-

Abstract

Defining spatial variability patterns of natural recourses including soil is important for sustainable use and management of these resources. The objective of this study was to define spatial variability patterns of soil characteristics and map the soils in “the Çamgazi Land Consolidation and TIGH (Developing Services In-Field) Project” area which covers 19 villages of the center town of Adıyaman. Spatial distribution patterns of particle size distribution (sand, silt and clay), saturation percentage, soil reaction (pH), soluble salts, electrical conductivity, CaCO3 content, exchangeable Ca+Mg and Na, and B contents were analyzed using geostatistical methods. Sand, silt, exchangeable Ca+Mg and Na were defined with isotropic linear models, but saturation percentage, pH, EC, CaCO3, clay and B with isotropic power functions. Spatial dependency of the measured soil properties determined using the coefficient of variation (CV), variogram analysis and Moran’s I statistics.Spatial dependency of saturation, salt, lime, clay and B were found moderate and strong. Block Kriging analysis was performed successfully for estimating values at un-sampled areas and finally mapped for producing spatial variability patterns of soil properties. Results indicated that most of the measured soil characteristics showed moderate and strong spatial dependency. It may be possible to develop more effective management strategies for the study area by considering the spatial distribution patterns of measured soil properties

Keywords

• spatial variability, geostatistics, variogram, Kriging, Moran’s I statistics

Toprak Özelliklerinin Mekânsal Değişim Desenlerinin Jeoistatistiksel Yöntemlerle Belirlenmesi

Öz

Toprak gibi doğal kaynakların mekânsal değişiminin belirlenmesi, söz konusu kaynakların sürdürülebilir kullanım ve yönetiminde büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada; “Çamgazi Toplulaştırma ve TİGH (Tarla İçi Geliştirme Hizmetleri) Projesi” kapsamında Adıyaman’ın Merkez ilçesine ait 19 köyü kapsayan alana ait toprak örneklerinde belirlenen; tane büyüklüğü (kum, silt ve kil), % saturasyon, toprak reaksiyonu (pH), çözünebilir tuz, elektriksel iletkenlik (EC), kireç miktarı, değişebilir Ca+Mg ve Na içerikleri ile B (Bor) kosantrasyonu gibi özelliklerin mekânsal bağımlılıklarının jeoistatiksel metotlarla incelenmesi ve haritalanması hedeflenmiştir. İncelenen toprak özeliklerinden kum, silt, Ca+Mg ve Na izotropik lineer model, % saturasyon, pH, EC, kireç, kil ve B ise izotropik üssel model ile tanımlanmıştır. Toprak özelliklerinin mekânsal bağımlılıkları varyasyon katsayısı, variogram ve Moran’s I indeksine göre değerlendirilmiştir. Yapılan araştırmada bu üç yönteme göre saturasyon, tuz, kireç, kil ve B’un mekânsal bağımlılığının orta ve yüksek derecede olduğu görülmüştür. Ayrıca alansal kriging interpolasyon metodu kullanılarak her bir özelliğin çalışma alanında örneklenmeyen alanlardaki değerleri tahmin edilerek dağılım desenleri haritalanmıştır. Araştırma sonuçlarına göre çalışma alanı topraklarının mekânsal bağımlılık derecelerinin genellikle orta ve yüksek düzeylerde olduğu belirlenmiştir. İncelenen toprak özelliklerine ait yersel değişim haritaları yardımıyla çalışma alanında daha etkin toprak ve bitki yönetim stratejilerinin belirlenmesi mümkün olabilir.

Anahtar Kelimeler

• Mekânsal analiz, jeoistatistik, variogram, kriging, Moran’s I istatistiği

Kaynakça

1. Akbas, F., 2011. Tokat Kazova topraklarinin yarayişli fosfor düzeyinin jeoistatistik tahmin ve simulasyon metodlarıyla modellenmesi ve haritalanması. Tarım Bilimleri Derg., 18: 63-76.
2. Akgül, M., Öztas, T. ve Canbolat, M.Y., 1995. Atatürk Üniversitesi Topraklarında Tekstürel Degisimin M., 2011. Göksu deltasında bazı yeraltı suyu kalite öğelerinin probabilistic ve jeoistatistiksel yöntemlerle irdelenmesi. İMO Teknik Dergisi 341:5259-5283
3. Dible, W. T., Truog, E., Berger, C.C., 1954. Boron determination on soils and plants simpletied curcumin procedure. Anal. Chem. 26: 418.
4. Eker, O. 2010. Çamgazi Arazi Toplulaştırma ve TİGH Projesi Planlama Toprak Etüdü (PTE) ve Toprak İndeks Raporu. TC Tarım ve Köyişleri Bakanlığı Tarım Reformu Genel Müdürlüğü.
5. Goovaerts, P., 1999. Geostatistics in Soil Science: State of the Art and Perspectives. Geoderma, 89 (12): 1-45
6. GS+, 2009. Gamma Design Software. GS+ Geostatistics for Agronomic and Biological Sciences. Version 9.1 ,MI, USA.
7. Horneck, D.A., Hart, J.M., Topper, K., and Koepsell, B., 1989. Methods of soil analysis used in the Soil Testing Laboratory at Oregon State University. SM 89: 4 Agric. Expt. Sta., 21 pgs. OSU, Corvallis, OR.
8. IBM Corp. Released 2011. IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0. Armonk, NY: IBM Corp.

9. Iqbal J, Thomasson JA, Jenkins JN, Owens PR, Whisler FD. 2005. Spatial variability analysis of soil physical properties of alluvial soils. Soil Science Society of America Journal 69: 1338–1350. Cliff AD, Ord JK. 1973. Spatial Autocorrelation. Pion: London.
10. Isaaks E H & Srivastava R M, 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. Oxford University Press: New York
11. Journel, A.G. and C.H. Hıijbregts, 1978. Mining Geostatistics, Academic Press, New York.
12. Karabulut, A., 2010. Çukurova’da flüviyal Bir Tarim Arazisinde Bazı Toprak Verimlilik Özelliklerinin Jeoistatistiksel Modellemesi, in Toprak. Ankara Üniv.Yay. p. 167.
13. Karaman,M.R., Susam,T., Turan, M., Tutar,A., Sahin,S., 2012. Çilek tarımı yapılan arazide uzaysal doğal organic madde değişimlerinin jeoistatiksel yöntemlerle belirlenmesi in SAÜ Fen Edebiyat Dergisi.
14. Klute, A., 1986. Methods of Soil Analysis. Part I. Physical and Mineralogical Methods, 2nd ed.American Society of Agronomy, Madison, WI.
15. Knudsen, D., Peterson, G. A. and Pratt, P. F., 1982. Lithium, Sodium and Potassium. Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Migrobiological Properties. Agronomy Monograph No:9 (2 nd Ed.) ASA-SSSA, Madison, Wisconsin. USA.
16. Kutilek, M.and Nielsen, D.R., 1994. Soil Hydrology: GeoEcology Textbook.
17. Li, H.B. and Reynolds, J.F., 1995. On Definition and Quantification of Heterogeneity. Oikos, 73:280–284
18. Mardia, K.V. and R.J. Marshall, 1984. Maximum Likelihood Estimation of Models for Residual Covariance in Spatial Regression. Biometrica, 71(1): p. 135-146.
19. McGrath, D., C. Zhang, and O.T. Carton, 2004. Geostatistical Analyses and Hazard Assessment on Soil Lead in Silvermines Area, Ireland. Environmental Pollution, 127(2): p. 239-248.
20. Ongun, A.R., 2008. Toprakların Bazı Fiziksel ve Kimyasal Özelliklerinin Değişkenliğinin Saptanması, in Toprak. Ege Üniversitesi: İzmir. p. 131. Yöntemlerle Uzaysal
21. Oztas, T., 1995. Jeoistatistigin Toprak Bilimindeki Önemi ve Uygulanısı. İ.Akalın Toprak ve Çevre Semp. I:271- 280, Ankara
22. Page, A.L., Miller, R.H., Keeney D.R., 1982. Methods of Soil Analysis. Part II. Chemical and Microbiological Properties, second ed. American Society of Agronomy, Madison, WI.
23. Reese, R.E. and Moorhead, K.K., 1996. Spatial Characteristics of Soil Properties Along an Elevational Gradient in a Carolina Bay Wetland. Soil Sci. Soc. Am. J. 60:1273-1277.
24. Tekin,A.B., Gunal, H.,Sındır, K., Balcı, Y.,2011. Spatial Structure of available micronutrient contents and their relationships with other soil charecteristics and corn yield. Fresenius Environmental Bulletion, 20: 783-792.
25. Thomas, G.W., 1982. Exchangeable Cations. Chemical and Microbiological Properties. Agronomy Monography. No: 9, A.S.A.-S.S.S.A., Madison, Winconsin. USA. P. 159- 165.
26. Tobler, W.R., 1970. A Computer Movie Simulating Urban Growth in the Detroit Region. Economic Geography, 46: p. 234-240.
27. Turgut, B. ve Öztaş, T., 2012. Bazı Toprak Özelliklerine Ait Yersel Değişimin Jeoistatistiksel Yöntemlerle Belirlenmesi. Suleyman Demirel Üniversitesi Ziraat Faküttesi Dergisi, 7(2): p. 10-22.
28. Wang, S.Y.,Yu, T.Q., Wang, J.L., Yang, L. & Lu, P., 2008. Preliminary Study on spatial Variability and distribution of Available Micronutrients in Pinggu County, Beijing, China. Agricultural Sciences in China, 7(10), 1235-1244.
29. Wang, Y.Q. and M.A. Shao, 2013. Spatial Variability of Soil Physical Properties in a Region of the Loess Plateau of Pr China Subject to Wind and Water Erosion. Land Degradation & Development, 24: p. 296-304.
30. Warrick, A.W., Myers, D.E. and Nielsen, D.E., 1986. Geostatistical Methods Applied to Soil Science. P. 53-57. In A. Klute (ed) Methods of Soil Analyses Part I: Physical and Mineralogical Methods. ASA and SSSA, Madison, WI.
31. Webster, R. and Oliver, M., 2001. Geostatistics for Environmental Scientist. John Wiley & Sons, Chichster.