برآورد ترسیب کربن و تنفس خاک جنگل با استفاده از مدلهای مبتنی بر یادگیری ماشین در جنگلهای شرق استان مازندران
نویسندگان
1 دانشآموخته دکتری جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
2 دانشجوی دکتری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
3 استاد، گروه علوم و مهندسی جنگل، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
4 دانشجوی کارشناسی ارشد جنگلداری، دانشکده منابع طبیعی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران
doi
10.30466/jfrd.2022.54304.1613چکیده
در این پژوهش مدلهای مبتنی بر یادگیری ماشین (رگرسیون-خطی، k-نزدیکترین همسایه، ماشین بردار پشتیبان، جنگل تصادفی) برای برآورد ترسیب کربن و تنفس خاک در جنگلهای شرق استان مازندران ارزیابی شدند. پس از مشخص شدن نقاط نمونهبرداری، در هر یک از قطعات نمونه، قطر و ارتفاع درختان اندازهگیری و زیتوده روی-زمینی درختان با استفاده از مدلهای آلومتریک جنگل هیرکانی محاسبه شد. نمونه خاک از عمق صفر تا 20 سانتیمتر تهیه و تنفس خاک با دستگاه CO2-port اندازهگیری شد. تنفس خاک با استفاده از متغیرهای وزن مخصوص ظاهری، درصد رطوبت، درصد اجزای بافت، دمای خاک، نیتروژن کل، فسفر و پتاسیم قابلجذب، درصد کربن و زیتوده درختان برآورد شد. ترسیب کربن خاک با کمک متغیرهای دما و رطوبت خاک و زیتوده درختان برآورد شد. مدل جنگل تصادفی (47/10RMSE= و 82/0R2=) و ماشین بردار پشتیبان (77/0RMSE= و 90/0R2=) بهترتیب بالاترین عملکرد در برآورد ترسیب کربن و تنفس خاک داشت. متغیر رطوبت خاک در برآورد ترسیب کربن (مدل جنگل تصادفی) و تنفس خاک (مدل ماشین بردار پشتیبان) دارای بالاترین اهمیت نسبی بود. با توجه به نتایج بهدستآمده میتوان با داشتن زیتوده روی-زمین درختان و ویژگیهای اولیه خاک، مقدار ترسیب کربن و تنفس خاک را در جنگل با دقت مناسب برآورد کرد.