| تعداد نشریات | 282 |
| تعداد نشریات سازمان | 80 |
| تعداد شماره‌ها | 3,268 |
| تعداد مقالات | 36,109 |
| تعداد مشاهده مقاله | 55,505,073 |
| تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 94,399,954 |
مقایسه روش‌های پارامتریک و ناپارامتریک در پهنه‌بندی رقومی ریسک کربن آلی، فسفر و پتاسیم قابل جذب خاک | ||
| پژوهش های خاک | ||
| مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده، انتشار آنلاین از تاریخ 14 شهریور 1405 | ||
| نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22092/ijsr.2026.372513.824 | ||
| نویسندگان | ||
| شاهرخ فاتحی* 1؛ جلال قادری2؛ میر ناصر نویدی3؛ فرحناز کرمی4 | ||
| 1استادیار پژوهش، بخش تحقیقات خاک و آب مرکز تحقیقات کشاورزی و آموزش منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، | ||
| 2استادیار پژوهش، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج | ||
| 3موسسه تحقیقات خاک و آب، سازمان تحقیقات، اموزش و ترویج کشاورزی، کرج، ایران | ||
| 4پژوهشگر، بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان کرمانشاه، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی، کرمانشاه، | ||
| چکیده | ||
| یکی از بهترین راه‌های جلب اعتماد کاربران نقشه‌های پیش بینی خصوصیات حاصلخیزی خاک، تهیه نقشه‌های ریسک این خصوصیات است. به همین منظور، در پژوهش حاضر کارایی دو روش پارامتریک (استفاده از کریجینگ همراه با توزیعt) و ناپارامتریک (استفاده از کریجینگ شاخص) برای تهیه نقشه رقومی کربن آلی ، فسفر و پتاسیم قابل جذب خاک مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، حدود 530 نمونه از خاک سطحی (عمق30-0 سانتیمتر) در وسعتی معادل4/335775 هکتار ازدشت‌های مهم نیمه شرقی استان کرمانشاه با یک طرح کاملا تصادفی برداشت گردید. نتایج تجزیه تحلیل آماری نشان داد که فسفر قابل جذب، بالاترین ضریب تغییر پذیری(51/0) را دارد. بهترین مدل برای برازش بر تغییرنمای داده‌های پیوسته و داده‌های دو دویی حاصل از تبدیل این داده‌ها بر اساس حد بحرانی این ویژگی‌ها، مدل ماترن با پارامترسازی مایکل اشتاین بود. برای ارزیابی عملکرد نهایی روش‌ها، از منحنی مشخصه عامل گیرنده ROC استفاده شد. ارزیابی منحنی ROC مشخص ساخت که روش پارامتریک در پهنه‌بندی ریسک کربن آلی و فسفر عملکرد بهتری نسبت به روش غیرپارامتری داشته است (به‌ترتیب با مساحت زیر منحنی AUC حدود ۰.۶۴ و ۰.۵۹)، در حالی که برای پتاسیم، هر دو روش عملکرد مشابهی با AUC حدود ۰.۷۳ ارائه دادند. این ناهمخوانی در عملکرد مدل‌ها می‌تواند ناشی از کم بودن تعداد نمونه‌ها، نحوه توزیع مکانی آن‌ها در منطقه مورد مطالعه و نحوه‌ی مدیریت زراعی و مصرف کود در منطقه باشد. به‌طور کلی، نقشه‌های ریسک تولیدشده، بستری قابل‌اطمینان برای پیاده‌سازی راهبردهای مدیریت تلفیقی حاصلخیزی خاک و توصیه‌های کودی دقیق فراهم می‌آورند. | ||
| کلیدواژه‌ها | ||
| آمار مکانی؛ کریجینگ شاخص؛ کریجینگ پارامتریک؛ مدل ماترن | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Comparison of Parametric and Non-Parametric Methods for Digital Risk Mapping of Soil Organic Carbon, Available Phosphorus, and Available Potassium | ||
| نویسندگان [English] | ||
| shahrokh fatehi1؛ Jalal Ghaderi2؛ Mir Nasser Navidi3؛ Farahnaz Karami4 | ||
| 1Research Assistant Professor, Soil and Water Research Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Kermanshah, Iran | ||
| 2Research Assistant Professor, Soil and Water Research Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Kermanshah, Iran | ||
| 3Soil and Water Research Institute, Agricultural Research Education and Extension Organization (AREEO), Karaj, Iran | ||
| 4Researcher, Soil and Water Research Department, Kermanshah Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, AREEO, Kermanshah, Iran | ||
| چکیده [English] | ||
| Background and Objectives: Soil fertility is the capacity of soil to supply essential nutrients for plant growth and is a key factor in food security and sustainable agriculture. Low organic carbon is one of the most important constraints on soil fertility in Iran, with about 62% of soils containing less than 1% organic carbon. In addition, phosphorus and potassium deficiencies have been reported in 71.8% and 21% of agricultural soils, respectively. Preparing accurate nutrient maps using geostatistical methods, particularly kriging, can help identify fertility constraints and improve agricultural management. However, the risk component has received less attention in many studies. In risk zoning, the probability that a soil property falls above or below a specified threshold is determined. Therefore, the objective of this study was to produce risk maps of organic carbon, available phosphorus, and exchangeable potassium across approximately 336,000 hectares of the plains of Kermanshah Province using both parametric and nonparametric methods, including indicator kriging. Materials and Methods: The study area is located in Kermanshah Province, between 46°22′ and 47°41′ E longitude and 33°48′ and 34°47′ N latitude. In this study, 530 surface soil samples were randomly collected from a depth of 0–30 cm, and soil organic carbon, available phosphorus, and exchangeable potassium were measured in the laboratory. Ordinary kriging was used to predict these properties, while universal kriging was applied when a spatial trend was detected, and different variogram models were fitted. Risk zoning was performed using both parametric and nonparametric approaches, including indicator kriging. In the nonparametric approach, continuous data were transformed into binary values based on the defined threshold. Finally, the performance of the two methods was evaluated using cross-validation and ROC curves. Results: After removing outliers from the initial 530 samples, geostatistical analysis was performed on 525 soil organic carbon samples, 475 phosphorus samples, and 488 potassium samples. The mean soil organic carbon content was 1.35% (range: 0.1–3.61), the mean available phosphorus content was 8.6 mg kg⁻¹ (below the critical threshold of 15 mg kg⁻¹), and exchangeable potassium ranged from 158 to 878 mg kg⁻¹. The coefficient of variation was moderate for soil organic carbon and potassium, but high for phosphorus. Analysis of the spatial trend showed that about 17% of the variation in potassium could be explained by spatial trend; therefore, ordinary kriging was used to predict soil organic carbon and phosphorus, whereas universal kriging was applied for potassium. In risk zoning, the data were transformed into binary values based on the critical thresholds of 1% for soil organic carbon, 15 mg kg⁻¹ for phosphorus, and 330 mg kg⁻¹ for potassium. The spherical model provided the best fit for phosphorus, while the Matérn model performed best for soil organic carbon and potassium. ROC curve analysis showed that the parametric method outperformed the nonparametric method for soil organic carbon and phosphorus (AUC ≈ 0.64 and 0.59, respectively), whereas for potassium the two methods performed similarly, with an AUC of about 0.73. Conclusion: The results of this study showed that the parametric method was more efficient than the non-parametric method for risk zoning of soil organic carbon and available phosphorus. However, for exchangeable potassium, both methods showed similar performance. The observed discrepancy in model performance may be attributed to limited sample size, the spatial distribution of samples across the study area, and local agricultural management practices. Overall, the generated risk maps provide a reliable framework for implementing integrated soil fertility management strategies and site-specific fertilizer recommendations. | ||
| کلیدواژه‌ها [English] | ||
| Spatial statistics, Indicator kriging, parametric krigingn, Matérn model | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 101 |
||