فهرست مطالب zaniar amiri
-
بررسی تغییرات پذیرفتاری مغناطیسی حرارتی و رنگ سنجی در یک توالی لس- پالئوسول، شرق استان گلستان، ایرانزمینه و هدف
در طول دوره کواترنر، مناطق میانی تا عرض جغرافیایی بالا تحت تاثیر رسوب لس قرار گرفتند. در نواحی شمالی و شمال شرقی ایران، نهشته های لس قابل توجهی وجود دارد که در امتداد دامنه شمالی رشته کوه های البرز و فلات لسی ایران پراکنده شده است. درون این نهشته های لس، پالیوسول هایی هستند که در شرایط آب و هوایی گرم و مرطوب (دوره بین یخبندان) تشکیل شده اند. این پالیوسول ها تغییرات اقلیمی و محیطی رخ داده در دوره کواترنر را نشان می دهند. درک رابطه بین رسوب لس و تشکیل پالیوسول ها می تواند بینش قابل توجهی را در مورد فرایند هایی که باعث تغییرات در آب وهوای جهانی می شود و چگونگی تاثیر آن ها بر زمین و اکوسیستم ارایه دهد. بررسی ها نشان داده است که رسوبات لسی و خاک های مشتق از آن غلظت های متفاوتی از کانی های آهن دار مانند هماتیت، اکسی-هیدروکسید آهن و گوتیت را در خود دارند. کانی های آهن دار به تغییرات محیطی بسیار حساس هستند و بررسی تغییرات این کانی ها در توالی های لس-پالیوسول می تواند شاخصی ارزشمند برای مطالعه تغییرات محیطی گذشته باشد. دو کانی اصلی که باعث ایجاد تغییر رنگ پذیرفتاری مغناطیسی در توالی های لس-پالیوسول می شوند گوتیت و هماتیت است. بنابراین بررسی این توالی ها از جنبه پارامترهای مغناطیسی و رنگ سنجی این امکان را فراهم می کند که تغییرات محیطی و اقلیمی گذشته را در توالی های لس-پالیوسول شناسایی کرد. هدف اصلی این تحقیق بررسی تغییرات اکسیدهای آهن در توالی لس-پالیوسول بلوچ آباد در شرق استان گلستان با استفاده از تکنیک های رنگ سنجی و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به دما به منظور ارایه اطلاعات کافی برای بازسازی شرایط اقلیمی گذشته در طول شکل گیری پالیوسول ها است.
مواد و روش هانمونه برداری از توالی لس-پالیوسول بلوچ آباد در شرق استان گلستان، برای هر افق لس و پالیوسول انجام شد. بررسی رنگ سنجی و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به دما به ترتیب برای 1345 و 24 نمونه در موسسه لیاگ، آلمان انجام شد. رنگ سنجی با استفاده از دستگاه اسپکتروفتومتر در محدوده نور مریی و پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به دما نیز در محدوده دمایی 20 تا 700 درجه سانتی گراد در محیط حاوی گاز آرگون برای جلوگیری از اکسیداسیون انجام شد.
نتایج و بحث:
از جمله نتایج این مطالعه می توان به شناسایی کانی های آهن دار در نمونه های لس و پالیوسول با استفاده از آنالیز رنگ سنجی اشاره کرد. کانی های آهن دار مانند هماتیت، گیوتیت و ماگهمیت را به ترتیب می توان در طول موج های 565، 435 و 595 نانومتر شناسایی کرد. نتایج رنگ سنجی نشان داد که نسبت هماتیت به گیوتیت پالیوسول ها در مقایسه به رسوبات لسی در منطقه مورد مطالعه افزایش داشته است که نشان دهنده افزایش بارندگی و رطوبت خاک در دوران بین یخچالی است. منحنی گرمایشی (پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به دما) نمونه های لس در دمای 590-560 درجه سانتی گراد کاهش شدیدی را نشان داد به دلیل وجود کانی مگنتیت در این نمونه ها است. در حالیکه این اتفاق در پالیوسول ها در دمای 350-300 درجه سانتی گراد رخ می دهد که به دلیل از بین رفتن کانی ماگهمیت تشکیل شده در دوران بین یخچالی است. نتایج نشان داد که هرچه مقدار کاهش منحنی گرمایشی در پالیوسول ها بیشتر باشد نشان دهنده افزایش شدت فرایندهای خاکساز است.
نتیجه گیرینتایج حاصل از این مطالعه نشان داد که کانی های آهن دار مانند مگنتیت، ماگهمیت، هماتیت و گیوتیت در لس و پالیوسول ها نقش مهمی در ایجاد خواص مغناطیسی و رنگ خاک دارند. همچنین افزایش حضور هماتیت و ماگهمیت در پالیوسول ها نشان دهنده افزایش شدت فرآیندهای خاکسازی و رطوبت در زمان تشکیل پالیوسول ها است. نتایج این تحقیق نشان داد که تکنیک رنگ سنجی و در کنار پذیرفتاری مغناطیسی وابسته به دما می تواند یکی از روش های سریع و دقیق در مطالعه و شناسایی پالیوسول ها باشد.
کلید واژگان: کواترنر, تغییر اقلیم, لس, اکسید آهن}Background and objectivesDuring the Quaternary period mid to high-latitude areas were affected by loess deposition. In Iran's northern and northeastern regions, significant loess deposits are prevalent and distributed throughout the Iranian Loess Plateau and along the northern foothills of the Alborz Mountains. Intercalated within these loess deposits are paleosols, formed during warm and moist climatic conditions (interglacial period). These paleosols offer an opportunity to study the climatic and environmental changes that occurred during the Quaternary period. Understanding the relationship between loess deposition and paleosol formation can offer significant insights into the mechanisms that drive changes in global climate and how they affect the Earth's geology and ecosystems. Studies have shown that loess sediments and loess-derived soils contain different concentrations of iron minerals such as hematite, iron oxyhydroxide, and goethite. These minerals are highly sensitive to environmental changes, and evaluating the changes of these minerals in loess-paleosol sequences can be a valuable indicator for studying paleoenvironmental changes. The two main minerals that cause color and magnetic susceptibility changes in loess-paleosol sequences are goethite and hematite. Therefore, the assessment of loess-paleosol sequences from the aspect of magnetic and colorimetric parameters provides the possibility to identify paleoenvironmental and climatic changes. The main goal of this research is to investigate the changes in iron oxides in the loess-paleosol sequence in the east of Golestan province using colorimetric techniques and temperature-dependent magnetic susceptibility in order to provide enough information for reconstructing the paleoclimatic conditions during the formation of paleosols.
Material and MethodsSampling was performed from the loess-paleosol sequence in the eastern Golestan province, for each loess and paleosol horizon. Initial colorimetric and magnetic susceptibility measurements were carried out respectively for 1345 and 24 samples at LIAG Institute in Germany. Color measurements were carried out with a spectrophotometer machine that covered the visible light range. The temperature magnetic susceptibility was carried out using in the 20–700°Ctemperature range in an argon atmosphere to minimize oxidation.
Results and DiscussionAccording to the results of this study, we can mention the identification of iron minerals in loess and paleosol samples using colorimetric analysis. Iron minerals such as hematite, goethite, and maghemite can be detected at wavelengths 565, 435, and 595 nm, respectively. Colorimetric results showed that the ratio of hematite to goethite of paleosols has increased compared to loess sediments in the study area, which indicates the increase in precipetation and soil moisture during the interglacial period. The heating curve (temperature-dependent magnetic susceptibility) of loess samples at 560-590 degrees Celsius showed a sharp decrease due to magnetite minerals in these samples. At the same time, this happens in paleosols at a temperature of 300-350 degrees Celsius, which is due to the loss of the maghemite mineral formed during the interglacial period. The results showed that the decrease in the heating curve in paleosols indicates the increase in the intensity of soil-forming processes.
ConclusionThe results of this study showed that iron minerals such as magnetite, maghemite, hematite, and goethite in loess and paleosols play an important role in magnetic properties and soil color. Also, the increase in the presence of hematite and maghemite in paleosols indicates the increase in the intensity of soil formation processes and humidity during the formation of paleosols. The results of this research showed that the colorimetric technique, along with temperature-dependent magnetic susceptibility, can be one of the fast and accurate methods in studying and identifying paleosols.
Keywords: quaternary, Climate Change, Loess, Iron oxide} -
رسوبات لسی شمال شرق ایران به عنوان آرشیو اقلیمی بی نظیری از دوران کواترنر تا حال حاضر دارای اهمیت زیادی است که در دهه اخیر موردتوجه بسیاری از دانشمندان ایرانی و بین المللی قرارگرفته است. مطالعه خاک های دست نخورده با استفاده از تکنیک های میکروسکوپی می تواند اطلاعات ارزشمندی برای درک شرایط محیطی و اقلیمی در زمان تشکیل خاک های مشتق شده از لس (پالیوسل) در اختیار ما قرار دهد. هدف اصلی این پژوهش بازسازی میزان بارندگی در زمان تشکیل پالیوسل های مربوط به اواخر دوره پلیستوسن با کمک مطالعات میکرومورفولوژیکی در شرق استان گلستان است. برای این منظور از تمام پالیوسل های شناسایی شده مقطع نازک تهیه گردید و با استفاده از میکروسکوپ پلاریزان مطالعه شد. نتایج مطالعه میکرومورفولوژی نشان داد که با افزایش درجه تکامل پالیوسل ها اعداد مربوط به شاخص MISECA نیز افزایش یافت. بررسی داده های حاصل از میکرومورفولوژی نشان داد که وجود افق های غنی از کربنات کلسیم و رس در پالیوسل های به خوبی توسعه یافته با افزایش مقدار بارندگی رابطه مستقیم دارد. همچنین تفاوت در مقدار شاخص MISECA نشان دهنده شرایط اقلیمی متفاوت در زمان شکل گیری پالیوسل ها است.
کلید واژگان: کواترنر, تغییر اقلیم, پلیستوسن, میکرومورفولوژی}Background and objectivesThe study of loess sediments and loess-derived soils, which cover approximately 10% of the Earth's surface, is of considerable importance because of their potential to provide information on the paleoenvironment, particularly during the Quaternary. The northeastern region of Iran, with its unique climatic archive, is of significant importance as a repository of Quaternary period deposits, attracting much attention from Iranian and international scientists in recent decades. Considering that soil forms in response to interactions among the lithosphere, hydrosphere, and atmosphere, it potentially contains physical, biological, and chemical environmental information at the time of its formation. The process of becoming loess sediments into paleosol depends on various factors such as vegetation, weather, topography, microbial activity, and time, so paleosols have the potential to restore the paleoenvironment by maintaining the effect of these factors. Therefore, studying soils derived from loess can enhance our knowledge and understanding of past climatic conditions in the region and the world. Studying undistributed soils using microscopic techniques can provide valuable information for understanding the environmental and climatic conditions during the formation of derived soils from loess (paleosols). One of the quantitative methods for studying micromorphology samples is the use of indices such as MISECA, which indicate the degree of paleosol evolution. By using this index, we can have an approximate estimation of paleoprecipetation. The main aim of this research is to reconstruct the precipitation amount during the formation of late Pleistocene paleosols in the eastern part of Golestan province, using micromorphological studies.
Materials and MethodsIn order to conduct this research, after field visits, a profile of approximately 55 meters was excavated to examine the identified loess-palaeosol sequences. Then, undisturbed samples were obtained from each horizon to prepare thin sections, and the samples were impregnated under vacuum conditions using a combination of resin, acetone, and catalyst. After the samples hardened, a thin section was cut from them and affixed to a glass slide. The thin sections were then polished using sandpaper until a thickness of 30 microns was achieved. The prepared thin sections were studied using a polarizing microscope.
Results and discussionMicromorphological analysis of the samples revealed that the presence of horizons rich in calcium carbonate and clay in well-developed paleosols has a significant relationship with increased precipitation. Micromorphological studies showed that the coarse to fine (C/F) relative distributed results showed that the amount of it in loess horizons and weakly developed paleosols are 4/6 or 3/7 but this ratio in moderately and well-developed paleosols become smaller in comparison with loess horizons, indicating the weathering and leaching of primary minerals in loess sediments and their transformation into secondary minerals in paleosols. Furthermore, with increasing paleosol evolution, the microstructure of the samples changed from massive to subangular blocky and then to angular blocky. Therefore, the results of examined microstructure in the samples showed that it can be one of the important factors for identifying paleosols from loess horizons and paleoenvironment conditions. Based on the data obtained from the MISECA index, the degree of paleosol development ranged from weakly developed (MISECA index was smaller than 8) to well developed (MISECA index was bigger than 16). The estimated paleoprecipitation amount using this index showed that paleosols with weak development formed under climatic conditions with precipitation less than 500 mm per year, while paleosols with moderate and well developed formed under climatic conditions with average precipitation of 500 to 800 mm per year and more than 800 mm per year, respectively.
ConclusionConsidering that soils are formed as a result of interactions between the lithosphere, hydrosphere, and atmosphere, they potentially contain physical, biological, and chemical information about past environmental conditions. Therefore, by studying the Late Pleistocene loess-paleosol sequences in Golestan province, it is possible to reconstruct past climatic changes in northeastern Iran. The micromorphological investigation of the loess-paleosol sequence under study showed that the processes of transfer and deposition of clay and secondary calcium carbonate and the subsequent creation of horizons rich in clay and secondary calcium carbonate are among the most important pedogenic processes in well-developed soils. Micromorphology can be a useful tool for investigating the paleoclimate and paleoenvironments conditions during the formation time of paleosols. The results showed that the use of the MISECA index can be a valid and logical method for evaluating the degree of paleosol development.
Keywords: Quaternary, Climate change, Pleistocene, Micromorphology} -
در مطالعات برنامه ریزی توسعه پایدار منابع آب در حوضه های آبریز، بایستی ارزش های اکولوژیکی و تداوم حیات اکوسیستم های رودخانه ای به رسمیت شناخته شود. رژیم طبیعی جریان، نقش کلیدی در حفاظت از اجزای زیستگاه رودخانه و شکل گیری تنوع زیستی دارد. به این منظور، در پژوهش حاضر با محاسبات گام به گام، جریان اکولوژیکی رودخانه زرین گل استان گلستان با استفاده از روش های هیدرولوژیکی تنانت، تسمن، تگزاس و کمبود جریان اکولوژیکی تعیین شد و تحلیل زیستگاه گونه ماهی هدف با مدل اکوهیدرولیکی شبیه سازی فیزیکی زیستگاه (PHABSIM)، جهت ایجاد شرایط پایدار اکولوژیک، مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج نشان داد با انجام شبیه سازی هیدرولیکی و آنالیز سری زمانی دبی- فیزیک زیستگاه با استفاده از منحنی های شاخص مطلوبیت، محدوده رژیم جریان موردنیاز برای تامین پتانسیل اکولوژیکی زیستگاه گونه سگ ماهی جویباری (Paracobitis hicanica) بین 85/0 تا 42/4 مترمکعب برثانیه، با میانگین دبی سالانه 73/1 مترمکعب برثانیه (معادل 80 درصد جریان طبیعی رودخانه) بایستی در داخل رودخانه زرین گل برقرار باشد. انعطاف پذیری و اثربخشی رژیم جریان در روش های هیدرولوژیکی تنانت، تگزاس و تسمن برای حفاظت و احیا زیستگاه رودخانه مورد مطالعه کافی نیست. اما روش کمبود جریان اکولوژیکی با ارایه آمارهای جریان سازگار با محیط زیست، ضمن تامین نیازهای درون جریانی، تغییرات هیدرولوژیکی رژیم جریان رودخانه زرین گل را به خوبی توصیف می نماید. بر اساس نتایج بدست آمده، رژیم جریان مطلوب زیست محیطی اختصاص یافته با استفاده از روش شبیه سازی زیستگاه، قادر به حفاظت از رژیم جریان طبیعی برای نگهداری از ارزش های اکولوژیکی رودخانه، عملکرد مناسب زیستگاه های رودخانه ای و حفظ شرایط مورفولوژیکی بستر رودخانه می باشد. روش های مورد استفاده در این مطالعه و نتایج بدست آمده، در برنامه ریزی منابع آب و حفاظت اکوسیستم رودخانه ها، ارزشمند است.
کلید واژگان: جریان اکولوژیکی, سگ ماهی جویباری, مساحت قابل استفاده وزنی, مطلوبیت زیستگاه, میانگین جریان سالانه}In the studies of water resources sustainability and development planning in the watersheds, ecological values and continuance life cycle of the river ecosystems should be recognized. The natural flow regime, plays a key role in protecting river habitat components and biodiversity formation. For this purpose, in the present study, with step-by-step measuring and calculating the environmental flow of the Zarin_Gol River in Golestan province and using hydrological methods of Tennant, Tessman, Texas and Ecodeficit , the sustainable ecological conditions were studied and target fish habitat analysis with Ecohydraulic Habitat Physical Simulation Model (PHABSIM) compared. The results showed that by performing hydraulic simulation and analysis of habitat discharge-physics time series using curves Suitability Index, range of flow regime required to provide habitat ecological potential Paracobitis hicanica was between 0.85 to 4.42 m3/s, with Mean Annual Flow of 1.73 m3/s (equivalent 80 percent of natural stream of the river), It should have existed in inside the Zarin_Gol River. The flexibility and effectivenessof the flow regime of the hydrological methods of Tannant, Texas and Tessman were not sufficient for the conservation and restoration of the studied river habitat. But Ecodeficit method, by providing environmentally friendly flow statistics, while providing in-stream needs, well describes the hydrological changes of the Zarin_Gol River flow regime. According to the results, the ecological optimum flow regime assigned by habitat simulation method is able to protect the natural flow regime for preserving the ecological values of the river, Proper performance of river habitats and preservation of morphological conditions of river bed. The methods used in this study and the obtained results, provide a valuable reference for water resources planning and ecosystem protection in rivers.
Keywords: Ecological Flow, Habitat Suitability, Mean Annual Flow, Paracobitis hicanica, Weighted Usable Area, Zarin-Gol River} -
بسیاری از نقشه های خاک ایران به به روزرسانی نیاز دارند. اما روش های رایج در نقشه برداری خاک پرهزینه و زمان بر است. به همین دلیل امروزه استفاده از داده های سنجش ازدور مطرح است. مناطق مختلفی از استان گلستان با رسوبات لسی پوشیده شده اند. مطالعات اخیر در فلات لسی استان گلستان نشان می دهند این لس ها حاوی اطلاعاتی مفید برای تغییر اقلیم و تکامل زمین نما در دوره کواترنرند. در این تحقیق با استفاده از داده های ماهواره لندست 8 و سنتینل 2 نقشه پراکنش واحدهای مختلف مواد مادری به روش های طبقه بندی ماشین بردار پشتیبان و حداکثر احتمال در 4000 هکتار از اراضی لسی منطقه آق بند تهیه شد. پس از تهیه نقشه پراکنش واحدهای مختلف مواد مادری، دقت آن ها با استفاده از 607 نقطه در ماتریس خطا بررسی شد، که نتایج برای طبقه بندی تصویر سنتینل 2 به روش های ماشین بردار پشتیبان و حداکثر احتمال به ترتیب دقت 45/89 درصد و 8/87 درصد و همچنین با طبقه بندی تصویر لندست به روش های مذکور دقت 17/85 درصد و 87/81 درصد حاصل شد. با توجه به دقت های به دست آمده، این نتیجه حاصل می شود که روش ماشین بردار پشتیبان نسبت به روش حداکثر احتمال از دقت بالاتری برخوردار است.
کلید واژگان: حداکثر احتمال, سیستم اطلاعات جغرافیایی, فلات لسی, ماتریس خطا, ماشین بردار پشتیبان}IntroductionAlong with the climate, Soil is an essential natural resource. Although soil studies in Iran have been started more than 50 years ago, the soil map of the country has not been fully prepared yet, and only 20-25% of the lands have been mapped already. Many soil maps of Iran need to be updated, but the common methods in soil mapping are costly and time-consuming. Hence, using data obtained from remote sensing is trending nowadays. These data possess a great importance as a proper approach for preparation of various maps due to timely presentation of information, variety in type, being digitized and possibility of digital processing. Classification is one of the useful methods of obtaining data from remote sensing images which allows the user to generate various types of information such as different maps. Different regions of Golestan province are covered with loessial sediments. Recent studies in loess plateau of Golestan province show that these loesses possess useful information about climate change and landscape evolution in quaternary period. The aims of the present study was mapping different lithologic units in loess plateau of eastern Golestan using remote sensing technique and evaluating the efficiency of using remote sensing images to identify and prepare the distribution map of different lithology units in the study area.
Material and methodsLoess plateau of Golestan province which is located at the north of Alborz Mountains and western region of Qopeh-dagh Mountains possesses an area equal to 250000 hectares; the height of the mentioned loess plateau is in the range of 45 m to 700 m from sea level. In this study, about 40 km2 of western part of Golestan loess plateau is selected as the study area located near Aghband village, 60 km from Gonbad city. In the following study, distribution map of different lithology units using the data from Landsat 8 and Sentinel 2 satellites was performed via classification of support vector machine, maximum likelihood and photomorphic image analysis methods in GIS software interface by Sentinel-2A (RGB band No. 2,3, 4) and Landsat8-OLI (band No. 2,3, 4). After preparing distribution map of different lithology units, their accuracy was evaluated via confusion matrix, The produced maps were evaluated by 607 ground truth points obtained by field survey and Google Earth and their overall accuracies and kappa coefficients were calculated.
Result and discussionField observations revealed four types of lithology units including loess, loess-paleosol of early Pleistocene, marl and limestone. Each of these lithology types had specific colors and could be identified by color difference in true color composite bands of satellite data and Google Earth images. After the lithology units were digitally classified via the maximum likelihood and support vector machine methods, their distribution maps were prepared and evaluated. Classification of Sentinel 2 images via support vector machine and maximum likelihood methods led to a accuracy of 89.45% and 87.7%, respectively, whereas these values for Landsat were 85.17% and 81.87%.
ConclusionEach lithology of Golestan loess plateau had a specific color of its own; color of loesses are yellow and yellowish, marls have different colors including blue and green and colors between them, color of lime-stone are white and milky and color of loess-paleosols are red.The results associated with the comparison of overall accuracy and Kappa coefficient of the classified images indicate that although both algorithms of support vector machine and maximum likelihood which are utilized for digital classification had high overall accuracy and Kappa coefficient, superiority of support vector machine compared to maximum likelihood method is obvious in both images utilized in the present study. However, on the other hand, a higher accuracy may be observed in the images taken by Sentinel 2 due to smaller pixel size. Thus, it may be concluded that support vector machine method not only has performed more capably in detection of different lithologies, but also changing the source of the satellite images has no impact on the efficiency of this method. Noting that one of the objectives of the study was evaluating the efficiency of using remote sensing technique to identify and prepare the distribution map of different lithology units in the study area, it was concluded that utilizing remote sensing techniques in the studied region may be feasible along with the other mapping methods.
Keywords: Confusing matrix, Geographic Information System, Loess Plateau, Maximum likelihood, Support Vector Machine}
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.