برآورد میزان پتانسیل ترسیب کربن در مزارع سویا با استفاده از شاخص‌های گیاهی سنجش از دور (مطالعه موردی شهرستان گرگان، استان گلستان) - سمانه بخشنده; حسین کاظمی; افشین سلطانی; بهنام کامکار (Pizhūhish/hā-yi tulīd-i giyāhī)
سابقه و هدف: نگرانی‌های ناشی از مقدار کربن وارد شده به جوّ و اثرات آن روی اقلیم، روز به روز در حال افزایش است. در رویکرد جدید مدیریت بوم نظام‌های کشاورزی، خدمت ترسیب کربن بجای انتشار کربن در حال جایگزین شدن است. از این‌رو، تهیه اطلاعات دقیق از توزیع مکانی میزان زیست‌توده و پتانسیل ترسیب کربن کشت بوم‌ها، یک عامل ضروری است. بنابراین، هدف از این پژوهش، استفاده از شاخص‌های گیاهی سنجش از دور، برای برآورد میزان پتانسیل ترسیب کربن در زیست‌توده گیاهی سویا (Glycine max L.) در زمین‌های زراعی شهرستان گرگان بود. مواد و روش‌ها: این مطالعه در کشت بوم‌های سویای شهرستان گرگان واقع در استان گلستان در سال زراعی 1396-1395 انجام شد. به منظور انجام این مطالعه، از تصاویر ماهواره سنتینل 2 تاریخ 17/9/2017 استفاده شد. با استفاده از 250 نقطه کنترل‌زمینی، دقت تصاویر بعد از انجام تصحیحات هندسی و رادیومتری مورد بررسی قرار گرفت. در بخش مزرعه ای از 150 مزرعه نمونه‌های گیاهی در مرحله حداکثر رشد رویشی گیاه سویا به صورت تصادفی با استفاده از کوادرات 5/0 × 5/0 تهیه و به آزمایشگاه تحقیقات زراعی دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی گرگان منتقل گردید. سپس وزن خشک نمونه‌های گیاهی محاسبه و با استفاده از روش احتراق میزان کربن موجود در زیست‌توده هوایی تعیین شد. برای تهیه نقشه سطح زیر کشت سویا، از طبقه‌بندی نظارت شده با استفاده از الگوریتم حداکثر و حداقل احتمال اطمینان استفاده گردید. دقت این طبقه‌بندی با واقعیت زمینی بر اساس مقدار صحت کلی و ضریب کاپا مورد ارزیابی قرار‌‌‌گرفت. در این مطالعه شاخص‌های گیاهی شاخص نرمال شده اختلاف پوشش گیاهی ((NDVI، شاخص پوشش گیاهی تفاضلی (DVI)، نسبت شاخص پوشش گیاهی (RVI) و شاخص پوشش گیاهی با اصلاح انعکاس خاک (SAVI) محاسبه شد. سپس رابطه رگرسیونی بین شاخص‌های گیاهی و میزان زیست‌توده و پتانسیل ترسیب کربن در نرم‌افزار SPSS 16، برقرار شد. بعد از انتخاب برترین شاخص گیاهی، در گام بعدی نقشه‌های زیست‌توده گیاهی و میزان پتانسیل ترسیب کربن با استفاده از نرم‌افزار 10.6 Arc GIS تهیه شد. سپس با استفاده از روش‌های گروه‌بندی، میزان زیست‌توده و میزان پتانسیل ترسیب کربن در چهار طبقه تفکیک گردید.یافته‌ها: در این مطالعه سطح زیرکشت سویا در شهرستان گرگان 71/12333 هکتار برآورد گردید. نتایج نشان داد که مقدار ضریب صحت کلی در روش طبقه‌بندی حداقل فاصله از میانگین، 87 درصد و در روش حداکثر احتمال 92 درصد و مقدار ضریب کاپا نیز به ترتیب برابر با 79/0 و 93/0 بدست آمد. براساس تجزیه رگرسیونی، شاخص DVI برای تهیه نقشه زیست‌توده و پتانسیل ترسیب کربن بخاطر داشتن بیشترین ضریب تبیین (86/0) و کمترین مقدار RMSE انتخاب شد. براساس نتایج، بیشترین مقدار پتانسیل ترسیب کربن از 78/1924 تا 18/2526 کیلوگرم در هکتار، در نواحی مرکزی و شرقی شهرستان، به دست آمد و کمترین مقدار آن از 43/919 تا 83/1313 کیلوگرم در هکتار در نواحی غرب و جنوب غربی شهرستان مشاهده شد.نتیجه‌گیری: در این آزمایش شاخص DVI توانست برآورد بهتری از پتانسیل ترسیب کربن در مزارع سویا نشان دهد. با توجه به داشتن دقت بالا، سهولت و کم هزینه بودن فناوری سنجش از دور از جمله محاسبه شاخص‌های گیاهی، می‌توان از این فناوری برای تخمین زیست‌توده و برآورد پتانسیل کربن گیاهان زراعی در کشت بوم‌ها استفاده نمود.