
تعداد نشریات | 13 |
تعداد شمارهها | 155 |
تعداد مقالات | 1,556 |
تعداد مشاهده مقاله | 2,435,575 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 2,035,286 |
مدلسازی آبگریزی خاک با استفاده از رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی و برنامهریزی بیان ژن | ||
تحقیقات کاربردی خاک | ||
دوره 12، شماره 4، اسفند 1403، صفحه 1-14 اصل مقاله (668.71 K) | ||
نوع مقاله: مقاله پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.30466/asr.2025.55310.1846 | ||
نویسندگان | ||
کیمیا حیدری1؛ شکراله اصغری* 2؛ حسین شهابآرخازلو3؛ مهسا حسنپور کاشانی4 | ||
1دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
2فیزیک و فرسایش دانشگاه محقق اردبیلی | ||
3فرسایش خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
4گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران | ||
چکیده | ||
آبگریزی خاک (SWR) از ویژگیهای پویای خاک بوده که نفوذ آب به خاک را کاهش و بر روابط خاک و آب تأثیر دارد. اندازهگیری مستقیم SWR کاری پرزحمت و وقتگیر میباشد. هدف از پژوهش حاضر ارائه توابع رگرسیونی خطی چندگانه (MLR)، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) و برنامهریزی بیان ژن (GEP) برای برآورد SWR در منطقه فندقلوی اردبیل بود. هشتاد نمونه خاک دستخورده و دستنخورده از عمق 0 تا 10 سانتیمتری سه کاربری بههم چسبیده جنگلی، مرتعی و زراعی برای تعیین برخی ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی زودیافت خاک برداشته شد. متغیر SWR به روش زمان نفوذ قطره آب در آزمایشگاه اندازهگیری شد. از 60 نمونه برای آموزش توابع و 20 نمونه برای آزمون توابع استفاده گردید. همبستگی مثبت و معنیدار بین میانگین هندسی قطر ذرات خاک (dg) با کربن آلی (**61/0) یافت شد. همبستگی مثبت و معنیدار بین SWR با کربن آلی (**37/0) و میانگین هندسی قطر ذرات خاک (**62/0) و همبستگی منفی و معنیدار بین SWR با سیلت (**57/0-) و جرم مخصوص ظاهری (**37/0-) بهدست آمد. نتایج توابع انتقالی نشان داد dg، سیلت و جرم مخصوص ظاهری از مهمترین متغیرهای زودیافت خاک در برآورد SWR بودند. مقادیر آمارههای ضریب تبیین (R2) ، مجذور میانگین مربعات خطا( RMSE) ، میانگین خطا (ME) و نش ساتکلیف(NS) به ترتیب 18/0، sec89/16،sec 34/10-، 99/20- و 46/0، sec 85/2، sec 58/0، 37/0 و 19/0، sec 39/13، sec 38/6-، 82/12- بهترتیب برای بهترین تابع MLR، ANN و GEP در دادههای آزمونی بهدست آمد. بنابراین توابع ANN به دلیل داشتن R2 بالا، RMSE پایین، ME نزدیک به صفر و NS نزدیک به یک در مقایسه با توابع MLR و GEP از دقت بالایی در برآورد SWR در خاکهای منطقه مورد مطالعه برخوردار بودند. | ||
کلیدواژهها | ||
آبگریزی؛ توابع انتقالی؛ کاربری زمین؛ مدل های هوشمند؛ ویژگی زودیافت خاک | ||
مراجع | ||
Aelamanesh P., Mosaddeghi M.R., Mahboubi A.A., Ahrens B., and Safari Sinegani A.A. 2014. Water repellency in calcareous soils under different land uses in western Iran. Pedosphere, 24(3): 378-390.
Amirabedi H., Asghari Sh., Mesri T., Balandeh N., and Johari E. 2018. Estimating the soil saturated hydraulic conductivity in Ardabil plain soils using artificial neural networks and regression models. Applied Soil Research, 7(4): 88-109. (In Persian)
Asghari Sh., Hatamvand M., and Hasanpour Kashani M. 2019. Deriving pedotransfer functions for estimating soil saturated hydraulic conductivity in northwest of Urmia Lake. Quarterly Journal of Environmental Erosion Research, 9(3):102-118. (In Persian)
Ahmadi A., Alimohammadi M., and Asghari Sh. 2019. Pedotransfer functions for estimating soil moisture content using fractal parameters in Ardabil province. Quarterly Journal of Environmental Erosion Research, 34(9:2):37-52. (In Persian)
Beyrami H., Neyshabouri M., Nazemi A., and Abbasi, F. 2015. Effects of soil water repellency on infiltration characteristics of two sandy loam and clay loam soils. Water and Soil Science, 25(2): 181-192. (In Persian)
Beyrami H., Neyshabouri M., Abbasi F., and Nazemi, A. 2016. Effects of soil water repellency on soil moisture retention curve and S-index in two soils with different textures. Water and Soil Science, 25(1-4): 17-26. (In Persian)
Blake G.R., and Hartge K.H. 1986a. Bulk density, In: Klute, A. (Ed.). Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agronomy. Monograph. 9. Madison, WI: Soil Science Society of America; pp. 363-375.
Blake G.R., and Hartge K.H. 1986b. Particle Density. In: Klute, A. (Ed.). Methods of Soil Analysis. Part 1. 2nd ed. Agronomy. Monograph. 9. Madison, WI: Soil Science Society of America; pp. 377-382.
Campbell G.S. 1985. Soil Physics with Basic: Transport Models for Soil–Plant System. Elsevier, New York. 150 pp.
Danielson R.E., and Sutherland, P.L. 1986. Porosity. In: Klute A. 2nd Ed. Methods of Soil Analysis. Part 1. Physical and mineralogical methods. Soil Science Society of America and American Society of Agronomy, Madison, WI, P 443-461.
Dekker L.W., Ritsema C.J. 1994. How water moves in a water repellent sandy soil—Part 1. Potential and actual water repellency. Water Resources Research, 30: 2507–2517.
Dekker L.W., and Jungerius P.D. 1990. Water repellency in the dunes with special reference to The Netherlands. Catena, 18: 173-183.
Doerr S.H., and Thomas A.D. 2000. The role of soil moisture in controlling water repellency: new evidence from forest soils in Portugal. Journal of Hydrology, 231-232: 134–147.
Ferreira C. 2005. Gene expression programming and the evolution of computer programs. In recent developments in biologically inspired computing, pp. 82-103.
Farzadmehr M., Dastourani M., Khashei Siuki A., and Jalali Moakhar V.R. 2020. Estimating the saturated hydraulic conductivity of soil using Gene expression programming method and comparing it whit the pedotransfer functions. Journal of watershed management research, 11(22):155-164. (In Persian)
Goodarzinejad A. 2001. Artificial Intelligence and Modeling. Shahid Chamran University of Ahvaz Publications. 325 p. (In Persian)
Gee G.W., and Or D. 2002. Particle-size analysis. In: Dane J. H., and Topp G. C. (Eds.), Methods of soil analysis—Part 4. Physical Methods—SSSA Book Series No. 5. Soil Science Society of America, Madison, WI, pp. 255-293.
Kozak E., Pachepsky Y.A., Sokolowski S., Sokolowska Z., and Stepniewski W. 1996. A modified number-based method for estimating fragmentation fractal dimensions of soils. Soil Science Society of America Journal, 60: 1291-1297.
Moghimi S., Parvizi Y., Mahdian M.H., and Masih Abadi M.H. 2015. Comparison of applying multi linear regression analysis and artificial neural network methods for simulating topographic factors effect on soil organic carbon. Watershed Engineering and Management, 6(4): 312-322. (In Persian)
Mirbabaei S.M., Shabanpour M., Zolfaghari A., and Abkenar K.T. 2013. Relationship between soil water repellency and some of soil properties in northern Iran. Catena, 108: 26-34.
Martínez-Zavala L., and Jordán-López A. 2009. Influence of different plant species on water repellency in Mediterranean heathland soils. Catena, 76(3): 215–223.
Mousavi zadeh mojarad R. A., Tabatabaei S., Ghorbani B., and Nourmahnad N. 2020. Effect of soil water repellency on runoff and erosion under different rainfall intensities. Iranian Water Researches Journal, 14(2): 51-60. (In Persian)
Moriasi D.N., J.G. Arnold M.W. Van Liew R.L. Bingner, R.D. Harmel, and T.L Veith. 2007. Model evaluation guidelines for systematic quantification of accuracy in watershed simulations. Transactions of the ASABE, 50(3): 885-900.
Pishnamaz Amoli F., Mosaddeghi M.R., Davatgar N., Chavoshi E., and Torabi Golsefidi H. 2022. The impact of land use on soil water repellency in the central part of Mazandaran province. Journal of soil Management and Sustainable production, 12(1): 59- 79. (In Persian)
Page A.L. (ed.).1985. Methods of Soil Analysis. Part 2. Chemical and Microbiological Methods. Agronomy No. 9. American Society of Agronomy, Madison, WI.
Raheli B., Aalami M.T., El-Shafie A., Ghorbani M.A., and Deo R.C. 2017. Uncertainty assessment of the multilayer perceptron (MLP) neural network model with implementation of the novel hybrid MLP-FFA method for prediction of biochemical oxygen demand and dissolved oxygen: A case study of Langat River. Environmental Earth Sciences, 76(14): 503.
Shahmohammadi-Kalalagh Sh, and Beyrami H. 2018. Effect of soil surface water repellency on the evaporation rate from three soils with different textures. Journal of Water and Soil Resources Conservation, 7(2): 123-136. (In Persian)
Tillman R. W., Scotter D. R., Wallis M. G., and Clothier B. E. 1989. Water repellency and its measurement by using intrinsic sorptivity. Australian Journal of Soil Research, 27(4): 637–644.
Yazdani A., Mosaddeghi M.R., Khademi H., Ayoubi S., and Khayamim F. 2016. Relationship of structural stability of surface soils with soil and climate properties in Isfahan province. Soil Management, 3(2): 23-31. (In Persian)
Zulfiqari A.A., and Haj Abbasi M.A. 2008. The effects of land use change on physical properties and water repellency of soils in Lordegan forest and Freidunshar pasture. Journal of Water and Soil, 22(2): 251-262. (In Persian)
Van Bavel C.H.M. 1949. Mean weight diameter of soil aggregates as a statistical index of aggregation. Soil Science Society of America proceeding, 14: 20-23. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 80 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 79 |