شماره راهنما :
1327 دكتري
پديد آورنده :
علي دوست لمر، الهام
عنوان :
اثر كاربري اراضي بر ترسيب كربن آلي در خاك و مدل سازي تغييرات آن در حوضه آبخيز لردگان
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
سيزده، [۱۶۹]ص.: مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
مجيد افيوني، محمدعلي حاج عباسي
استاد مشاور :
محمدرضا مصدقي، سعيد پورمنافي، محسن شكل آبادي
توصيفگر ها :
كربن آلي خاك , ترسيب كربن , رگرسيون خطي چندمتغيره , نقشه برداري رقومي كربن آلي , مدل هاي يادگيري ماشين , مدل RothC , دگرگوني كربن آلي , تغيير اقليم
استاد داور :
شمس الله ايوبي، حسين بشري، حسين شيراني
تاريخ ورود اطلاعات :
1397/11/30
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1397/12/04
كد ايرانداك :
ID1327 دكتري
چكيده فارسي :
چکیده ترسيب کربن در خاک يکی از روشهاي کاهش دياکسيد کربن اتمسفر و غلبه بر پيامدهاي تغيير اقليم ا ست نوع کاربري زمين مقدار تر سيب کربن در خاک را تحت تاثير قرار میدهد تغيير کاربري ارا ضی در دهههاي گذ شته بهويژه در مناطق خشککک و نيمهخشککک ايران باعت تغيير نقش خاک از مخزنی براي ذخيره کربن به منبعی براي انتشککار آن به اتمسککفر شککده ا ست بنابراين تعيين مقدار اوليه ذخيره کربن آلی خاک برر سی تغييرات آن در طول زمان ک سب اطالعات مکانی پيو سته کربن آلی و پيشبينی روند تغييرات آن در آينده ضککروري به نظر میرسککد اين پژوهش در قالب سککه مطالعه مجزا با هدف برر سی اثر کاربري زمين بر تر سيب کربن آلی در خاک نق شهبرداري رقومی کربن آلی و مدل سازي ديناميک کربن آلی در آينده با فرض وقوع تغيير اقليم انجام شککد منطقه مورد مطالعه به وسککعت 583 کيلومتر مربع در بخشککی از حوضککه آبخيز لردگان و در استان چهارمحال و بختياري واقع شده است که شامل کاربريهاي مرتع جنگل ديمزار و اراضی تحت کشت آبی بود در مجموع 054 نمونه خاک از 05 نقطه سه اليه 5 0 5 51 و 03 51 سانتیمتري و سه زمان بهار و پاييز سال 2931 و بهار 4931 جمعآوري شکککدند ميانگين کربن آلی خاک در مرتع جنگل ديمزار و کشکککت آبی به ترتيب 3 01 2 02 2 9 و 1 01 گرم بر کيلوگرم بود مقدار کربن آلی در ارا ضی جنگلی بهطور معنیداري بي شتر از ساير کاربريها بود 50 0 P مقايسه نقشههاي کاربري اراضی سالهاي 7631 و 2931 نشاندهنده تغيير مساحت تحت پوشش هر کاربري بود که اين تغييرات باعت کاهش 001 گيگاگرمی کربن آلی خاک در 03 سککانتیمتر فوقانی خاک در اين فاصککله زمانی شککده اسکککت تحليل رگرسکککيون خطی چندمتغيره نشکککان داد که عوامل کنترلکننده کربن در انواع کاربريها و اليههاي مختلف خاک متفاوت بود بر اين اساس فاکتورهاي ميانگين وزنی قطر خاکدانهها جرم مخصوص ظاهري درصد رس درصد شن و ارتفاع منطقه به عنوان مهمترين فاکتورهاي اثرگذار بر مقدار کربن آلی خاک در منطقه شناسايی شدند بررسی وضعيت ا شباع رسهاي خاک بهو سيله کربن ن شان داد که خاکهاي همه کاربريها داراي مقدار قابل توجهی رس کمپلکسن شده با کربن آلی بودند که نشککاندهنده ظرفيت اين خاکها براي نگهداشککت کربن بيشککتر اسککت اتخاذ اسککتراتژيهاي مديريت پايدار ارا ضی م ستلزم شناخت توزيع مکانی کربن آلی خاک ا ست در مطالعه دوم نق شه رقومی چگالی کربن آلی خاک منطقه بر اساس تکنيکهاي يادگيري ماشين و با استفاده از دادههاي اقليمی خاکی مدل رقومی ارتفاع و تصاوير ماهوارهاي لندست براي سالهاي 0002 9002 و 4102 تهيه شد از ميان روشهاي يادگيري ما شين مدل ما شين بردار پ شتيبان بهترين کارايی را به خود اختصاص داد مهمترين متغيرهاي وارد شده در ساختار اين مدل شامل دما بارش ارتفاع شاخص گياهی تعديلکننده اثرات خاک اصالحشده MSAVI درصد سيلت و باند 5 تصوير لندست 8 بودند نقشه توليد شده همخوانی خوبی با نقشککه کاربري اراضککی و مشککاهدات ميدانی داشککت مقايسککه مقادير ذخيره کربن آلی خاک بر اسککاس نقشککههاي توليدشده نشان داد که از سال 0002 تا 9002 مقدار کل ذخيره کربن در منطقه افزايش و از سال 9002 تا 4102 کاهش يافته ا ست اين تغييرات هم سو با تغييرات ويژگیهاي اقليمی منطقه بود که اثر آنها در شاخص MSAVI نيز منعکس شده بود برر سی کلی ن شان داد که تغييرات چگالی کربن آلی در بخشهاي غربی حو ضه که عمدتا داراي پو شش جنگلی ا ست در طول زمان کمتر بوده اسککت که نشککاندهنده اثر مثبت کاربري جنگل بر پايداري کربن آلی خاک اسککت در سککالهاي اخير پيشبينی ذخيره کربن آلی خاک بهعلت اهميت بالقوه آن در تغيير اقليم و انتشار دياکسيدکربن به اتمسفر مورد توجه قرار گرفته ا ست خاکها در صورت مديريت صحيح میتوانند مخزن ذخيره کربن بوده و گزينه منا سبی براي کاهش غلظت دياکسيدکربن اتمسفر باشند مدل RothC يکی از مدلهاي فرآيندي پرکاربرد در زمينه بررسی ديناميک کربن آلی خاک اسککت که کربن آلی را به پنج منبع با سککرعتهاي تجزيه متفاوت تقسککيم کرده و مقدار تغييرات آن را در آينده شککبيهسککازي میک ند ب نابراين بهمنظور بررسکککی اثر نوع کاربري و تغيير اقليم بر تغييرات کربن آلی خاک مدل RothC در انواع کاربريهاي مورد مطالعه و تحت شرايط اقليمی حا ضر و وقوع تغيير اقليم وا سنجی و اعتبار سنجی شد ضريب تبيين مدل در مرحله اعتبارسنجی بين 35 0 تا 37 0 متغير بود نتايج شبيهسازي تغييرات چگالی کربن آلی خاک با مدل RothC حاکی از کاهش 5 2 درصکککدي کربن آلی خاک در بازه زمانی 4102 تا 9902 بود در صکککورت وقوع تغيير اقليم در منطقه مورد مطالعه مطابق سکککناريوي 3 HadCM چگالی کربن آلی خاک بهطور متوسکککط 21 درصکککد کاهش خوا هد يافت بهمنظور راهاندازي مدل RothC بايد مقدار پنج منبع کربن آلی آن بهنحوي تعيين شککوند مقايسکک
چكيده انگليسي :
Land use effects on soil organic carbon sequestration and modeling its changes in Lordegan watershed Elham Alidoust Lomer elham alidoust@gmail com December 30 2018 Department of Soil Science Isfahan University of Technology Isfahan 84156 83111 Iran1st Supervisor Majid Afyuni afyuni@cc iut ac ir2nd Supervisor Mohammad Ali Hajabbasi hajabbas@cc iut ac ir Professor of Soil Science Department of Soil Science College of Agriculture Isfahan University ofTechnologyAbstractSoil carbon sequestration is recognized as a possible solution for climate changemitigation and different land uses may alter this phenomenon An urgent need is todetermine temporal and spatial changes of soil organic carbon SOC stock underdifferent land uses and its changes in the future in arid and semiarid regions This researchwas conducted in different land uses including pasture forest rain fed and irrigatedfarmlands across a 385 km2 semiarid region in western central Iran Lordegan Soil 450samples from 50 points across the study basin was collected in three depth incrementsand three sampling periods Mean SOC concentrations in the pasture forest rain fed andirrigated farmlands were 10 3 20 2 9 2 and 10 1 g kg 1 respectively About 1390 Ggorganic carbon was stored in the top 0 30 cm depth of the area The alteration of relativecontribution of each land use across the area led to SOC stock reduction of 100 Ggcarbons between 1988 and 2014 The results also indicated that the SOC controllingfactors varied considerably among the land uses and soil depths Mean weight diameterof aggregates MWD bulk density soil texture and altitude were identified as theimportant controlling variables by the stepwise multiple linear regression analysis Thesupport vector machine showed to be the best method to predict SOC stocks in digitalSOC mapping The most important variables explaining the observed spatial patterns ofSOC stocks were temperature precipitation elevation modified soil adjusted vegetationindex MSAVI silt content and the near infrared band of Landsat 8 The comparison ofproduced maps indicated that the SOC stock increased from 2000 to 2009 and thendecreased between 2009 and 2014 These trends were in line with the climatic variableschanges and reflected in MSAVI The minimum changes of SOC density occurred in thewestern part of the catchment dominantly covered by forest suggesting the resistance ofSOC in this land use The SOC changes in response to climate change under various landuses were estimated using the RothC model Simulated values of SOC density correlated 161
استاد راهنما :
مجيد افيوني، محمدعلي حاج عباسي
استاد مشاور :
محمدرضا مصدقي، سعيد پورمنافي، محسن شكل آبادي
استاد داور :
شمس الله ايوبي، حسين بشري، حسين شيراني
