یحیی پرویزی؛ منوچهر گرجی اناری؛ محمدحسین مهدیان؛ محمود امید
چکیده
کربن آلی خاک کلیدی‌ترین عامل در باروری و کیفیت خاک و حفاظت محیط زیست، به ویژه در مناطق نیمهخشک بوده و تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانه‌‌ای در جو زمین می‌باشد. مدیریت کربن آلی خاک مستلزم شناخت ساختار تغییرپذیری آن در زمان و مکان است. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی روش‌‌های مختلف درون‌‌یابی ...
بیشتر
کربن آلی خاک کلیدی‌ترین عامل در باروری و کیفیت خاک و حفاظت محیط زیست، به ویژه در مناطق نیمهخشک بوده و تنها ابزار شناخته شده برای اصلاح تغییرات اقلیمی و کاهش گازهای گلخانه‌‌ای در جو زمین می‌باشد. مدیریت کربن آلی خاک مستلزم شناخت ساختار تغییرپذیری آن در زمان و مکان است. این پژوهش با هدف مقایسه کارایی روش‌‌های مختلف درون‌‌یابی کربن آلی خاک در کاربری‌‌های مختلف یک حوزه نیمهخشک در غرب کشور انجام شد. نتایج نشان داد که روش‌‌های کریجینگ معمولی، کوکریجینگ با متغیر کمکی درصد آهک و روش RBF با تابع اسپلین، به ترتیب دارای بیشترین کارایی در درون‌‌یابی بودند. با تفکیک کاربری‌‌ها و درون‌‌یابی مجزا در آنها، روش مناسب درون‌‌یابی عبارت بود از کوکریجینگ معمولی با متغیر کمکی درصد سنگریزه سطحی، درصد آهک و کلاس فرسایش، به ترتیب برای مرتع، زراعت و جنگل بود که تفاوت زیادی با روش RBF نداشت. مدل مناسب برای کلیه روش‌‌های درون‌‌یابی زمین‌‌آماری در کلیه کاربری‌‌ها، مدل نمایی با گام حدود 750 تا 1000 متر و خطای اندازه‌گیری متوسط (35 تا 65 درصد) بود. استفاده از روش درون‌‌یابی پلی‌‌گونال کریجینگ توانست اثر نوع کاربری را در تغییرات مکانی کربن آلی خاک نشان دهد؛ اما تغییر چندانی در شاخص‌‌های کارایی درون‌‌یابی ایجاد ننمود. ضمن آنکه خطای برآورد در دامنه جنوبی بخش مرتع، به دلیل تفاوت زیاد در جهت ناهمسان گردی و روند نسبت به واریوگرام پایه، در روش پلی‌‌گونال کریجینگ بیشتر بود.
یحیی پرویزی؛ منوچهر گرجی اناری؛ محمدحسین مهدیان؛ محمود امید
چکیده
چکیده
کربن آلی مهمترین مشخصه کیفی خاک بوده که حفاظت از آن محور اصلی کشاورزی پایدار و حفظ زیست بوم خاک است. پراکندگی کربن آلی خاک بیش از هر متغیر دیگری وابسته به وضعیت مدیریتی خاک می باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات متغیرهای فیزیکی و مدیریتی در تغییرپذیری کربن آلی خاک و مقایسه کمی نقش این متغیرها در توزیع کربن آلی خاک و همچنین انتخاب ...
بیشتر
چکیده
کربن آلی مهمترین مشخصه کیفی خاک بوده که حفاظت از آن محور اصلی کشاورزی پایدار و حفظ زیست بوم خاک است. پراکندگی کربن آلی خاک بیش از هر متغیر دیگری وابسته به وضعیت مدیریتی خاک می باشد. تحقیق حاضر با هدف بررسی اثرات متغیرهای فیزیکی و مدیریتی در تغییرپذیری کربن آلی خاک و مقایسه کمی نقش این متغیرها در توزیع کربن آلی خاک و همچنین انتخاب متغیرها بر حسب اولویت تاثیرگذاری در یک حوزه با کاربری دیم انجام شد. برای این هدف از تکنیک آنالیز چند متغیّره تحلیل تفکیک متعارف (CDA) به دو روش متعارف و گام به گام استفاده شد. در این رابطه، مقادیر کربن آلی خاک در نقاط نمونه برداری در چهار کلاس کیفی خیلی کم ، کم، متوسط و زیاد دسته بندی شد. سپس اثرات 30 متغیر پیش بینی کننده فیزیکی و مدیریتی در پیش بینی سطوح کربن آلی خاک مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان داد که از میان متغیرهای فیزیکی، فقط مدلی حاوی متغیرهای خصوصیات خاک شامل درصد آهک، درصد اشباع، و مقادیر رس، شن و درصد حجمی سنگریزه بود، توانست به شکل معنی‌داری در پیش بینی کلاس های بهینه کربن آلی موفق عمل نماید. این در حالی است که کلیه مدل‌های دربردارنده متغیرهای پیش بینی کننده مدیریتی با استفاده از اولین بردار توابع اعتباری خود در سطح معنی داری0001/0>α در پیش بینی کلاس کربن آلی موفق بودند. مدل M5 بالاترین همبستگی اعتباری را برای اولین محور خود نشان داد. همه ترکیبات متغیرهای مدل‌های معنی دار، کلاس یک و دو کربن را با دقت مطلوبی پیش بینی کرد. ولی فقط مدل M5 بالاترین توان را در تشخیص کلاس چهار یا زیاد کربن آلی خاک نشان داد. در میان متغیرهای مدیریتی، سناریوی سامانه خاک‌ورزی و اجزای آن به بهترین شکلی تغییرات کربن آلی خاک را در این حوزه با کاربری دیمزار توجیه می نمودند. اعمال تحلیل گام به گام در تحلیل تشخیص، توانست اثر سامانه سنتی آیش زمستانه را در بهبود کربن آلی خاک و توجیه تغییرپذیری آن آشکار سازد.
واژه‌های کلیدی: کربن آلی خاک، تحلیل تفکیک متعارف، تحلیل تفکیک گام به گام، کلاس بندی
فرزین پرچمی عراقی؛ سیدمجید میرلطیفی؛ شجاع قربانی دشتکی؛ محمدحسین مهدیان
چکیده
چکیده
فرآیند نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین اجزای چرخه ی آبی در طبیعت است. از سوی دیگر، اندازه گیری آن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. در پژوهش حاضر، امکان برآورد نفوذ تـجـمعی آب به خـاک، در زمانهایی مشخص از آغاز فرآیند نفوذ با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک و به کمک شبکه های عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده ...
بیشتر
چکیده
فرآیند نفوذ آب به خاک یکی از مهمترین اجزای چرخه ی آبی در طبیعت است. از سوی دیگر، اندازه گیری آن دشوار، زمان بر و پرهزینه می باشد. در پژوهش حاضر، امکان برآورد نفوذ تـجـمعی آب به خـاک، در زمانهایی مشخص از آغاز فرآیند نفوذ با استفاده از ویژگی های زودیافت خاک و به کمک شبکه های عصبی مصنوعی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده های حاصل از آزمایش های نفوذپذیری به روش استوانههای مضاعف در 210 نقطه از مناطق مختلف کشور، جمع آوری شد. همچنین، با حفر پروفیل در نزدیکی نقاط اندازه گیری نفوذ آب به خاک، لایه های پدوژنیک خاک مشخص و از دو افق بالایی نمونهبرداری و ویژگی های رطوبت اولیه، جرم ویژه ی ظاهری خاک، فراوانی نسبی ذرّات، میزان ماده ی آلی، درصد سنگریزه (قطر ذرات بزرگتر از 2 میلی متر)، میزان آهک، رطوبت ظرفیت زراعی و رطوبت پژمردگی دایم اندازه گیری شد. به منظور برآورد نفوذ تجمعی در زمان های 5، 10، 15، 20، 30، 45، 60، 90، 120، 150، 180، 210، 240، 270 دقیقه پس از شروع نفوذ آب به خاک و زمان نفوذ پایه از شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه استفاده گردید. در این پژوهش، دو گونه شبکه عصبی پی ریزی شد. در شبکه های عصبی گونه ی نخست، ویژگی های افق سطحی، به صورت سلسله مراتبی، به عنوان متغیرهای ورودی مورد استفاده قرار گرفت. در شبکه های عصبی گونه ی دوم، از ویژگی های دو افق پدوژنیکی و به روش تحلیل مولفه های اصلی به عنوان متغیرهای ورودی استفاده گردید. نتایج ارزیابی اعتبار شبکه های مورد استفاده حاکی از آن بود که شبکه های گونه ی نخست با مقادیر آماره ی RMSE بین 136/1 تا 312/9 سانتی متر، بهترین عملکرد را در برآورد نفوذ تجمعی در تمامی زمان های مورد بررسی داشتند. همین طور، شبکه های عصبی گونه ی نخست با میانگین RMSD معادل با 307/6 سانتی متر بهترین عملکرد را در برآورد منحنی نفوذ تجمعی داشتند.
واژه های کلیدی: پرسپترون چند لایه، شبکه های عصبی مصنوعی، فرآیند نفوذ، نفوذ تجمعی
شجاع قربانی؛ مهدی همایی؛ محمدحسین مهدیان
چکیده
چکیده
فرآیند نفوذ آب به خاک از مهمترین اجزای چرخه هیدرولوژی در طبیعت است. در سال‌های اخیر استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای برآورد پدیده‌های هیدرولوژی افزایشی چشمگیر داشته است. هدف از این پژوهش، بررسی امکان تخمین پارامترهای مدل‌های فیلیپ، کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوییز و هورتون با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی بود. بدین منظور، ...
بیشتر
چکیده
فرآیند نفوذ آب به خاک از مهمترین اجزای چرخه هیدرولوژی در طبیعت است. در سال‌های اخیر استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی برای برآورد پدیده‌های هیدرولوژی افزایشی چشمگیر داشته است. هدف از این پژوهش، بررسی امکان تخمین پارامترهای مدل‌های فیلیپ، کوستیاکوف، کوستیاکوف-لوییز و هورتون با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی بود. بدین منظور، نفوذپذیری خاک در 123 نقطه از استان‌های اردبیل، زنجان، فارس، اصفهان و بوشهر به روش استوانههای مضاعف تعیین و پارامترهای مدل‌ها به روش حداقل مجموع مربعات خطا تعیین گردید. با حفر پروفیل در نزدیکی نقاط اندازه‌گیری نفوذ آب به خاک، لایه‌های پدوژنیک خاک مشخص و از دو افق بالایی نمونهبرداری و ویژگی‌هایِ رطوبت اولیه، جرم ویژه ظاهری، فراوانی نسبی ذرات، ماده آلی، درصد سنگریزه، آهک خاک، ظرفیت زراعی و رطوبت پژمردگی دایم اندازه‌گیری شد. شبکه‌های عصبی پرسپترون چند لایه برای برآورد پارامترهای نفوذ به‌کار گرفته شد. از ویژگی‌های زودیافت دو افق پدوژنیک خاک و پارامترهای نفوذ به ترتیب، به عنوان داده‌های لایه ورودی و خروجی شبکه‌های عصبی استفاده شد. در این تحقیق دو نوع شبکه عصبی پی‌ریزی شد. در گروه اول از ویژگی‌های زودیافت لایه‌ی اول به‌عنوان متغیرهای ورودی استفاده شد. در شبکه‌های عصبی پی‌ریزی شده گونه دوم، از ویژگی‌های زودیافت هر دو لایه‌ی پدوژنیکی به روش تجزیه مولفه‌های اصلی به عنوان متغیرهای ورودی استفاده گردید. مقایسه عملکرد شبکه‌ها گونه نخست و گونه دوم، برتری شبکه‌های گونه نخست را در برآورد پارامترهای مدل‌های نفوذ نشان داد. بنابراین، به منظور برآورد منحنی تجمعی نفوذ آب به خاک تنها از شبکه‌های گونه نخست استفاده گردید. بهترین رتبه برآوردگری را شبکه‌های طراحی شده برای مدل دو پارامتری فیلیپ داشته است. اعتبارسنجی مدل‌های نفوذ نشان داد شبکه‌های ایجاد شده برای پارامترهای مدل فیلیپ با میانگین RMSD معادل 644/6 سانتی‌متر، دارای بهترین عملکرد در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک بوده و شبکه‌های پی‌ریزی شده برای مدل‌های هورتون، کوستیاکوف-لوییز و کوستیاکوف به ترتیب در رتبه‌های دوم تا چهارم قرار گرفتند.
واژه‌های کلیدی: پرسپترون چندلایه، شبکه‌های عصبی مصنوعی، نفوذ آب به خاک، مدل‌های نفوذ
علیرضا واعظی؛ حسینعلی بهرامی؛ سیدحمیدرضا صادقی؛ محمدحسین مهدیان
چکیده
چکیده
فرسایش پذیری خاک در معادله جهانی فرسایش خاک (USLE)، از رابطه ای رگرسیونی که بر اساس آزمایش های صحرایی فرسایش در خاک های تقریبا غیرآهکی به دست آمده است، برآورد می شود. از این رو تعیین خطای برآورد آن در خاک های آهکی ایران ضروری است. این پژوهش در منطقه ای کشاورزی به ابعاد 30 کیلومتر در شهرستان هشترود واقع در شما ل غرب ایران طی سال 1384 ...
بیشتر
چکیده
فرسایش پذیری خاک در معادله جهانی فرسایش خاک (USLE)، از رابطه ای رگرسیونی که بر اساس آزمایش های صحرایی فرسایش در خاک های تقریبا غیرآهکی به دست آمده است، برآورد می شود. از این رو تعیین خطای برآورد آن در خاک های آهکی ایران ضروری است. این پژوهش در منطقه ای کشاورزی به ابعاد 30 کیلومتر در شهرستان هشترود واقع در شما ل غرب ایران طی سال 1384 انجام گرفت. خاک های مورد مطالعه دارای حدود 1/1 درصد ماده آلی و 13 درصد آهک هستند. در سطح منطقه مورد بررسی، 36 شبکه مربعی به ابعاد 5 کیلومتر در نظر گرفته شد. در هر شبکه سه کرت استاندارد با فاصله 2/1 متر در یک دیمزار واقع روی شیب جنوبی 9 درصد احداث شدند. مقدار واقعی فرسایش پذیری، از نسبت مقدار رسوب سالانه بر عامل فرسایندگی باران سالانه تحت رخدادهای باران طبیعی و مقدار برآوردی آن، از رابطه رگرسیونی USLE به دست آمد. ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی خاک در نمونه های برداشت شده از عمق صفر تا 30 سانتی متر اندازه گیری شد. نتایج نشان داد که میانگین مقدار فرسایش پذیری واقعی در منطقه برابر 004258/0 تن ساعت بر مگاژول میلی متر می باشد که 75/10 برابر کمتر از مقدار برآوردی است. همبستگی ضعیفی (16/0=R2) بین فرسایش پذیری واقعی و برآوردی برقرار بود. مقدار خطای برآورد فرسایش پذیری از 173/3 تا 298/39 تغییر کرد و میانگین آن در منطقه 984/9 بود. فرسایش پذیری خاک همبستگی معنی داری با شن درشت، سیلت، ماده آلی و آهک داشت. تجزیه رگرسیونی نیز نشان داد که فرسایش پذیری خاک آهکی تحت تأثیر معنی دار (001/0p
