بررسی تأثیر کیفیت آب های زیرزمینی با سطح ایستابی بالا بر خصوصیات شیمیایی خاک ها با استفاده از خوشه-بندی فازی (مطالعه موردی: دشت مهاباد)

چکیده مدیریت نامناسب آب در اراضی تحت کشت در دشت مهاباد همراه با ضعیف بودن زهکشی طبیعی، بر سطح ایستابی و کیفیت آب زیرزمینی و هم چنین خصوصیات شیمیایی و فیزیکی خاک تأثیر گذاشته است. بروز چنین شرایطی می تواند منجر به کاهش محصول و نیز زوال تدریجی منابع آب و خاک این منطقه در دراز مدت گردد. هدف این تحقیق بررسی و ارزیابی میزان تأثیر کیفیت آب زیرزمینی با سطح ایستابی بالا بر خصوصیات شیمیایی خاک، با استفاده از خوشه بندی فازی بود. به همین منظور نمونه برداری از آب زیرزمینی و خاک در 70 نقطه از دشت مورد مطالعه انجام گرفت و سپس مشخصه های کیفی آب و خاک در آزمایشگاه مورد اندازه گیری قرار گرفت. نرمال سازی داده های اولیه با استفاده از دو تبدیل گر ln و box-cox انجام شد. نتایج محاسبات ضریب همبستگی نشان داد، همبستگی بسیار بالایی بین خصوصیات شیمیایی آب و خاک وجود داشت. شوری پروفیل خاک تا حد زیادی وابسته به شوری آب زیرزمینی بوده و این وابستگی با افزایش عمق خاک از سطح زمین، افزایش می یافت. همچنین رابطه ای بین مقدار شوری آب زیرزمینی و شوری متوسط عصاره اشباع خاک ارائه شد. خوشه بندی فازی داده ها از طریق کمینه سازی یک تابع عینی در تعیین درجه عضویت هر نمونه در هریک از کلاس ها با نمای فازی 1/1 تا 2 انجام گرفت. پس از تعیین اعتبار خوشه بندی تعداد بهینه کلاس ها برای متغیرهای اندازه گیری شده آب زیرزمینی و خاک نه کلاس تعیین شد. نمودارهای درجات عضویت تخصیص یافته به هر نمونه در نمای اراضی منطقه نشانگر وجود همپوشانی بین کلاس ها و پیوستگی قابل توجه بود. بررسی مقادیر عضویت نشان داد که خوشه بندی فازی از حساسیت بالایی در تشخیص تیپ های مختلف آب زیرزمینی و خاک برخوردار است. کاربرد این روش در تهیه سیستم های طبقه بندی و نیز نقشه های پیوسته خاک و آب زیرزمینی با سطح نگرشی در حد نمونه قابل بررسی است.