فدس (1999) است. حد آستانه کاهش عملکرد در اثر تنش خشکی برابر با 80 درصد رطوبت اشباع خاک و حد آستانه تنش شوری برابر با 83/2 دسی زیمنس بر متر می باشد. اثر تنش های شوری و خشکی بر جریان افقی و عمودی آب در خاک های ترک دار شالیزاری در حضور گیاه برنج رقم هاشمی در شرایط مزرعه ای نشان داد چنانچه ترک هایی با اندازه متوسط در سطح مزرعه تشکیل گردد آبیاری مداوم گیاهان حتی با آبی با کیفیت پایین منجر به عملکرد بالاتری نسبت به استفاده از دور آبیاری شش روز خواهد شد. علی رغم مصرف کم تر آب در تیمارهای آبیاری متناوب، بیش ترین بهره وری آب مربوط به تیمارهای آبیاری غرقاب در شرایط ترک مویین بود. هم چنین ترک های متوسط ایجاد شده در سطح شالیزار به طور قابل توجهی نشت جانبی را افزایش دادند. اثر شوری آب آبیاری بر شدت نشت جانبی معنی دار نبوده و ترک ها بعد از مرطوب کردن خاک بسته نشدند. اثر مدیریت کمی و کیفی آب از پایان مرحله پنجه زنی بر گیاه برنج در مقیاس ناحیه ای نشان داد در بیش تر شالیزارهای واقع در جنوب غربی و غرب ناحیه مطالعه شده احتمال بروز و توسعه ترک از نظر زمانی سریع تر از دیگر نقاط بوده و در نتیجه تلفات آب بیش تر و خطر (ریسک) تنش خشکی بالاتر است و شوری خاک در پایان فصل کشت نیز در این ناحیه ها بیش تر است. در این زمین ها مقدار رس بیش تر و مقدار کربن آلی و ضخامت خاک سطحی کم تر بود.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.