کارایی روش‎ الکتره ترای در ارزیابی تناسب اراضی منطقه چالدران برای کشت سیب زمینی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

عضو هیئت علمی مرکز آموزش عالی شهید باکری میاندوآب، دانشگاه ارومیه

چکیده

سابقه و هدف: ارزیابی تناسب اراضی جهت حفاظت خاک امری اجتناب‌ناپذیراست. انتخاب یک روش مناسب نیز با توجه به محدودیت‌‌های روش فائو به‌‌عنوان روش مرسوم ارزیابی اراضی ضروری به نظر می‌‌رسد. در این راستا روش‌های چندمعیاره ازجمله الکتره‌ترای به‌ دلیل دخالت دادن نظرات کارشناسی، در نظرگیری وزن ویژگی‌های مؤثر در تناسب می‌تواند مفید باشد.
مواد و روش‌ها: در این پژوهش روش ریشه دوم و روش الکتره‌ترای برای ارزیابی تناسب بخشی از اراضی شهرستان چالدران به مساحت تقریبی 5000 هکتار در حدفاصل ′19 °44 تا ′23 °44 طول شرقی و ′01 °39 تا ′08 °39 عرض شمالی برای کشت سیب‌زمینی استفاده شدند. برای نیل به اهداف در مجموع تعداد 60 خاکرخ حفر، تشریح و نمونه‎برداری گردید و پس از تجزیه خاک، ویژگی‎های شیب، سیل‎گیری، زهکشی، بافت خاک، ذرات درشت‎تر از شن، آهک، گچ، هدایت الکتریکی، درصد سدیم تبادلی و اقلیم منطقه با اعمال ضرایب وزنی در خاکرخ‌های مختلف استخراج گردید. وزن‌های معیارها با استفاده از روش ماتریس مقایسه زوجی و مقادیر مرز بین کلاس‎ها و نقاط مرزی در روش الکتره‌ترای با استفاده از جدول نیازمندی‎ها و داده‎های مربوط به ویژگی‎های خاک و اراضی تعیین شدند. پتانسیل تولید اراضی نیز با هر دو روش از ضرب شاخص‌های خاک در تولید پتانسیل حاصل گردید و با استفاده‌ از آماره‌های مختلف مقایسه شدند.
یافته‌ها: رده‎بندی خاک‎ها براساس کلید رده‌بندی 2014، آلفی‌سول، اینسپتی‌سول و انتی‌سول است. مقایسه میانگین مقادیر ویژگی‎های خاک و اراضی بین کلاس‎های تناسب تفکیک‌شده در روش الکتره ترای با آزمون دانکن اختلاف معنی‎دار را نشان داد و این نشان‌دهنده دقت این روش در تفکیک کلاس‌های تناسب اراضی است. پتانسیل تولید سیب‌زمینی در منطقه چالدران با روش‌های ریشه دوم و الکتره ترای به ترتیب 9330 تا 30200 و 10140 تا 32350 تخمین زده شد. روش الکتره‌ترای ازنظر آماره‌های ضریب تبیین (87/0) و جذر میانگین مربعات خطا (۶/۱۹۷) دقت بیشتری نسبت به روش پارامتریک با ضریب تبیین (79/0) و جذر میانگین مربعات خطا (۲۴۱/۲) دارد. همچنین معیار میانگین هندسی نسبت خطا (GMER) نیز نشان‌دهنده کم‌برآوردی هر دو روش ارزیابی بود. از طرفی دقت بالای این روش‌ ترکیبی به تعیین حدود مناسب انتقالی‌، مقادیر مناسب آستانه‎ها و وزن‌های ویژگی‎ها و کاربرد رابطه-های فازی در فرآیند محاسبات بستگی دارد.
نتیجه‌گیری: براساس نتایج به‌دست‌آمده، به نظر می‌رسد که روش الکتره‌ترای، از طریق ترکیب با نظرات کارشناسی می‌تواند بهتر به مسئله تناسب اراضی کشاورزی برای تیپ بهره‌وری خاص بپردازد. همچنین صرفه‌جویی در زمان فرآیند ارزیابی تناسب اراضی برای زراعت سیب‌زمینی قابل‌توجه بود. انطباق نتایج به‌دست‌آمده نیز با تولید واقعی تأییدکننده اثربخشی سامانه می‌باشد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

ELECTRE Tri Method Performance on Land Suitability Evaluation in Chalderan Region for Potato

نویسنده [English]

  • moslem Servati
چکیده [English]

Abstract
Background and objectives: Land suitability evaluation is inevitable for soil protection. Selection of an appropriate land suitabiliyty method seems to be necessary due to the limitation of the FAO method as a conventional method. In this regard, multi-criteria desision methods (MCDM) such as electrothermics, can be helpful due the considering the weights of effective factors and experts oponions in land suitability evaluation.
Materials and methods: In this research, Square Root Method and ELECTRE Tri multiple criteria method have bean also used for suitability evaluation in an area about of 5000 ha of Chalderan region located between 47° 19′- 47° 23′ East longitude and 39° 01′-39° 08′ North latitude for potato cultivation. In general 60 soil profiles were dug, described and sampled and after soil samples analysis, soil texture, gravels, calsium carbonate, gypsum, EC, ESP, slope, flooding, drainage and region climate in different profile were produced by weighted coefficients. Criteria weights via pair-wise comparison matrix method and ELECTRE Tri profiles and thresholds limits determined using requirements table, soil and land properties data. In two selected land suitability method, land production potential was calculated by multiplication of the soil indices and radiation thermal production potential.
Results: soils of study region has been classified on Entisols, Inceptisols and Aridisols based on 12th Keys to soil taxonomy. Statistics comparison of allocated grades mean to suitability classes’ reveald that results of two methods were significantly different and ELECTRE Tri method had the best grade. Also mean comparing of soil and land properties amount via Duncan test showed significant difference between suitability classes. The ELECTRE Tri methods was the best model from the viewpoint of statistical indices including R2 (0.87) and RMSE (241.2). Also, Root mean square method has a R2 (0.79) and RMSD (197.6). Predicted potential production by Root mean squre method and ELECTRE Tri method was 9330 to 30200 and 10140 to 32350, respectively. The GMER index also indicated lowestimation of two selected land evaluation method. ELECTRE Tri suitability evaluation that implies high accuracy of this method due to determination of transition suitable limits, appropriate values of thresholds and criteria weights as well as usage of fuzzy logic principals on calculation processes.
Conclusion: ELECTRE Tri method, integrated into expert opinion, is better suited to the problem of land suitability for agriculture. The time saving during the development of the land suitability evaluation for the agriculture of the potato was considerable. The coherence of the obtained rsults with observed yield confirms the system effectiveness.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Actual yield
  • Multicriteria method
  • Potential yield
  • Root mean square method
 1.Akinci, H., Ozalp, A.Y., and Turgut, B. 2013. Agricultural land use suitability analysis using
GIS and AHP technique. Computers and Electronics in Agriculture. 97: 71-82.
2.Almeida-Dias, J., Figueira, J.R., and Roy, B. 2010. ELECTRE TRI-C: A multiple criteria
sorting method based on characteristic reference actions. Europ. J. Oper. Res. 204: 565-580.
3.Burrough, P.A. 1989. Fuzzy mathematical methods for soil survey and land evaluation. J. Soil
Sci. 40: 447–92.
4.Ceballos-Silva, A., and Lopez-Blanco, J. 2003. Delineation of suitable areas for crops using a
multi-Criteria evaluation approach and land use/cover mapping: a case study in central
Mexico. Agricultural Systems. 77: 117-136.
5.DeWit, C.T. 1965. Photosynthesis of leaf canopies. No 663, Pudoc Press. 57p.
6.Elaalem, M., Camber, A., and Fisher, P. 2011. A comparison of Fuzzy AHP and ideal point
methods for evaluation land suitability. Trans. GIS J. 15: 3. 329-346.
7.FAO. 1979. Soil Survey Investigations for Irrigation. FAO Soils Bulletin No. 42, Rome. 188p.
8.FAO. 1983. Guidelines: Land Evaluation for Rainfed Agriculture. Food and Agriculture
Organization of the United Nations, Rome, International Standard Book Number,
13: 9789251014554. 237p.
9.Fontana, M.E., and Cavalcante, C.A.V. 2013. ELECTRE TRI method used to storage location
assignment into categories. Pesquisa Operacional. 33: 2. 283-303.
10.Geological survey and Mineral Exploration of Iran. 2006. Geology Map of Iran, 1:100000
series, Shite N, Chalderan (Siah Cheshmeh).
11.Khiddir, S.M. 1986. A statistical approach in the use of parametric systems applied to the
FAO framework for land evaluation. Doctoral dissertation, Ph.D. Thesis. State University
Ghent. 63p.
12.Li, B., Zhang, F., Zhang, L., Huang, J., Jin, Z., and Gupta, D.K. 2012. Comperhensive
suitability evaluation of Tea crops using GIS and modified land ecological suitability
evaluation model. Pedosphere. 22: 1. 122-130.
13.Mendas, A., and Delali, A. 2012. Integration of multicriteria decision analysis in GIS to
develop land suitability for agriculture: Application to durum wheat cultivation in the region
of Mleta in Algeria. Computers and Electronics in Agriculture. 83: 117-126.
14.Musso, G. 2003. Transport phenomena in electrokinetic soil remediation. Mathematical and
Computer Modelling. 37: 589-594.
15.Newhall, F., and Berdanier, C.R. 1996. Calculation of soil moisture regimes from the
climatic record. Natural Resources Conversations Service, Soil Survey Investigation Report,
No. 46, 13p.
16.Nguyen, T.T., Verdoodt, A., Tran, V.Y., Delbecque, N., Tran, T.C., and Van Ranst, E. 2015.
Design of a GIS and multi-criteria based land evaluation procedure for sustainable land-use
planning at the regional level. Agriculture, Ecosystems and Environment. 200: 1-11.
17.Saaty, T.H., and Vargas, L.G. 2001. Models, Methods, Concepts and Applications of the
Analytic Hierarchy Process. Kluwer Academic, 160p.
18.Schoeneberger, P.J., Wysocki, D.A., Benham, E.C., and Broderson, W.D. 2012. Field Book
for Describing and Sampling Soils. Natural Resources Conservation Service, USDA,
National Soil Survey Center, Lincoln, NE, 280p.
19.Sparks, D.L., Page, A.L., Helmke, P.A., Loeppert, R.H., Soltanpour, P.N., Tabatabai, M.A.,
Johnston, C.T., and Sumne, M.E. 1996. Method of soil analysis. Part II, III. 2nd ed. Agron,
Monogr. 9. ASA and SSSA, Madison, WI. 480p.
20.Sys, C., Van Ranset, E., and Debaveye, J. 1991a. Land Evaluation, Part I, Principle in Land
Evaluation and Crop Production Calculation, International Training Center for Post Graduate
Soil Scientists, Ghent University, Ghent., Belgium. 237p.
21. Sys, C., Van Ranset, E., and Debaveye, J. 1991b. Land Evaluation, Part II, Methods in Land
Evaluation. International Training Center for Post Graduate Soil Scientists, Ghent
University, Ghent, Belgium. 247p.
22.Sys, C., Van Ranset, E., Debaveye, J., and Beernaert, F. 1993. Land Evaluation, Part III,
Crop Requirements. General Administration for Development Cooperation Place, Brussels,
Belgium. 199p.
23.Tienwong, K., Dasananda, S., and Navanugraha, C. 2009. Integration of land evaluation and
the analytical hierarchical process method for energy crops in Kanchanaburi, Thailand.
Science Asia. 35: 170-177.
24.USDA. 2014. Keys to Soil Taxonomy, 12th edition, United State Department of Agriculture,
National Soil Survey Center. Natural Resources Conservation Service. 372p.
25.Van Ranst, E., Tang, H., Groenemans, R., and sinthurahat, S. 1996. Application of fuzzy
logic to land suitability for rubber production in peninsular Thailand. Geoderma. 70: 1-19.