رسم خرائط التربة المالحة في العالم باستخدام تقنيات الاستشعار عن بعد

ابتكر فريق من الباحثين تقنية لقياس محتوى الأملاح في التربة حول العالم بدقة مذهلة، تصل إلى عمق 10 أمتار. يلبي هذا التحسين الحاجة الماسة إلى تقييمات دقيقة لملوحة التربة، وهي مشكلة رئيسية تؤثر على الإنتاجية الزراعية وصحة التربة في جميع أنحاء العالم.

تؤثر ملوحة التربة، وهي نوع من أنواع تدهور الأراضي، على أكثر من مليار هكتار حول العالم، مما يضر بالإنتاجية الزراعية وصحة البيئة. وقد واجهت الجهود السابقة لرسم خرائط ملوحة التربة تحديات بسبب قلة تفاصيل البيانات المتاحة وصعوبة إظهار التغيرات المستمرة في مستويات ملوحة التربة.

وإدراكًا لهذه التحديات، شرع فريق البحث في إنشاء نموذج يستخدم صور Sentinel-1/2، وبيانات المناخ، ومعلومات التضاريس، وخوارزميات التعلم الآلي المتقدمة. وكان هدفهم تقدير محتوى الملح في التربة في خمس مناطق مناخية.

نُشرت النتائج في ورقة بحثية بتاريخ 28 مارس 2024 في مجلة الاستشعار عن بعد. يقدم هذا البحث ابتكارًا يجمع بفعالية بين القنوات الحلزونية المائلة ومصفوفات الانكماش والتمدد الدورية.

يرتكز هذا الجهد على دمج البيانات من مختلف تقنيات الاستشعار عن بُعد، ولا سيما أقمار Sentinel-1/2 المتطورة، إلى جانب الاستخدام الاستراتيجي لخوارزميات التعلم الآلي. وقد أدى هذا النهج إلى تطوير نموذج متقدم قادر على رسم خرائط دقيقة لملوحة التربة بدقة ملحوظة تصل إلى 10 أمتار، حتى في مختلف المناخات.

تُتيح لنا هذه الطريقة الرائدة تجاوز حدود الجهود السابقة، التي كانت محدودة بانخفاض دقتها وضيق نطاق تركيزها على تحليل ملوحة التربة. وقد جمع فريقنا البحثي المتفاني مجموعة بيانات ضخمة، تشمل أنماط المناخ العالمية، وقياسات دقيقة لملوحة التربة على مستوى سطح الأرض، ومجموعة شاملة من المتغيرات الجغرافية المكانية.

باستخدام خوارزمية الغابة العشوائية، يتفوق النموذج ليس فقط في التنبؤ بملوحة التربة بدقة ملحوظة، بل يُسلط الضوء أيضًا على الأدوار المحورية التي يلعبها المناخ ومستويات المياه الجوفية ومؤشرات الملوحة في تشكيل بيئات ملوحة التربة. يُمثل هذا التقدم خطوةً هامةً نحو تعزيز قدرتنا على رصد صحة التربة وإدارتها على نطاق عالمي.

أعرب البروفيسور تشو شي، الباحث الرئيسي، عن قوله: "تمثل هذه الدراسة تقدماً كبيراً في قدرتنا على تقييم ومعالجة ملوحة التربة على نطاق عالمي. فمن خلال دمج صور الأقمار الصناعية مع التعلم الآلي، أصبح بإمكاننا الآن تحديد مواقع التربة المالحة بدقة وتفصيل غير مسبوقين، مما يوفر رؤى قيّمة لممارسات الأراضي والزراعة المستدامة."“

أسفرت أحدث الأبحاث عن خريطة عالمية عالية الدقة لملوحة التربة. تُعدّ هذه الخريطة أداة قيّمة للعلماء وصنّاع السياسات والمزارعين على حدّ سواء، إذ تُساعدهم على معالجة مشكلات ملوحة التربة بفعالية. ومن خلال تحديد المناطق ذات الملوحة العالية، يُمكنهم اتخاذ إجراءات مُوجّهة لاستعادة صحة التربة.

بالإضافة إلى ذلك، يدعم هذا البحث تطبيق الممارسات الزراعية المستدامة ويساعد في تخطيط استراتيجيات إدارة الموارد. علاوة على ذلك، تضع المنهجية المستخدمة في هذا البحث معيارًا جديدًا للرصد البيئي، مع تطبيقات محتملة في تقييمات أخرى لتدهور الأراضي.

للمزيد من المعلوماتنان وانغ وآخرون، تقدير ملوحة التربة العالمية على عمق 10 أمتار باستخدام الاستشعار عن بعد متعدد المصادر، مجلة الاستشعار عن بعد (2024). DOI: 10.34133/remotesensing.0130