بهبود برآورد ظرفیت تبادل کاتیونی خاک با استفاده از ابعاد فرکتالی

نویسندگان
doi
10.22059/ijswr.2020.308515.668711
چکیده

ظرفیت تبادل کاتیونی[1] (CEC) یکیاز مهم­ترین ویژگی­های شیمیایی خاک از نظر تغذیه گیاه و جذب سطحی آلاینده­ها در خاک است که اندازه­گیری آن زمان­­بر و پرهزینه است. بنابراین این پژوهش با هدف برآوردCEC  خاک با استفاده از مقادیر ماده آلی، اجزای بافت خاک و ابعاد فرکتالی تایلر و ویت­کرفت (D T ) و سپاسخواه و تافته (D S ) و همچنین بررسی کارایی ابعاد فرکتالی ذکر شده به­عنوان یک متغیر مستقل و تأثیر آن بر دقت روابط رگرسیونی پیش­بینی CEC خاک انجام شد. در این پژوهش از داده‌های 100 نمونه خاک مربوط به بانک اطلاعات خاک UNSODA[2]استفاده شد. توزیع اندازه ذرات اولیه خاک با استفاده از روش اسکگز و بعد فرکتالی اندازه ذرات اولیه خاک نیز با استفاده از دو روش پیشنهادی سپاسخواه و تافته و تایلر و ویت­کرفت محاسبه شد. نتایج نشان داد که مقادیر CEC دارای ارتباط منفی معنی­دار با مقدار شن و ارتباط مثبت معنی­دار با مقادیر لگاریتم (در پایه 10) ماده آلی، رس، D S و D T داشت. مقادیر ضرایب تبیین داده­های آموزش و آزمون، ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده[3] (درصد) و ضریب نش- ساتکلیف برای ارتباط رگرسیون چند متغیره بین CEC با لگاریتم (در پایه 10) ماده آلی و رس به­ترتیب برابر با 77/0، 84/0، 2/17 و 92/0؛ بین CEC با لگاریتم (در پایه 10) ماده آلی و D S به­ترتیب برابر با 77/0، 85/0، 2/17 و 92/0 و بین CEC با لگاریتم (در پایه 10) ماده آلی و D T به­ترتیب برابر با 77/0، 87/0، 0/14 و 93/0 بودند. بنابراین بیشترین دقت روابط رگرسیونی با ورود متغیرهای مستقل لگاریتم (در پایه 10) ماده آلی و D T حاصل شد و استفاده از بعد فرکتالیD T سبب افزایش دقت تخمین­ها شد. [1] Cation exchange capacity (CEC) [2] Unsaturated soil hydraulic database (UNSODA) [3] Normalized root mean square error (NRMSE)