Efectos de las formaciones geológicas y la topografía sobre la evolución y diversidad de los suelos

Different soils with various properties and sometimes with different types of limitations can be formed which is necessary to investigate the conditions of soil formation and evolution for their optimal use. In this study, we studied the relationship between soil, topography in terms of slope and elevation, and parent material with the land morphology and physical and chemical properties of soil, how the soil formed and evolved. From 19 control soil profiles, 57 soil samples were obtained from three layers and some soil characteristics including Acidity, Salinity, Gypsum, Lime, Texture and Organic matter were measured. Using NEWHALL software, the soil temperature and moisture regime was determined. To study the conditions of topography, the digital elevation map and slope was prepared, the characteristics of geological formations were determined and based on the Gower index and Jacquard index, the relationship between soil evolution factors with topography and parent materials were studied. The diversity of soils classification was studied using richness, uniformity of Shannon and Simpson indices. Based on the results obtained from Gower and jacquard similarity indices, the effect of topography and parent materials on soil diversity was proved. Soil diversity indices showed an increasing trend from the soil order level to the soil family. The increase in the Richness index was higher at the soil family level, so that the highest soil diversity observed at the soil family level. Also, soil diversity is mainly affected by intrinsic factors and to some extent by environmental factors. Soil profile development is mostly influenced by slope, parent materials and in some areas by groundwater level.Se pueden formar diferentes suelos con varias propiedades y en ocasiones con diferentes tipos de limitaciones lo que es necesario para investigar las condiciones de formación y evolución del suelo para su óptimo aprovechamiento. En este estudio, estudiamos la relación entre el suelo, la topografía en términos de pendiente y elevación y el material parental con la morfología de la tierra y las propiedades físicas y químicas del suelo, cómo se formó y evolucionó el suelo. A partir de 19 perfiles de suelo de control, se obtuvieron 57 muestras de suelo de tres capas y se midieron algunas características del suelo que incluyen acidez, salinidad, yeso, cal, textura y materia orgánica. Usando el software NEWHALL, se determinó el régimen de temperatura y humedad del suelo. Para estudiar las condiciones de topografía se elaboró ​​el mapa digital de elevación y pendiente, se determinaron las características de las formaciones geológicas y con base en el índice de Gower y el índice de Jacquard se estudió la relación entre los factores de evolución del suelo con la topografía y los materiales parentales. La clasificación de la diversidad de suelos se estudió utilizando la riqueza, uniformidad de los índices de Shannon y Simpson. Con base en los resultados obtenidos de los índices de similitud de Gower y Jacquard, se demostró el efecto de la topografía y los materiales parentales sobre la diversidad del suelo. Los índices de diversidad de suelos mostraron una tendencia creciente desde el nivel del orden del suelo hasta la familia del suelo. El aumento en el índice de riqueza fue mayor a nivel de familia de suelos, por lo que la mayor diversidad de suelos se observó a nivel de familia de suelos. Además, la diversidad del suelo se ve afectada principalmente por factores intrínsecos y, en cierta medida, por factores ambientales. El desarrollo del perfil del suelo está influenciado principalmente por la pendiente, los materiales parentales y en algunas áreas por el nivel del agua subterránea

Investigación del efecto de los cambios en el uso de la tierra en la erosión del suelo utilizando técnicas basadas en RS-GIS y AHP-Fuzzy (Estudio de caso: Qaresu Watersu, Ardabil, Irán)

La intensidad de la erosión del suelo que se producirá en una región depende de múltiples factores, incluidas las condiciones climáticas, la elevación, el terreno, el tipo de suelo y el uso del suelo. Entre estos factores, el uso de la tierra es uno de particular importancia, ya que refleja el enorme papel de los seres humanos en la exacerbación de la condición de erosión. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de los cambios de uso de la tierra en la erosión del suelo en la cuenca hidrográfica de Qaresu, utilizando técnicas de Teledetección (RS) y Sistema de Información Geográfica (GIS), una cuenca hidrográfica con un área de 4370,8 km2 ubicada en el centro de la provincia de Ardabil, noroeste de Irán. Para este propósito, las imágenes Landsat de 1985 y 2015 capturadas por los sensores TM y OLI-TIRS se utilizaron para desarrollar los mapas de uso del suelo del área de la cuenca utilizando el método de máxima verosimilitud. Los mapas de zonificación de erosión se desarrollaron integrando los mapas de uso de la tierra, pendiente, litología, distancia de las carreteras, distancia de los arroyos, precipitación y suelo utilizando el método de combinación lineal ponderada (WLC) después de una etapa de ponderación basada en AHP. Los resultados mostraron que en el período de 30 años de 1985 a 2015, la región ha experimentado una disminución en el área de bosques, cultivos de secano y pastizales y un aumento en el área de usos de la tierra definidos como urbanos, estériles, irrigados. agricultura y cobertura de agua. En total, la agricultura de secano y los pastizales fueron los usos más importantes de la tierra en el área estudiada. De acuerdo con los mapas de zonificación de erosión desarrollados, en 1985, 14,4% y 36,84%, y en 2015, 15,64% y 32,3% del área estudiada pertenecía a zonas de alto y muy alto riesgo en términos de potencial erosivo, respectivamente. En dos períodos definidos, las zonas de alto riesgo y muy alto riesgo se ubicaron principalmente sobre tierras agrícolas secas y de regadío

Investigación del efecto de los cambios en el uso de la tierra en la erosión del suelo utilizando técnicas basadas en RS-GIS y AHP-Fuzzy (Estudio de caso: Qaresu Watersu, Ardabil, Irán)

The intensity of soil erosion to occur in a region depends on multiple factors including climatic conditions, elevation, terrain, soil type, and land use. Among these factors, land use is one of the particular importance as it reflects the outsized role of humans in the exacerbation of erosion condition. This study aimed to investigate the effects of land use changes on soil erosion in Qaresu watershed, using Remote Sensing (RS) and Geographical Information System (GIS) techniques, a watershed with an area of ​​4370.8 km2 located in the center of Ardabil province, northwest of Iran. For this purpose, the 1985 and 2015 Landsat images captured by TM and OLI-TIRS sensors were used to develop the land use maps of the watershed area using the maximum likelihood method. The erosion zoning maps were then developed by integrating the maps of land use, slope, lithology, distance from roads, distance from streams, precipitation, and soil using the Weighted Linear Combination (WLC) method after an AHP-based weighting stage. The results showed that in the 30-year period from 1985 to 2015, the region has experienced a decrease in the area of forest, dry farming, and rangeland land uses and an increase in the area of land uses defined as urban, barren, irrigated farming, and water cover. In total, dry farming and rangeland were the largest land-uses in the studied area. According to the developed erosion zoning maps, in 1985, 14.4% and 36.84%, and in 2015, 15.64% and 32.3% of the studied area belonged to high and very high risk zones in terms of erosion potential, respectively. In defined two periods, high risk and very high risk zones were mostly positioned over dry and irrigated farmlands.La intensidad de la erosión del suelo que se producirá en una región depende de múltiples factores, incluidas las condiciones climáticas, la elevación, el terreno, el tipo de suelo y el uso del suelo. Entre estos factores, el uso de la tierra es uno de particular importancia, ya que refleja el enorme papel de los seres humanos en la exacerbación de la condición de erosión. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de los cambios de uso de la tierra en la erosión del suelo en la cuenca hidrográfica de Qaresu, utilizando técnicas de Teledetección (RS) y Sistema de Información Geográfica (GIS), una cuenca hidrográfica con un área de 4370,8 km2 ubicada en el centro de la provincia de Ardabil, noroeste de Irán. Para este propósito, las imágenes Landsat de 1985 y 2015 capturadas por los sensores TM y OLI-TIRS se utilizaron para desarrollar los mapas de uso del suelo del área de la cuenca utilizando el método de máxima verosimilitud. Los mapas de zonificación de erosión se desarrollaron integrando los mapas de uso de la tierra, pendiente, litología, distancia de las carreteras, distancia de los arroyos, precipitación y suelo utilizando el método de combinación lineal ponderada (WLC) después de una etapa de ponderación basada en AHP. Los resultados mostraron que en el período de 30 años de 1985 a 2015, la región ha experimentado una disminución en el área de bosques, cultivos de secano y pastizales y un aumento en el área de usos de la tierra definidos como urbanos, estériles, irrigados. agricultura y cobertura de agua. En total, la agricultura de secano y los pastizales fueron los usos más importantes de la tierra en el área estudiada. De acuerdo con los mapas de zonificación de erosión desarrollados, en 1985, 14,4% y 36,84%, y en 2015, 15,64% y 32,3% del área estudiada pertenecía a zonas de alto y muy alto riesgo en términos de potencial erosivo, respectivamente. En dos períodos definidos, las zonas de alto riesgo y muy alto riesgo se ubicaron principalmente sobre tierras agrícolas secas y de regadío

Investigación del efecto de los cambios en el uso de la tierra en la erosión del suelo utilizando técnicas basadas en RS-GIS y AHP-Fuzzy (Estudio de caso: Qaresu Watersu, Ardabil, Irán)

The intensity of soil erosion to occur in a region depends on multiple factors including climatic conditions, elevation, terrain, soil type, and land use. Among these factors, land use is one of the particular importance as it reflects the outsized role of humans in the exacerbation of erosion condition. This study aimed to investigate the effects of land use changes on soil erosion in Qaresu watershed, using Remote Sensing (RS) and Geographical Information System (GIS) techniques, a watershed with an area of ​​4370.8 km2 located in the center of Ardabil province, northwest of Iran. For this purpose, the 1985 and 2015 Landsat images captured by TM and OLI-TIRS sensors were used to develop the land use maps of the watershed area using the maximum likelihood method. The erosion zoning maps were then developed by integrating the maps of land use, slope, lithology, distance from roads, distance from streams, precipitation, and soil using the Weighted Linear Combination (WLC) method after an AHP-based weighting stage. The results showed that in the 30-year period from 1985 to 2015, the region has experienced a decrease in the area of forest, dry farming, and rangeland land uses and an increase in the area of land uses defined as urban, barren, irrigated farming, and water cover. In total, dry farming and rangeland were the largest land-uses in the studied area. According to the developed erosion zoning maps, in 1985, 14.4% and 36.84%, and in 2015, 15.64% and 32.3% of the studied area belonged to high and very high risk zones in terms of erosion potential, respectively. In defined two periods, high risk and very high risk zones were mostly positioned over dry and irrigated farmlands.La intensidad de la erosión del suelo que se producirá en una región depende de múltiples factores, incluidas las condiciones climáticas, la elevación, el terreno, el tipo de suelo y el uso del suelo. Entre estos factores, el uso de la tierra es uno de particular importancia, ya que refleja el enorme papel de los seres humanos en la exacerbación de la condición de erosión. Este estudio tuvo como objetivo investigar los efectos de los cambios de uso de la tierra en la erosión del suelo en la cuenca hidrográfica de Qaresu, utilizando técnicas de Teledetección (RS) y Sistema de Información Geográfica (GIS), una cuenca hidrográfica con un área de 4370,8 km2 ubicada en el centro de la provincia de Ardabil, noroeste de Irán. Para este propósito, las imágenes Landsat de 1985 y 2015 capturadas por los sensores TM y OLI-TIRS se utilizaron para desarrollar los mapas de uso del suelo del área de la cuenca utilizando el método de máxima verosimilitud. Los mapas de zonificación de erosión se desarrollaron integrando los mapas de uso de la tierra, pendiente, litología, distancia de las carreteras, distancia de los arroyos, precipitación y suelo utilizando el método de combinación lineal ponderada (WLC) después de una etapa de ponderación basada en AHP. Los resultados mostraron que en el período de 30 años de 1985 a 2015, la región ha experimentado una disminución en el área de bosques, cultivos de secano y pastizales y un aumento en el área de usos de la tierra definidos como urbanos, estériles, irrigados. agricultura y cobertura de agua. En total, la agricultura de secano y los pastizales fueron los usos más importantes de la tierra en el área estudiada. De acuerdo con los mapas de zonificación de erosión desarrollados, en 1985, 14,4% y 36,84%, y en 2015, 15,64% y 32,3% del área estudiada pertenecía a zonas de alto y muy alto riesgo en términos de potencial erosivo, respectivamente. En dos períodos definidos, las zonas de alto riesgo y muy alto riesgo se ubicaron principalmente sobre tierras agrícolas secas y de regadío

Efectos de las formaciones geológicas y la topografía sobre la evolución y diversidad de los suelos

Se pueden formar diferentes suelos con varias propiedades y en ocasiones con diferentes tipos de limitaciones lo que es necesario para investigar las condiciones de formación y evolución del suelo para su óptimo aprovechamiento. En este estudio, estudiamos la relación entre el suelo, la topografía en términos de pendiente y elevación y el material parental con la morfología de la tierra y las propiedades físicas y químicas del suelo, cómo se formó y evolucionó el suelo. A partir de 19 perfiles de suelo de control, se obtuvieron 57 muestras de suelo de tres capas y se midieron algunas características del suelo que incluyen acidez, salinidad, yeso, cal, textura y materia orgánica. Usando el software NEWHALL, se determinó el régimen de temperatura y humedad del suelo. Para estudiar las condiciones de topografía se elaboró ​​el mapa digital de elevación y pendiente, se determinaron las características de las formaciones geológicas y con base en el índice de Gower y el índice de Jacquard se estudió la relación entre los factores de evolución del suelo con la topografía y los materiales parentales. La clasificación de la diversidad de suelos se estudió utilizando la riqueza, uniformidad de los índices de Shannon y Simpson. Con base en los resultados obtenidos de los índices de similitud de Gower y Jacquard, se demostró el efecto de la topografía y los materiales parentales sobre la diversidad del suelo. Los índices de diversidad de suelos mostraron una tendencia creciente desde el nivel del orden del suelo hasta la familia del suelo. El aumento en el índice de riqueza fue mayor a nivel de familia de suelos, por lo que la mayor diversidad de suelos se observó a nivel de familia de suelos. Además, la diversidad del suelo se ve afectada principalmente por factores intrínsecos y, en cierta medida, por factores ambientales. El desarrollo del perfil del suelo está influenciado principalmente por la pendiente, los materiales parentales y en algunas áreas por el nivel del agua subterránea

Estimation of soil water retention curve using fractal dimension

The soil water retention curve (SWRC) is a fundamental hydraulic property majorly used to study flow transport in soils and calculate plant-available water. Since, direct measurement of SWRC is time-consuming and expensive, different models have been developed to estimate SWRC. In this study, a fractal-based model was developed to predict SWRC. A wide range of soil textures (130 soil samples) was used to determine the fractal dimension of SWRC (DSWRC). Moreover, the SWRC pedotransfer functions were established based on easily available soil properties such as particle size  distribution and bulk density by applying multiple linear regression analysis. The measured DSWRC for 110 soil samples was considered for function parameterization and the remaining was used for model validation. The results illustrated that the DSWRC linearly correlates with clay and silt contents and soil bulk density (r2 = 0.909). The SWRC can, therefore, be easily and concisely estimated by the proposed fractal-based functions. Key words: Fractal model; Pedotransfer functions; Regression analysis; Soil water retention curv

Estimation of soil water retention curve in semi-arid areas using fractal dimension

The soil water retention curve (SWRC) is one of the important hydraulic functions in water flow modeling and solute transport in the porous medium. Direct measurement of SWRC is time consuming and expensive, therefore different models have been developed to describe it. In this study, a model based on fractal theory was derived to estimate water retention curve. The fractal dimension of SWRC (DSWRC) for 130 soil samples (with a spread range of soil texture) were determined and tried to find out a simple relation between this parameter and easily available soil properties such as clay, silt and sand contents, lime percent and bulk density by applying multiple linear regression analysis. The measured DSWRC for 110 soil samples used for regression analysis and 20 soil samples was used for model validation. The regression analysis showed a linear relationship between DSWRC, with clay, silt contents and soil bulk density with the goodness of fit, R2 = 0.909, but lime content did not show any significant effect on SWRC prediction improvement. Therefore, it can be concluded that estimating SWRC in calcareous soil using DSWRC obtained from soil easily measured properties will be a good, rapid and reliable alternative for reliable estimation of soil hydraulic properties of these areas.Keywords: Fractal model; lime percent; Regression analysis; Soil water retention curv