کارایی روش های حداقل مربعات معمولی (OLS) و شبکه بیزین در تخمین درصد سدیم تبادلی (ESP) خاک

سابقه و هدف: در علوم خاک، برای ارزیابی درجه سدیمی بودن خاک از دو ویژگی مهم نسبت جذب سدیم و درصد سدیم تبادلی استفاده می شود. برای اندازه گیری درصد سدیم تبادلی، اندازه گیری ظرفیت تبادل کاتیونی ضروری است که اندازه گیری آن وقت گیر، پرهزینه و همراه با خطا است. به منظور تخمین غیر مستقیم درصد سدیم تبادلی، استفاده از ویژگی های زودیافت خاک بسیار بهینه و اقتصادی تر می باشد. تحقیقات نشان داده اند که بین درصد سدیم تبادلی و نسبت جذب سدیم رابطه وجود دارد. بنابراین، از نسبت جذب سدیم می توان برای پیش-بینی درصد سدیم تبادلی استفاده کرد. به همین دلیل تلاش های زیادی برای تخمین درصد سدیم تبادلی با استفاده از پارامتر های زودیافت خاک انجام شده است. هدف از این تحقیق، توسعه مدل کمترین مربعات معمولی و شبکه بیزین برای تعیین درصد سدیم تبادلی با استفاده از نسبت جذب سدیم درخاک های شهرستان بناب در استان آذربایجان شرقی است. مواد و روش ها: در تحقیق حاضر، 209 نمونه خاک با استفاده از روش شبکه بندی منظم (250 × 250) از غرب شهرستان بناب برداشته شد. این محدوده 1300 متر بالاتر از سطح آزاد دریاهای آزاد بوده و با آب و هوای نیمه خشک در شمال غرب ایران واقع شده است. سپس برخی از خواص شیمیایی خاک مانند Na+ ،Ca2+ ،Mg2+، SAR و ESP نمونه های خاک با استفاده از روش های آزمایشگاهی اندازه گیری شد. سپس، دو مدل کمترین مربعات معمولی و شبکه بیزین برای تخمین درصد سدیم تبادی از نسبت جذب سدیمی توسعه داده شد .تخمین-گر OLS، تابع خطی از مقادیر متغیر وابسته بوده که با استفاده از وزن های یک تابع غیر خطی از مقادیر متغیرهای مستقل عمل می کند .بنابراین، تخمین گر OLS وابسته به نحوه استفاده از مقادیر متغیر وابسته است، صرف نظر از اینکه چگونه از مقادیر مستقل استفاده می کند . شبکه بیزین نیز یک مدل گرافیکی احتمالی است که مجموعه ای از متغیرها و وابستگی های مشروط را از طریق یک نمودار آسیکلیک هدایت-شده (DAG) نشان می دهد. این شبکه یک گراف جهت دار غیرمدور است که مجموعه ای از متغیرهای تصادفی و نحوه ارتباط مستقل آنها را نشان می دهد. در واقع شبکه های بیزین می توانند مشکلات تصمیم گیری را در حین عدم اطمینان حل کنند. یافته ها: ضریب تبیین و جذر میانگین مربعات خطا مدل ESP-SAR با روش های کمترین مربعات معمولی و شبکه بیزین به ترتیب 99/0، 71/0 و 98/0، 63/1 برآورد گردید. بر اساس نتایج آماری فوق هر دو مدل قابل قبول هستند. برای مقایسه مقادیر ESP خاک با استفاده از مدل خاک ESP-SAR با مقادیرESP اندازه گیری شده با استفاده از روش آزمایشگاهی، از آزمون t استفاده شد .نتایج آزمون t نشان داد که تفاوت بین مقادیر ESP خاک تخمینی توسط مدل ها و مقادیر اندازه گیری شده با روش های آزمایشگاهی از لحاظ آماری معنی دار نبود (P> 0.05). بنابراین، مدل های ESP-SAR توسعه یافته می تواند یک روش آسان، اقتصادی و کوتاه برای ارزیابی ESP خاک ارائه دهد. شاخص GMER همچنین تخمین کم دو روش را مورد ارزیابی قرار داد. نتیجه گیری: نتایج مطالعه حاضر نشان داد که مدل های کمترین مربعات معمولی و شبکه بیزین به عنوان مدل های ریاضی بین متغیرهای ورودی و خروجی می توانند درصد سدیم تبادلی را با محدودیت های قابل قبول پیش بینی کنند. همچنین روشOLS نسبت به BS به دلیل ضریب تبیین بالا و ریشه میانگین مربعات خطای کم از کارایی بیشتری برخوردار است.

کلیدواژه ها:

بناب ، ویژگی های زود یافت ، مدل سازی ، خاک های سدیمی