مدلسازی آبگریزی خاک با استفاده از رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی و برنامهریزی بیان ژن
نویسندگان
1 فرسایش خاک، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
2 دانشجوی کارشناسی ارشد، گروه علوم و مهندسی خاک، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
3 فیزیک و فرسایش دانشگاه محقق اردبیلی
4 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه محقق اردبیلی، اردبیل، ایران
doi
10.30466/asr.2025.55310.1846چکیده
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.