به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « رگرسیون خطی چندگانه » در نشریات گروه « کشاورزی »

  • یوسف پورحبیب، ابراهیم فتائی *، فاطمه ناصحی، بهنام خانیزاده، حسین سعادتی

    در این پژوهش کیفیت آب رودخانه سفیدرود طی سالهای 2013-2018 با استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 و همچنین 10 پارامتر کیفی شیمیاییی و فیزیکی شامل کلسیم (Ca2+)، پتاسیم (Na+)، منیزیم (Mg2+)، کلر (Cl-)، سولفات (SO4-2)، بی کربنات (HCO3-)، کل مواد محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، سختی کل (TH) و اسیدیته آب (pH) در سه ایستگاه هیدرمتری مورد مطالعه قرار گرفت. شاخص کیفیت آب (WQI) شرب محاسبه گردید و ارتباط آن با باندها و نسبت های باندی ماهواره ای (28 پارامتر) با استفاده از مدل های رگرسیونی تک متغیره و چندمتغیره، مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج مدل رگرسیونی تک متغیره نشان داد که شاخص WQI با باند 5 و نسبت باند B4/B3 در سطح معنی داری 1 درصد به ترتیب با ضریب تبیین (R2) 55/0 و 51/0 دارای همبستگی خطی و توانی بود. اجرای مدل رگرسیون چندمتغیره خطی گام به گام WQI با تمامی باندها و نسبت های مورد مطالعه نشان داد که سه متغیر باند 5 و نسبت های باندی B4/B3 و B6/B5 با WQI، با R2 حدود 80/0 در سطح معنی داری 5 درصد، دارای همبستگی بودند. پس از تهیه نقشه تغییرات مکانی WQI با استفاده از مدل رگرسیون خطی چندمتغیره، نتایج حاکی از آن بود که کیفیت آب در سرشاخه های سفیدرود، یعنی رودخانه های های قزل اوزن و شاهرود نسبت به مناطق پایین دست و دریاچه سد منجیل، کمتر بود هرچند که کیفیت آب رودخانه های قزل اوزن و شاهرود ضعیف بود، ولی پس از ورد به سد سفید رود به کلاس آب خوب تبدیل شد. اما WQI آب خروجی از سد با عبور از اراضی کشاورزی، مناطق مسکونی و صنعتی حاشیه رودخانه تا رسیدن به دریای خزر به تدریج افزایش یافته و دارای کلاس آب ضعیف شده بود. به طور کلی نتایج تحقیق نشان داد که استفاده از تصاویر ماهواره ای لندست 8 و مدل رگرسیونی چند متغیره از توان بالایی برای پایش کیفیت آب برخوردار است.

    کلید واژگان: شاخص کیفیت آب (WQI), لندست 8, سفیدرود, رگرسیون خطی چندگانه}
    Yosef pourhabib, Ebrahim Fataei*, Fatemeh Nasehi, Behnam Khanizadeh, Hossein Saadati

    In this research, the water quality of Sefidroud River during the years 2013-2018 using Landsat 8 satellite images as well as 10 qualitative chemical and physical parameters including Ca2+, Na+,Mg2+, (Cl-,SO4-2, HCO3-, TDS, EC, TH and pH were studied in three hydrometric stations. Drinking water quality index (WQI) was calculated and its relationship with satellite bands and band ratios (28 parameters) was analyzed using univariate and multivariate regression models. The results of the univariate regression model showed that the WQI index with band 5 and the ratio of band B4/B3 had a linear and power correlation at a significance level of 1% with coefficient of determination (R2) of 0.55 and 0.51, respectively. The implementation of the stepwise linear multivariate regression model of WQI with all the studied bands and ratios showed that the three band 5 variables and band ratios B4/B3 and B6/B5 were correlated with WQI, with an R2 of about 0.80 at a 5% significance level. After preparing the spatial changes map of WQI using multivariate linear regression model, the results indicated that the water quality in the head branches of Sefidroud, that is, the Qezaluzen and Shahroud rivers, was lower compared to the lower areas and Manjil Dam Lake, although the water quality of the Qezeluzen and Shahroud rivers was lower. Shahrood was weak, but after entering Manjil Dam, it became a good water class. However, the WQI of the water coming out of the dam had gradually increased by passing through the agricultural lands, residential and industrial areas along the river until it reached the Caspian Sea, and it had weakened water class. In general, the results of the research showed that the use of Landsat 8 satellite images and multivariable regression model has a high power for water quality monitoring.

    Keywords: Qezaluzen, Remote sensing, Shahroud, Water pollution monitoring}
  • مجتبی پورسعید*، امیرحسین پورسعید، سعید شعبانلو

    هوش مصنوعی یکی از روش های ابداعی نسبتا جدید در تحلیل و شبیه سازی پدیده های طبیعی است. مدل های هوش مصنوعی به عنوان روش های قدرتمند در مدل سازی مسایل غیرخطی و پیچیده توانایی قابل توجهی داشته است. تحقیقات مختلفی در شاخه مدل سازی و تحلیل پارامتریک منابع آب انجام گرفته است. ولی در این مطالعه از 4 مدل هوش مصنوعی برای شبیه-سازی کیفی و کمی آب دریاچه میقان واقع در شهرستان اراک استان مرکزی استفاده شد. مدل های بکار گرفته شده در این مطالعه عبارتند از: مدل ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق (SAELM)، مدل حداقل مربعات رگرسیون بردار پشتیبان (LSSVM)، مدل شبکه های عصبی-فازی (ANFIS) و مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه (MLR) که برای پیش بینی تغییرات پارامترهای هیدروژیولوژیکی استفاده شد. در این مطالعه پارامترهای کل جامدات محلول (TDS)، هدایت الکتریکی (EC)، شوری و سطح آب زیرزمینی (GWL) شبیه سازی شدند. همچنین با توجه به آمار شاخص های سنجش عملکرد، مدل SAELM دارای بالاترین دقت در شبیه-سازی دو پارامتر GWL و EC، مدل LSSVM بالاترین دقت را در شبیه سازی TDS و مدل MLR نیز در تخمین تغییرات پارامتر Salinity به عنوان بهترین مدل انتخاب گردید. جهت بررسی جامع دقت مدل ها برای مدل های برتر در شبیه سازی، با پنج رویکرد عملکرد مدل ها مورد سنجش قرار گرفت. رویکردهای مورد نظر عبارت بودند از: 1) سنجش با نمودار پیش بینی 2) سنجش عملکرد با شاخص های ریاضی 3) سنجش عملکرد به روش عدم قطعیت ویلسون 4) سنجش دقت با نمودارهای توزیع خطا و 5) سنجش عملکرد با نمودارهای نرخ اختلاف خطا. در پایان کلیه نتایج به ترتیب در پایان هر قسمت آورده شده است.

    کلید واژگان: ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق, ماشین یادگیری حداقل مربعات بردار پشتیبان, شبکه های عصبی نروفازی, رگرسیون خطی چندگانه, تحلیل عدم قطعیت}
    Mojtaba Poursaeid *, Amirhussain Poursaeid, Saeid Shabanlou
    Background and Objectives

    Artificial intelligence models as powerful methods in modeling nonlinear complex problems, have a significant ability and this has been proven in numerous articles. Artificial intelligence has been used in various issues, including engineering, medicine, etc. The success of this method in comparison with analytical and numerical methods, their easiness, speed and accuracy caused to open their place among researchers as much as possible. Today, Considering that one of the challenges of human life is the issues related to water resources management, so in this study, an attempt has been made to investigate the performance of artificial intelligence and regression models in the cases of water resources. Various researches have been done in the case of modeling and parametric analysis of water resources. However, in this study, artificial intelligence (Learning Machine) models were used to simulate the qualitative and quantitative parameters of water. The models used in this study are: Self-Adapting Extreme Learning Machine (SAELM), Least Square Support Vector Machine (LSSVR), Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple Linear Regression (MLR) model which was used to predict changes in hydrogeological parameters. Today, due to the growing global population, one of the most important challenges is access to safe drinking water. In our country, Iran, due to its location in the semi-arid region and low rainfall, this danger is felt more than ever. One of the serious issues is the salinity leakage into groundwater resources. In this study, an attempt has been made to simulate the leakage of salinity dynamic flow into the freshwater resources of the coastal aquifer, using artificial intelligence and statistical models. At the end, the simulation results and the accuracy of the models are given. The study area in this work, is Mighan Wetland and Mighan aquifer in Markazi province. Annual rainfall occurs in small amounts in this area. According to the statistical results provided by synoptic and rain gauge stations in the region, the maximum and minimum rainfall values range from 461 mm in the northeast to 208 mm in the center of Arak plain. The hydraulic outlet of the aquifer to the Mighan plain is located in the center of the plain. The water entering the Mighan plain and leaves the system due to evaporation from the water table. Observatory wells were used to sampling this lake due to its saline water. The wells were located in an area called Vismeh near the lake.

    Methodology

    In this study, qualitative and quantitative parameters: water salinity, total dissolved solids (TDS), chlorine ion (cl), sampling time (t), electrical conductivity (EC), Salinity and groundwater level (GWL) were simulated. In this work, Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (ANFIS), Least square support vector machine (LSSVM), Self Adaptive Extreme learning machine (SAELM) and Multiple linear regression (MLR) models were used for simulation. In this study, data from 173 months of sampling were used. 70% of the sample size was used for training and 30% for testing models.

    Findings

    Simulation was performed using artificial intelligence models and regression model. The simulation results showed higher accuracy of artificial intelligence models. After simulation and obtaining the results, then the uncertainty analysis was performed by Wilson Score method without continuity correction. In this method, the prediction error (ei), the mean prediction error (Mean) and the standard deviation of the error is (Se). If the mean error value of a model in predicting the target variable is positive, it means that the performance of the model is Over Estimated. Also, if the average value of the model error is negative, the performance of the model is Under Estimated. Moreover, the results of Uncertainty Analysis with a significance of 5% were obtained. and finally we briefly write the subsequent performance Over Estimated (OS) and Under Estimated (US).

    Conclusions

    The results showed that different models were successful in predicting water parameters. In order to comprehensively evaluate the accuracy of the models in the simulation, the performance of the models was measured by five approaches. The proposed approaches were: 1) Evaluation of prediction by accuracy chart, 2) Performance evaluation by mathematical indices, 3) Performance evaluation, by Uncertainty Analysis by Wilson Score method without continuity correction, 4) Accuracy evaluation by error distribution charts and 5) Performance evaluation by discrepancy rate (DR) charts. Finally, all the results are given at the end of each section, respectively.Approach 1- According to the prediction accuracy charts, 16 charts were drawn and the most accurate models of which are depicted in Figures 4 to 7. After modeling, the results showed that the most accurate models in simulating groundwater parameters were SAELM model in GWL simulation. According to the results, SAELM model in GWL and EC simulation, LSSVM in TDS simulation and MLR in Salinity simulation were the superior midel, Respectively.Approach 2- According to the performance measurement indices, finally the results showed that SAELM model was the best model in simulating parameters (EC) and (GWL). The LSSVM model was also the most accurate model in modeling (TDS). MLR model was the best model in (Salinity) parameter simulation.Approach 3- Uncertainty analysis was performed based on Wilson score method. The performance of the models in the simulation showed that the performance of the SAELM model was determined as Under estimated and other superior models in simulation had Over estimated performance.Approach 4- Based on the error distribution diagrams, the best accuracy was assigned to SAELM and MLR models.Approach 5- Based on the discrepancy ratio, SAELM and MLR models were estimated to be the most accurate models in the simulation.

    Keywords: Self Adaptive Extreme Learning Machine, Least Square Support Vector Machine, Adaptive neuro fuzzy inference system, Multiple linear regression, Uncertainty analysis}
  • مریم ملایم، سید علی ابطحی*، مجتبی جعفری نیا، جعفر یثربی
    سابقه و هدف

    نفوذ آب به خاک نقش مهمی در مدیریت صحیح آبیاری، ذخیره رطوبت در خاک به ویژه در مناطق خشک و نیمه خشک و افزایش عملکرد زراعی ایفا می نماید. آگاهی از نفوذ آب به خاک اهمیت زیادی در طراحی و اجرای راهکارهای حفاظت آب، کنترل سیل و روان آب و مدیریت فرسایش خاک دارد. همچنین، سنجش دقیق مقادیر نفوذ آب به خاک با توجه به زمان برای برآورد آب ذخیره شده در ناحیه ریشه گیاه، اهمیت زیادی در طراحی و برنامه ریزی های آبیاری و مدیریت زراعی دارد. بنابراین، تهیه نقشه های دقیق از نفوذپذیری خاک می تواند در مدیریت اراضی و پیاده سازی کشاورزی دقیق نقش مهمی داشته باشد. هدف پژوهش حاضر، بررسی امکان تخمین نفوذ آب به خاک در زمان های مختلف با استفاده از توابع پیش بینی مکانی خاک و تخمین گرهای مکانی بود.

    مواد و روش ها

    در این مطالعه، 72 نمونه خاک به صورت تصادفی از زمین های دشت مرودشت، استان فارس برداشت شد. در نقاط انتخاب شده چگالی ظاهری خاک، میزان شن، سیلت، رس، pH، قابلیت هدایت الکتریکی، کربنات کلسیم معادل خاک، سدیم محلول، کلسیم و منیزیم محلول و کربن آلی خاک اندازه گیری شدند. به منظور اندازه گیری نفوذ آب به خاک از روش استوانه های مضاعف استفاده شد. برای پی ریزی توابع پیش بینی مکانی خاک به منظور برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های 5، 10، 20، 45، 90، 150، 210 و 270 دقیقه از انواع مدل ها از قبیل رگرسیون، شبکه عصبی مصنوعی و تخمین گرهای مکانی استفاده گردید. در پژوهش حاضر، از داده هایی شامل خصوصیات زودیافت خاک اندازه گیری شده به همراه متغیرهای محیطی (اطلاعات سنجش از دور و توپوگرافی) در قالب توابع پیش بینی مکانی خاک استفاده گردید.

    یافته ها

    نتایج حاصل از ارزیابی مدل های رگرسیونی و شبکه عصبی مصنوعی پی ریزی شده براساس آماره های ارزیاب شامل میانگین خطا، ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تبیین در فاز آزمون نشان داد که مدل های شبکه عصبی مصنوعی توسعه یافته در مطالعه حاضر در مقایسه با مدل های رگرسیونی برای برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های مختلف برتری داشتند. افزون بر این، نتایج ارزیابی تخمین گرهای مکانی متفاوت در منطقه مورد مطالعه نشان داد که تخمین گر مکانی تلفیقی شبکه عصبی-کریجینگ در مقایسه با تخمین گر مکانی کریجینگ معمولی، از کارآیی بیشتری در برآورد نفوذ تجمعی آب به خاک برخوردار بود.

    نتیجه گیری

    نتایج این مطالعه نشان داد که به کارگیری توابع پیش بینی مکانی خاک (استفاده از اطلاعات کمکی به همراه ویژگی های زودیافت خاکی جهت تخمین نفوذ تجمعی آب به خاک در زمان های مختلف)، پتانسیل بسیار خوبی در تخمین مکانی نفوذ تجمعی آب به خاک در اکثر زمان های مورد نظر برخوردار بود.

    کلید واژگان: تخمین گرهای مکانی, رگرسیون خطی چندگانه, شبکه عصبی مصنوعی, نفوذ آب به خاک}
    Maryam Molayem, Seyed Ali Abtahi *, Mojtaba Jafarinia, Jafar Yasrebi
    Background and Objectives

    Water infiltration to soil play an important role in irrigation management, storage moisture in soil especially in dry and semi-dry area and increasing agronomy yield. Understanding water infiltration to soil is of important in designing and applying water conservation methods, flood and runoff control and soil erosion management. Additionally, accurately measuring water infiltration to soil in different times is more important for predicting water storage in root zone, irrigation designing and planning and agronomy management. In other hand, water infiltration to soil is a base for precision agriculture, therefore, producing accurate maps for water infiltration to soil play an important role in land management and applying precision agriculture. Modeling soil water infiltration at the field scale with ruler of calcareous, saline and sodic conditions is important for a better understanding of infiltration processes in these soils and future of infiltration modeling. The present study aimed for estimating water infiltration to soil at different times using soil spatial prediction functions and spatial estimators.

    Materials and methods

    in present study, 72 soil samples were collected using a random sampling method in Marvdasht plain, Fars Province. In selected points, soil bulk density, sand silt, clay, pH, electrical conductivity, calcium carbonate, solution sodium, solution calcium and magnesium and organic carbon contents. For measuring water infiltration to soil, the double ring method were used. Multiple linear regression (MLR), artificial neural network (ANN) and spatial estimators were used for deriving soil spatial prediction functions models between water infiltration to soil in different times including 5, 10, 20, 45, 90, 150, 210 and 270 min. In this study, the readily available soil properties and auxiliary variables such as remote sensing and topography data were used in soil spatial prediction functions.

    Results

    The results of evaluating regression and artificial neural networks models based on the mean error (ME), coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE) criteria in testing phase were showed that the developed artificial neural network models in present study performed better than multiple linear regression models in water infiltration to soil prediction at different times. Moreover, the results showed that the combined estimators (artificial neural network - Kriging) performed better than ordinary kriging model for estimating water infiltration to soil.

    Conclusion

    In totally, the results of this study showed that the applying soil spatial prediction functions (using auxiliary variables such as remote sensing data and topography data with the readily available soil properties) had a great potential to predict spatial estimation of water infiltration to soil at most considered times.

    Keywords: Artificial neural network, multiple linear regression, Spatial estimators, Water infiltration to soil}
  • حسن فرامرزی*، سعید شعبانی، اکرم احمدی

    جهت اداره جنگل ها و بهره برداری بهینه و پایدار از جنگل آگاهی از اطلاعات حجم توده سرپا ضروری به نظر می رسد. در این مطالعه، آماربرداری به صورت تصادفی سیستماتیک به تعداد 186 پلات 10 آری دایره ای شکل در جنگل آموزشی و پژوهشی دارابکلا ساری انجام پذیرفت و حجم هر یک از این پلات ها بدست آمد. در گام بعد، با استفاده از نقشه ی توپوگرافی، لایه های فیزیوگرافی منطقه تهیه و با استفاده از تصویر LISS-III ماهواره IRS-P6 با اندازه تفکیک 5/23 مشخصه های پوشش گیاهی تهیه گردید. پس از تهیه لایه های فیزیوگرافی و مشخصه های پوشش گیاهی، مقدار آن ها برای تمام پلات ها محاسبه شد. سپس با در نظر گرفتن این متغیرها و با استفاده از دو روش پرسپترون چند لایه شبکه های عصبی و رگرسیون چندگانه مدل سازی صورت گرفت. نتایج نشان داد که مدل خطی چندگانه با مقدار 75/0 =R2  و 3/0  = RMSE تغییرات حجم در منطقه را با دقت بالاتری توانست مدل سازی نماید. از نتایج این تحقیق می توان در برنامه ریزی های مدیریتی و به عنوان یکی از عوامل اثرگذار در طراحی مسیرهای چوبکشی و جاده های جنگلی استفاده نمود، به گونه ای که مناطق دارای حجم بیشتر تحت پوشش بیشتری قرار گیرند.

    کلید واژگان: مدل سازی حجم توده سرپا, رگرسیون خطی چندگانه, سنجش از دور, شبکه ی عصبی مصنوعی, پرسپترون چند لایه}
    Hassan Faramarzi*, Saeid Shabani, Akram Ahmadi

    In order to manage the forests and optimal and sustainable utilization of the forest, it seems necessary to know the information on the volume of the residual stand. In this study, a systematic randomized inventory was carried out in 186 circular 10-acre plots in the educational and research forest of Darabkola, Sari, Golestan, Iran and the volume of each plot was obtained. In the next step, the physiographic layers of the area were prepared using the topographic map and the vegetation characteristics were prepared using the LISS-III image of the IRS-P6 satellite with a resolution of 23.5. After preparing physiographic layers and vegetation characteristics, their value was calculated for all plots. Then, regarding these variables and using two methods of multilayer perceptron neural network and multiple regression model, modeling was done. The results showed that the multiple linear model could model the volume changes in the region with higher accuracy (R2=0.75 and RMSE=0.3). The results of this research can be used in management planning and as one of the effective factors in the design of logging routes and forest roads so that areas with larger volumes are covered more.

    Keywords: Modeling of residual stand volume, Multiple linear regression, Remote sensing, Artificial neural network, Multilayer perceptron}
  • حسین ملک احمدی*، احسان میرزانیا، سپیده خسروی، علی ابراهیم زاده

    تبخیر-تعرق نقش مهمی در مدیریت منابع آب منطقه ای، تغییرات آب و هوایی و تولید کشاورزی دارد. در این تحقیق، کارآیی برخی از تکنیک های داده محور شامل ماشین بردار پشتیبان (SVM)، شبکه های عصبی مصنوعی (ANN) و ترکیب آن با تبدیل موجک (WANN)، رگرسیون خطی چند متغیره (MLR) و درخت تصمیم (Decision Tree) برای پیش بینی نرخ تبخیر-تعرق در ایستگاه اسکاتس بلوف در ایالت نبراسکا بررسی شده است. برای این منظور، از 5 پارامتر هواشناسی (دمای کمینه، دمای بیشینه، رطوبت نسبی، سرعت باد و تابش خورشیدی) به عنوان ورودی برای مدل ها استفاده شده است. داده های استفاده شده در این تحقیق اطلاعات هواشناسی روزانه بین سال های 2005 و2013 برای آموزش و آزمون مدل ها بوده است. به منظور اجرای هر یک از مدل ها 8 سناریو با توجه به ترکیب پارامترهای ورودی درنظر گرفته شده است. برای ارزیابی عملکرد تکنیک های مورد مطالعه، از سه شاخص آماری مختلف یعنی ریشه میانگین مربع خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و ضریب نش ساتکلیف (NSE) استفاده، که بدین وسیله نتایج مدل ها با داده های مشاهداتی بررسی شد. علاوه بر این، نمودارهای تیلور برای آزمایش شباهت بین داده های مشاهده شده و پیش بینی شده استفاده شد. نتایج نشان داد که در ایستگاه اسکاتس بلوف، 8WANN (هشتمین ترکیب ورودی برای مدل WANN است) با توجه به مقادیر ریشه میانگین مربع خطا (RMSE)، ضریب همبستگی (R) و ضریب نش ساتکلیف به ترتیب برابر با 097/0 میلیمتر در روز، 999/0 و 999/0 عملکرد بهتری در مقایسه با ANN ، SVM، MLR وDT داشته است. مدل های SVM و ANN نیز دقت بسیار خوبی را نشان دادند، و مدل های DT و MLR با وجود قابل قبول بودن دقت در آن ها از سایر مدل ها ضعیف تر عمل کردند. به عنوان یک نتیجه گیری، نتایج حاصل از مطالعه فعلی ثابت کرد که WANN روندهای معقولی را برای مدل سازی اسکاتس بلوف در ایستگاه اسکاتس بلوف ارایه کرده است.

    کلید واژگان: هیبرید عصبی موجکی, ماشین بردار پشتیبان, درخت تصمیم, رگرسیون خطی چندگانه, اسکاتس بلوف}
    Hossein Malekahmadi *, Ehsan Mirzania, Sepideh Khosravi, Ali Ebrahim Zadeh

    Evapotranspiration plays an imperative role in management of regional water resources, climate change and agricultural production. In this study efficiency of some data-driven techniques, including support vector machine (SVM), artificial neural networks (ANN) and its hybrid with wavelet transform (WANN), multi linear regression (MLR) and decision tree (DT) for predicting Evapotranspiration rates at Scottsbluff Station in Nebraska have been monitored. For this purpose, 5 meteorological parameters utilized as inputs for the models. Daily meteorological information, data used in this study, were between 2005 - 2013 years to train and test the models. In order to implement each of the models 8 scenarios were considered according to combination of input parameters. For evaluate performance of the studied techniques, three different statistical indices were used which included root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R) and Nash-Sutcliffe coefficient (NSE). In addition, Taylor charts were used to test similarity between observation and prediction data. The results showed that at the Scottsbluff station, WANN8 (is the eighth scenario for the WANN model) according to the root mean square error (RMSE), correlation coefficient (R) and Nash-Sutcliffe equal to 0.097, 0.999 and 0.999 performed better than ANN, SVM, MLR and DT. The SVM and ANN models also showed excellent accuracy, and the DT and MLR models performed worse than the other models despite their acceptable accuracy. As a conclusion, the results of the present study were proved that WANN provides reasonable procedures for modeling Scottsbluff at the Scottsbluff station.

    Keywords: WANN, SVM, Decision tree, MLR, Scottsbluff}
  • محسن شاهرخی، سعید خاوری خراسانی، آسا ابراهیمی*، اسلام مجیدی هروان، منصوره کرمانی
    برای شناسایی موثرترین صفات بر عملکرد دانه، 24 لاین اینبرد ذرت فوق شیرین تحت دو شرایط رطوبتی (نرمال و تنش خشکی) در طول سال زراعی 2017 مورد بررسی قرار گرفتند. این آزمایش به صورت طرح بلوک های کامل تصادفی با چهار تکرار در هر دو شرایط انجام شد. تجزیه واریانس عملکرد دانه و هشت صفت مورد مطالعه اختلاف معنی داری را بین لاین های مورد بررسی نشان داد. محاسبه همبستگی های فنوتیپی نشان داد که عملکرد دانه با تعداد دانه در ردیف، قطر بلال، تعداد ردیف بلال و قطر ساقه در شرایط نرمال  و با  تعداد دانه در ردیف و ارتفاع بوته در شرایط تنش خشکی همبستگی معنی داری داشتند. رگرسیون خطی چندگانه گام به گام نشان داد که تعداد دانه در ردیف، قطر بلال و قطر ساقه  72٪ از تغییرات عملکرد دانه را در شرایط نرمال و درصد چوب بلال، ارتفاع بوته، قطر بلال و طول بلال 60٪ از تغییرات عملکرد دانه را در شرایط تنش خشکی توضیح دادند. تجزیه علیت در شرایط نرمال نشان داد که تعداد دانه در ردیف بالاترین اثر مستقیم مثبت (0.717) را روی عملکرد دانه ذرت فوق شیرین و به دنبال آن قطر ساقه (0.292) و قطر بلال (0.273) داشتند. در شرایط تنش خشکی، بیشترین اثر مستقیم مثبت روی عملکرد دانه ذرت فوق شیرین به صفات قطر بلال (0.455) و ارتفاع بوته (0.436) تعلق داشت.
    کلید واژگان: تجزیه علیت, خشکی, ذرت, رگرسیون خطی چندگانه, همبستگی فنوتیپی}
    Mohsen Shahrokhi, Saeed Khavari Khorasani, Asa Ebrahimi *, Eslam Majidi Heravan, Mansoure Kermani
    To identify the most effective characteristics on grain yield, 24 super-sweet maize inbred lines were investigated under two moisture conditions (normal and drought stress) during the 2017 growing season. The experiment was carried out as a randomized complete block design with four replications. Analysis of variance for grain yield and eight agronomic characteristics showed significant differences among investigated inbred lines. Phenotypic correlations indicated that grain yield had a significant relationship with kernel number per row, ear diameter, row number per ear, and stem diameter under normal conditions, and with kernel number per row and plant height under drought-stress conditions. Stepwise multiple linear regression showed that kernel number per row, ear diameter, and stem diameter explained 72% of the variation for grain yield at normal conditions. On the other hand, cob present, plant height, ear diameter, and ear length governed 60% of the grain yield variation under drought-stress conditions. Path analysis under normal conditions revealed that kernel number per row had the highest positive direct effect (0.717) on the grain yield followed by the stem diameter (0.292) and ear diameter (0.273). In the drought stress conditions, ear diameter (0.455) and plant height (0.436) showed the highest positive direct effects on grain yield.
    Keywords: Drought, Maize, Multiple linear regression, Path coefficient, Phenotypic correlation}
  • منیره مینا، مهروز رضایی*، عبدالمجید ثامنی، سید علی اکبر موسوی، سید رشید فلاح شمسی

    ظرفیت تبادل کاتیونی (CEC) از مهم ترین ویژگی های شیمیایی خاک است که در حاصلخیزی خاک نقش بسزایی دارد. با این حال، روش های استاندارد آزمایشگاهی برای اندازه گیری CEC دشوار، هزینه بر و زمان بر است. این پژوهش با هدف برآورد CEC خاک با به کارگیری روش های نوین مانند 1) توابع انتقالی خاک (PTF) بر اساس ویژگی های زودیافت خاک با استفاده از رگرسیون خطی چندگانه (MLR)، 2) طیف سنجی خاک (,Vis - NIR2500 تا 400 نانومتر) با استفاده از رگرسیون حداقل مربعات جزیی (PLSR) و رگرسیون بردار پشتیبان (SVR) انجام شده است. همچنین با استفاده از نتایج تجزیه و تحلیل ضریب رگرسیون، طول موج های کلیدی برای برآورد CEC معرفی شدند. برای این منظور، CEC در آزمایشگاه با استفاده از روش سدیم استات برای 72 نمونه خاک جمع آوری شده از خاک های آهکی استان فارس اندازه گیری شد و بازتاب طیفی نمونه های خاک با دستگاه طیف سنج اندازه گیری شد. این روش ها از مجموعه واسنجی (70% داده ها) ساخته شده و با مجموعه اعتبارسنجی (30% داده ها) ارزیابی شدند. نتایج نشان داد دقت نتایج روش  طیف سنجی از دقت نتایج PTF بیشتر بود. در این پژوهش، طول موج های 566، 854، 1354، 1418، 1906، 2071، 2203، 2319 و 2341 نانومتر به عنوان طول موج های کلیدی برای برآورد CEC خاک به دست آمد. مدل SVR در مقایسه با PLSR عملکرد بهتری داشت. به طور کلی این پژوهش نشان داد که روش طیف سنجی (Vis- NIR) یک روش امیدوارکننده برای برآورد CEC خاک می باشد.

    کلید واژگان: رگرسیون بردار پشتیبان, رگرسیون حداقل مربعات جزئی, رگرسیون خطی چندگانه, طول مو ج های کلیدی}
    Monireh Mina, Mahrooz Rezaei *, Abdolmajid Sameni, AliAkbar Moosavi, RASHID FALLAH SHAMSI

    Cation exchange capacity (CEC) is one of the most important soil chemical properties that plays an important role in soil fertility. However, standard laboratory methods for measuring CEC are difficult, costly, and time-consuming. The aim of this study was to use new methods such as 1) Pedotransfer Functions (PTF) based on the basic soil properties using Multiple Linear Regression (MLR), 2) soil spectroscopy (Vis–NIR, 400 – 2500 nm) using Partial Least Squares Regression (PLSR), and Support Vector Regression (SVR), for estimating soil CEC. Also, from the regression coefficient analysis, key wavelengths were introduced. For this purpose, CEC was measured using the sodium acetate method for 72 soil samples collected, and spectral reflection of soil samples was determined using spectroscopy. These methods are made from a calibration set (70% of data) and evaluated with a validation set (30% of data). The results showed that Vis - NIR method performed better than PTF. In this study, wavelength ranges around 566, 854, 1354, 1418, 1906, 2071, 2203, 2319, and 2341 nm were investigated as the key wavelengths for estimation of CEC. Furthermore, the results of prediction models showed that SVR has a better performance than PLSR. This study proved that Vis-NIR is a promising method for soil CEC estimation.

    Keywords: Support Vector Regression, Partial least squares regression, Multiple Linear Regression, Key Wavelength}
  • مجتبی پورسعید*، امیرحسین پورسعید، سعید شعبانلو
    تحلیل کمی و کیفی منابع آب امروزه به یکی از موضوعات مهم در تحقیقات منابع آب تبدیل شده است. در این تحقیق از داده کاوی، تکنیک های هوش مصنوعی و ریاضی برای شبیه سازی رفتار آب و تخمین تغییرات پارامتریک آن استفاده شده است. نام مدل های بکار گرفته شده عبارتند از: مدل ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق SAELM، حداقل مربعات ماشین بردار پشتیبان LSSVM، مدل شبکه های عصبی نروفازی ANFIS و مدل آماری رگرسیون خطی چندگانه MLR که برای تخمین پارامترهای هیدروژیولوژیکی استفاده شده است. همچنین برای ارزیابی عملکرد مدل ها، در قالب 5 رویکرد دقت مدل ها بررسی گردید. نتایج تحقیق نشان داد که براساس نمودارهای شبیه سازی و همبستگی مدل SAELM برترین مدل بود. براساس شاخص های ارزیابی دقت، مدل SAELM با شاخص های RMSE و MAPE و R به ترتیب برابر با 1545/0، 0070/0 و 9979/0 دارای بالاترین دقت در تخمین پارامترهای هیدروژیولوژیکی بود. بر اساس تحلیل عدم قطعیت ویلسون (Wilson Score method) عملکرد مدل برتر (SAELM) دست پایین (Underestimated) برآورد گردید. همچنین براساس نمودارهای نسبت اختلاف خطا، دقیق ترین نتایج مربوط به مدل SAELM بود. در پایان با استفاده از نمودارهای توزیع خطا کمترین میزان خطا به مدل SAELM اختصاص یافت.
    کلید واژگان: ماشین یادگیری نیرومند خودتطبیق, ماشین یادگیری حداقل مربعات بردار پشتیبان, شبکه های عصبی نروفازی, رگرسیون خطی چندگانه, تحلیل عدم قطعیت}
    Mojtaba Poursaeid *, Amirhossain Poursaeid, Saeid Shabanlou
    Quantitative and qualitative analysis of water resources has become one of the most widely used topics in water resources research today. In this research, data mining, artificial intelligence, mathematical techniques have been used to simulate water behavior and estimate its parameters changes. The models used to estimate hydrogeological parameters are Self-adaptive Extreme learning machine (SAELM), Least square support vector machine (LSSVM), Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (ANFIS) and Multiple linear regression (MLR) models. Also, to evaluate the performance of these models, the accuracy of the models was assessed in the form of 5 approaches. The results showed that the SAELM model was the best model based on the simulation and correlation diagrams. Based on accuracy evaluation indices, the SAELM model with RMSE, MAPE and, R indices equal to 0.1545, 0.0070, and 0.9979, respectively, had the highest accuracy in hydrogeological parameters prediction. Based on Uncertainty Analysis by the Wilson Score method, the performance of the top model (SAELM) was estimated to be underestimated. Also, based on the error ratio diagrams, the most accurate results were related to the SAELM model. Finally, the SAELM model was assigned the lowest error rate using the error distribution diagrams.
    Keywords: Self Adaptive Extreme Learning Machine, Least Square Support Vector Machine, Adaptive neuro fuzzy inference system, Multiple Linear Regression, Uncertainty analysis}
  • محمد بیرانوند، مسلم اکبری نیا*، غلامرضا صالحی جوزانی، جواد قره چاهی، یحیی کوچ
    مقدمه و هدف

    شاخص هوموس یک نمره عددی مبتنی بر ارزیابی بصری افق های ارگانیک و شناسایی اشکال هوموس است که می تواند ویژگی های توده های جنگلی و خاک را منعکس کند. هوموس جنگلی حد واسط بین گیاهان و خاک است که تحت تاثیر عوامل مختلفی مانند توپوگرافی، اقلیم، پوشش گیاهی و خاک قرار می گیرد. با حفر پروفیل هوموس و تعیین شاخص آن می توان در مورد بسیاری از عوامل بوم شناختی اظهار نظر کرد. هدف از پژوهش حاضر بررسی شاخص هوموس و ارتباط آن با مشخصه های توپوگرافی، خاک و پوشش جنگلی در امتداد یک گرادیان ارتفاعی در قالب چهار طبقه ی 0، 500، 1000 و 1500 متر از سطح دریا، در جنگل های واز واقع در استان مازندران است.

    مواد و روش ها

    در هر طبقه ارتفاعی مشخصه های درختی مانند تاج پوشش، تراکم، قطر برابر سینه و ارتفاع و همچنین مشخصه های توپوگرافی و خاک مانند ارتفاع از سطح دریا، درصد شیب، رطوبت و دمای خاک در نه قطعه نمونه 400 متر مربعی در قالب طرح تصادفی برداشت شد و همچنین برای شناسایی نیمرخ اشکال هوموس در هر قطعه نمونه پنج پروفیل 30 × 30 سانتی متر ی حفر و بر اساس طبقه بندی هوموسیکا شناسایی و طبقه بندی شدند. به منظور ارزیابی شاخص هوموس بین طبقات مختلف ارتفاعی از آنالیز واریانس یک طرفه (ANOVA) و جهت بررسی ارتباط آن با مشخصه های مذکور از تحلیل رگرسیون چند گانه خطی استفاده شد.

    یافته ها

    نتایج نشان داد که بیشترین میزان شاخص هوموس و ضخامت لاشبرگ متعلق به طبقه ارتفاعی 1500 متر بوده است و روند آنها در امتداد گرادیان ارتفاعی افزایشی است. همچنین نتایج رگرسیون چند گانه بیانگر وجود ارتباط خطی و معنا دار بین شاخص هوموس و مشخصه های توپوگرافی و خاک با ضریب تعیین بالا (0/76= R2)، بخصوص دمای خاک با (0/000= P-value) است در حالی که مشخصه های پوشش درختی با ضریب تعیین (0/31= R2)، به خوبی نمی توانند پیش گوی مناسبی برای ارزیابی شاخص هوموس باشند. در این بین مشخصه های دمای خاک و تاج پوشش درختی عواملی هستند که بالاترین آماره t را در رابطه با شاخص هوموس نشان داده اند به طوری که کاهش دمای خاک و تاج پوشش جنگلی باعث افزایش شاخص هوموس شده است.

    نتیجه گیری

    به طور کلی می توان نتیجه گرفت که با افزایش ارتفاع از سطح دریا، کمیت بخش آلی کف جنگل و شاخص هوموس افزایش می یابند و تغییرپذیری آنها بیشتر به واسطه تغییر در مشخصه های توپوگرافی و دمای خاک است.

    کلید واژگان: ارتفاع از سطح دریا, انواع هوموس, ترکیب گونه های درختی, رگرسیون خطی چندگانه, دمای خاک, طبقه بندی هوموسیکا}
    Mohammad Bayranvand Bayranvand, Moslem Akbarinia*, Gholamreza Salehi Jouzani, Javad Gharechahi, Yahya Kooch
    Introduction and objective

    The humus index is a numerical score based on the visual assessment of organic horizons and humus forms identification. This index reflects different characteristics of forests stand and soil. Forest humus is an intermediate between plants and soil, which is affected by various factors, such as topography, climate, vegetation and soil. Nevertheless, by digging the humus profile and determining its index, it is also possible to determine many ecological factors. The aim of this study was to investigate the humus index and its relationship with topographic, soil and forest cover characteristics along an altitudinal gradient in the four-altitude class, including 0, 500, 1000 and 1500 meters above sea level (m a.s.l.), in Vaz forests located in Mazandaran province.

    Materials and methods

    In each altitude class, the characteristics of the trees such as crown canopy, density, diameter and height, as well as topography and soil characteristics such as altitude, slope percentage, soil moisture and temperature were taken in 400 m2 plots, and in each plot, five 30 × 30 cm profiles for identification of humus forms were drilled and then identified and classified based on Humusica classification. In order to evaluate the humus index between different altitude classes was used one-way analysis of variance (ANOVA), as well as to analyze its relationship with the mentioned characteristics, multiple linear regression analysis (MLR) was used.

    Results

    The results showed that the highest amount of humus index and litter thickness belonged to the altitude class 1500 m a.s.l. and their trend is increasing along the altitudinal gradient. Also, the results of MLR indicate the existence of a linear and significant relationship is between humus index and topographic and soil characteristics with high determination coefficient (R2 = 0.76), especially soil temperature with (P-value = 0.000), while the tree cover characteristics with a low determination coefficient (R2 = 0.31), cannot well be a good predictor for evaluating the humus index. Meanwhile, soil temperature and trees crown canopy are two factors that have shown the highest t-statistics in relation to the humus index, so that the decrease in soil temperature and trees crown canopy has increased the humus index.

    Conclusion

    In general, it can be concluded that with increasing altitude, the organic part of the forest floor and Humus index increase, and their variability is mostly due to changes in topographic and soil temperature characteristics.

    Keywords: Altitude, Humus forms, Humusica classification, Multiple linear regression, Soil temperature, Tree species composition}
  • رحمان باریده، سینا بشارت*، حبیب خداوردیلو
    نفوذ آب به خاک نقش مهمی در چرخه‏ی آبی طبیعت دارد و از آنجا که اندازه گیری مستقیم این پارامتر در هر جایی امکان پذیر نیست، لذا این پژوهش به منظور بررسی امکان برآورد توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ آب به خاک کاستیاکف، کاستیاکف-لوییس، هورتن و سازمان حفاظت خاک آمریکا با استفاده از ویژگی های زودیافت فیزیکی خاک و ارزیابی این توابع در خارج از منطقه اشتقاق آن ها انجام گرفت. بنابراین ویژگی های فیزیکی خاک و نفوذ تجمعی در دو منطقه متفاوت (T1 و T2) اندازه گیری شد. با استفاده از اندازه گیری های محل T1 و رگرسیون خطی چندگانه، توابع انتقالی شکل گرفت و با استفاده از اندازه گیری های مستقل T2 کارایی برون یابی این توابع بررسی شد. نفوذ تجمعی در 78 نقطه به وسیله استوانه دوگانه با سه تکرار اندازه گیری شد. بیشترین دقت توابع انتقالی در مرحله اشتقاق، مربوط به ضرایب معادله SCS با مقدار ضریب تبیین (R2) برابر 66/0 و کمترین دقت با مقدار R2 برابر 04/0 مربوط به توان معادله هورتن بود. در مرحله اعتبارسنجی در خارج از محل اشتقاق، دقت توابع انتقالی کاهش زیادی نشان داد به طوری که بازه تغییرات R2 از 00/0 تا 26/0، بازه تغییرات ریشه میانگین مربعات خطای نرمال شده (nRMSE) از 76/1 تا 93/80 و بازه تغییرات نسبت خطای میانگین هندسی (GMER) از 94/0 تا 73/1 به دست آمد. بنابراین نتایج نشان داد که استفاده از توابع انتقالی تخمین ضرایب معادلات نفوذ فقط در محل اشتقاقشان کارآمد است و امکان استفاده از این توابع در خارج از محل اشتقاق آن ها بدون واسنجی امکان پذیر نیست.
    کلید واژگان: استوانه دوگانه, رگرسیون خطی چندگانه, معادلات نفوذ, نفوذ تجمعی}
    Rahman Barideh, Sina Besharat *, Habib Khodaverdiloo
    Soil water Infiltration plays an important role in the water cycle of nature. However, since the direct measurement of soil water infiltration is laborious, time-consuming and expensive. Therefore, in this study was conducted to investigate the possibility of estimating the coefficients of water infiltration equations such as Kastiakov, Kastiakov-Lewis, Horton and USA Soil Conservation Service (SCS) using readily available soil properties and to evaluate the validity of these functions outside of their derivation regions. Therefore, soil physical properties and cumulative infiltration were measured in two different regions (T1 and T2). Parametric functions were derived using T1 location measurements and validation was performed using independent T2 measurements. Cumulative infiltration was measured using double rings with three replications at 78 points. Parametric functions were created using multiple linear regression. The highest accuracy of parametric functions in the derivation stage was related to SCS equations with the coefficient of explanation (R2) equal to 0.66 and the lowest accuracy with the value of R2 equal to 0.04 was related to the power of Horton equation. In the validation stage, the accuracy of the functions showed a large decrease. R2 changes range from 0.00 to 0.26, normalized root mean square error (nRMSE) range from 1.76 to 80.93 and geometric mean error ratio (GMER) range from 0.94 to 1.73 Was obtained. Therefore, in this study, the use of parametric functions to estimate the coefficients of infiltration equations outside of their derivation regions was not efficient.
    Keywords: Cumulative infiltration, Infiltration equations, Multiple linear regression, Double ring}
  • سعیده ناطقی*، رستم خلیفه زاده، مهشید سوری، مرتضی خداقلی

    کربن آلی خاک یکی از مهم ترین شاخص های کیفیت خاک است. هدف از انجام این پژوهش مطالعه رفتارهای طیفی و غیرطیفی خاک به منظور برآورد کربن آلی خاک سطحی با استفاده از روش های تحلیل عاملی و رگرسیون چندگانه در مراتع نیمه استپی آسوران استان سمنان است. نمونه برداری از خاک، با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده صورت گرفت. پس از ایجاد نقشه واحدهای همگن منطقه، در هر واحد همگن متناسب با مساحت آن، چندین نقطه نمونه برداری به صورت کاملا تصادفی انتخاب شد. در مجموع تعداد 145 نقطه نمونه برداری برداشت شد. در هر یک از نقاط نمونه برداری، یک نمونه خاک ترکیبی (مخلوطی از 9 مشاهده) برداشت شد. کربن آلی خاک با استفاده از روش تیتراسیون والکلی - بلاک اندازه گیری شد. اطلاعات 114 نمونه برای واسنجی مدل و اطلاعات 31 نمونه برای اعتبارسنجی آن به کار گرفته شد. نتایج نشان داد میزان همبستگی متغیرهای طیفی حاصل از سنجنده OLI لندست 8 با کربن آلی خاک سطحی نسبت به متغیرهای غیرطیفی حاصل از نقشه های توپوگرافی 1:25000 بیشتر است. همچنین نتایج تحلیل عاملی به روش تجزیه مولفه های اصلی با مقادیر ویژه بزرگتر از یک نشان داد کل واریانس تجمعی تبیین شده به وسیله 14 متغیر، برابر 2/90 درصد بود که این میزان واریانس به وسیله سه عامل توضیح داده شد. معادله رگرسیون تولید شده با 3 عامل استخراج شده، از پتانسیل مناسبی برای پیش بینی کربن آلی خاک سطحی برخوردار بود (59/0 = R2). ریشه متوسط مربعات خطا (RMSE) مدل پیشنهادی برابر 3/0 محاسبه شد. با توجه به ارتباط مستقیم کربن آلی خاک با عوامل حاصلخیزی و مقاومت خاک در مقابل فرسایش، مدل توزیع مکانی کربن آلی خاک می تواند به عنوان یک زیرمدل مهم به منظور طراحی سایر مدل های پیچیده همچون تولید (بایومس) اکوسیستم های خشکی و مدل های فرسایش خاک مورد استفاده واقع شود.

    کلید واژگان: کربن آلی, خاک سطحی, لندست 8, تحلیل عاملی, رگرسیون خطی چندگانه}
    Saeedeh Nateghi *, Rostam Khalifehzadeh, Mahshid Souri, Morteza Khodagholi

    Soil organic carbon is one of the most important indicators of soil quality. The purpose of this study is to study the spectral and non-spectral behaviors of soil in order to estimate the organic carbon of topsoil using factor analysis and multiple regression methods in the semi-steppe rangelands of Asuran, Semnan province. Soil sampling was performed using stratified random sampling method. After creating a map of homogeneous units in the area, in each homogeneous unit according to its area, several sampling points were selected completely randomly. A total of 145 sampling points were collected. At each sampling point, a composite soil sample (a mixture of 9 observations) was taken. Soil organic carbon was measured using Valkyli-Block titration method. Data of 114 samples were used to calibrate the model and data of 31 samples were used to validate it. The results showed that the correlation of spectral variables obtained from Landsat OLI sensor with surface soil organic carbon is higher than non-spectral variables obtained from 1: 25000 topographic maps. Also, the results of factor analysis by principal component analysis with eigenvalues greater than one showed that the total cumulative variance explained by 14 variables was equal to 90.2%, which was explained by three factors. The regression equation generated by the three extracted factors had suitable potential for predicting surface soil organic carbon (R2 = 0.59). The root mean square error (RMSE) of the proposed model was calculated to be 0.3.

    Keywords: Organic carbon, Topsoil, Landsat 8, factor analysis, multiple linear regressions}
  • حسین زادمهر، احمد فرخیان فیروزی*
    دمای خاک عامل کلیدی است که فرآیندها و خصوصیات فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را کنترل می کند؛ لذا بر کمیت و کیفیت تولید محصولات کشاورزی تاثیر می گذارد. هدف از انجام این پژوهش برآورد دمای خاک با استفاده از پارامترهای هواشناسی به روش های مختلف ماشین یادگیری بوده است. بدین منظور داده های هواشناسی و دمای خاک در عمق های 5، 10، 20، 30، 50 و 100 سانتی متری از 17 ایستگاه سینوپتیک استان خوزستان مربوط به 25 سال (1994 تا 2018) گردآوری شد. مدل های شبکه عصبی پرسپترون چندلایه (MLPNN)، ماشین یادگیری سریع (ELM) و رگرسیون خطی چندگانه (MLR) برای برآورد دمای خاک استفاده شدند. داده های دمای هوا، سرعت باد، رطوبت نسبی هوا، فشار بخار، تبخیر و بارندگی به عنوان ورودی برای آموزش مدل ها استفاده شدند. نتایج نشان داد که تمام مدل ها برآوردی بهتری از دمای لایه سطحی خاک (عمق 30-0 سانتی متری) داشته و با افزایش عمق دقت آن ها کاهش می یابد، به طوری که بهترین دقت برآورد دمای خاک مربوط به عمق 5 و کمترین آن مربوط به عمق 100 سانتی متری بود. نتایج نشان داد مدل های MLR، MLPNN و ELM عملکردی مطلوب در مدل سازی دمای خاک در تمام عمق ها داشتند. برای مدل های MLR، MLPNN، ELM به ترتیب مقادیر R2 از 864/0-700/0، 997/0-967/0 و 996/0-967/0، مقادیر RMSE از 823/2-557/2، 072/0-034/0 و 078/0-028/0 درجه سلسیوس و مقادیر MAE از 529/1-398/1، 063/0-023/0 و 065/0-023/0 درجه سلسیوس بود. نتایج نشان داد که دو مدل MLPNN و ELM دارای عملکردی تقریبا مشابه و بهتر از مدل رگرسیون خطی چندگانه بودند؛ اما به دلیل سرعت محاسبات بسیار بالای مدل ELM، پیشنهاد می گردد از مدل MLPNN برای تخمین دمای نیمرخ خاک استفاده شود.
    کلید واژگان: استان خوزستان, پارامترهای هواشناسی, رگرسیون خطی چندگانه, شبکه عصبی پرسپترون چندلایه, ماشین یادگیری سریع}
    Hossein Zadmehr, Ahmad Farrokhian Firouzi *
    Soil temperature (Ts) is a key factor controlling the soil physical, chemical and biological properties and processes and consequently affects agricultural crop productions. The objective of this study was to estimate Ts from meteorological data using different machine learning methods. For this purpose, meteorological data and soil temperature at different depths (5, 10, 20, 30, 50 and 100 cm from the soil surface) for 25 years (1994-2018) were collected from 17 synoptic stations in Khuzestan province, Iran. Air temperature, wind speed, relative humidity, evaporation, precipitation, and vapor pressure were used as inputs to train the models. Multiple Linear Regression (MLR), Multilayer Perceptron Neural Network (MLPNN) and Extreme Learning Machine (ELM) models were used to predict soil temperature from metrological data. The results indicated that all models predicted temperature of the top layer (0-30 cm) better than the ones in sublayers. on the other hand, by increasing soil depth the accuracy of the models diminished; so that, the best and worst Ts predictions were belong to 5 cm and 100 cm depth, respectively. The results revealed that MLR, MLPNN and ELM models provided desirable performance in modeling Ts at all depths, with R2 values ranging 0.700-0.864, 0.967-0.997, and 0.967-99, RMSE values ranging 2.557–2.873, 0.034–0.072, and 0.028–0.078 °C, and MAE values ranging 1.398–1.529, 0.023–0.063, and 0.023–0.065 °C, respectively. Overall, the results showed that MLPNN and ELM models had approximately similar performance and better accuracy than MLR model. However, because of the high computational speed of the ELM model, it is recommended to use MLPNN model for estimation of soil profile Ts.
    Keywords: Khuzestan Province, meteorological parameters, Multiple Linear Regression, Multilayer Perceptron Neural Network, Extreme learning machine}
  • رستم خلیفه زاده، محمدرضا طاطیان، محمدرضا سراجیان بورالان، رضا تمرتاش *
    کربن آلی خاک، یکی از مهمترین شاخص های کیفیت خاک است که تقریبا تمامی ویژگی های فیزیکی، شیمیایی و بیولوژیکی خاک را تحت تاثیر خود قرار داده و سبب حاصلخیزی خاک می شود. این شاخص نقش کلیدی در چرخه سراسری کربن دارد. هدف از انجام این پژوهش مطالعه رفتارهای طیفی و غیرطیفی خاک به منظور برآورد کربن آلی خاک سطحی با استفاده از روش های تحلیل عاملی و رگرسیون چندگانه در مراتع نیمه استپی لزور فیروزکوه است. نمونه برداری از خاک، با استفاده از روش نمونه برداری تصادفی طبقه بندی شده صورت گرفت. تعداد 157 سایت تعلیمی در واحدهای کاری همگن انتخاب شد. اطلاعات 127 سایت برای واسنجی مدل و اطلاعات 30 سایت برای اعتبارسنجی آن بکار گرفته شد. در هر یک از سایت های تعلیمی به شیوه تصادفی، یک نمونه خاک متشکل از 9 مشاهده از عمق صفر تا 20 سانتیمتری خاک سطحی برداشت شد. کربن آلی خاک با استفاده از روش تیتراسیون والکلی – بلاک اندازه گیری شد. نتایج نشان داد متغیرهای آلبیدو، شاخص رس، شاخص گیاهی تفاضلی بهنجار، شاخص های روشنایی و سبزینگی تبدیل تسلدکپ و ارتفاع نسبی، همبستگی معنی داری با کربن آلی خاک دارند. همچنین نتایج تحلیل عاملی به روش تجزیه مولفه های اصلی (PCA) با مقادیر ویژه بزرگتر از یک نشان داد کل واریانس تجمعی تبیین شده بوسیله شش متغیر مذکور، برابر 146/81 درصد بود که این میزان واریانس بوسیله دو عامل توضیح داده شد. معادله رگرسیون تولید شده با دو عامل استخراج شده، از پتانسیل مناسبی برای پیش بینی کربن آلی خاک سطحی برخوردار بود (789/0 = R2). میانگین نسبی خطای مطلق (MARE) و ریشه متوسط مربعات خطا (RMSE) مدل پیشنهادی به ترتیب برابر 1/0 و 24/0 محاسبه شد. با توجه به ارتباط مستقیم کربن آلی خاک با عوامل حاصلخیزی و مقاومت خاک در مقابل فرسایش، مدل توزیع مکانی کربن آلی خاک می تواند بعنوان یک زیرمدل مهم به منظور طراحی سایر مدل های پیچیده همچون تولید (بایومس) اکوسیستم های خشکی و مدل های فرسایش خاک مورد استفاده واقع شود.
    کلید واژگان: کربن آلی خاک, لندست 8, پارامترهای مورفومتریک, تحلیل عاملی, رگرسیون خطی چندگانه}
    Rostam Khalifezadeh, Reza Tamartash *, Mohammadreza Tatian, Mohammadreza Sarajian Bouralan
       Organic carbon is one of the most important soil quality indices, affecting almost all physical, chemical and biological properties of the soil. The purpose of this study was to investigate soil spectral and morphometric factors to estimate the organic carbon of topsoil, using factor analysis and multiple regression methods in semi-steppe rangelands of Lazour. Soil samples were taken with a stratified random method. For this purpose, 157 training sites were selected in homogeneous units. Of these, 127 sites were used to calibrate the model and 30 sites were used to validate the model. In each of the training site in a random manner, a soil sample including nine observations was taken from a depth of 0 to 20 cm of soil surface. Soil Organic Carbon (SOC) was measured using Walkley-Black titration method. The results showed that the variables of Albedo, Clay Index (CI), NDVI, Relative Relief and Tasseled-Cap's Brightness and Greenness indices had a significant correlation with the SOC (p<0.05). Also, the result of factor analysis by Principal Component Analysis (PCA) method with eigen-values greater than one indicated that the total cumulative variance, explained by the six variables, was equal to 81.1%.This variance was explained by two components. Using multiple regression model, an appropriate regression equation was calculated to predict SOC (R2=0.789). The Root Mean Square Error and the Mean Absolute Relative Error of the proposed model were calculated as 0.24 and 0.10, respectively. Due to the direct relationship between the SOC and the factors such as soil fertility and sustainability against erosion, a spatial distribution model of SOC could be an important sub-model to design other complex models such as the terrestrial ecosystems biomass and soil erosion models.
    Keywords: Soil Organic Carbon, Landsat 8, Morphometric parameters, Factor analysis, Multiple Linear Regression}
  • مدل سازی تغییرات جمعیت سن گندم با متغیرهای محیطی به کمک شبکه عصبی مصنوعی و مقایسه آن با مدل رگرسیون خطی در شهرستان چادگان
    زهرا دوستی، ناصر معینی نقده*، عباسعلی زمانی، لیلا ندرلو
    این مطالعه به منظور پیش بینی تغییرات جمعیت سن گندم در مزرعه با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه انجام شد. داده های مربوط به نوسانات جمعیت سن گندم در مزرعه ای به مساحت یک هکتار در سال های 1394 و 1395 در شهرستان چادگان بدست آمد. در این مدل ها از متغیرهای تاریخ نمونه برداری، متوسط دما، میانگین رطوبت نسبی، سرعت باد، جهت باد، بارش به عنوان متغیرهای وروردی و تغییرات جمعیت سن مادر به عنوان متغیر خروجی استفاده شد. شبکه مورد استفاده از نوع پرسپترون چند لایه با الگوریتم پس انتشار خطا و روش یادگیری مارکوارت- لونبرگ بود. نتایج نشان داد بین این دو مدل، شبکه عصبی مصنوعی با ضریب تعیین 96/0 بهتر از رگرسیون با ضریب تعیین 40/0 تراکم جمعیت سن مادر را پیش بینی می کند. پس از انجام آنالیز حساسیت برای ساده تر شدن مدل و استخراج عوامل موثرتر، چهار عامل شماره روز سال، دما، رطوبت و سرعت باد انتخاب شدند. مدل شبکه عصبی بار دیگر با استفاده از این چهار عامل آموزش داده شد و مدلی با 11 لایه مخفی بهترین نتیجه را داد که ضریب تعیین مرحله آزمون مدل 97/0 بدست آمد که باز هم حاکی از دقت بالای آن نسبت به مدل رگرسیون خطی چندگانه با ضریب تعیین 43/0 بود.
    کلید واژگان: رگرسیون خطی چندگانه, سن گندم, شبکه عصبی مصنوعی, عوامل اقلیمی}
    Modeling the population changes of sunn pest with environmental variables using artificial neural network and comparison with the linear regression model in Chadegan County
    Zahra Doosti, Naser Moeini-Naghadeh *, Abbas Ali Zamani, Leila Naderloo
    This study aimed to predict population fluctuation of sunn pest in the field using artificial neural network and multiple linear regression was performed. The data on population fluctuation of Sunn pest in years 2015 and 2016 on a farm with an area of one hectare in the city Chadegan was obtained. In this model of the variables sampling date, the average temperature, average relative humidity, wind speed, wind direction, rainfall as the input variables and population changes mother Sunn pest was used as the outcome variable. The network was used of type Multilayer Perceptron with back propagation algorithm and was learning method Levenberg Markvart. Results showed between these two models, artificial neural network with coefficient of determination 0.96 better than regression with coefficient of determination 0.40 population density of mother Sunn pest was predicted. After sensitivity analysis model for easier and factors more effective extraction, four factors: the number of days of the year, temperature, humidity and wind speed were selected. Neural network model was trained again using the four factor model and a model with 11 hidden layer gave the best result. The coefficient of determination testing stepe was 0.97 that was showed high accuracy relative to the multiple linear regression model with the coefficient of determination 0.43.
    Keywords: Artificial neural network, environmental factors, multiple linear regressions, sunn pest}
  • محمد عیسی زاده، پروا محمدی *، یعقوب دین پژوه
    تحلیل های آماری و پیش بینی داده های جریان نقش به سزایی در مدیریت و مهندسی سامانه های آبی ایفا می کند. اساسی ترین مشکل تحلیل های آماری و پیش بینی جریان در کشور ایران، عدم وجود دوره آماری طولانی و نقص داده های جریان ایستگاه های هیدرومتری موجود می باشد. با توجه به موارد ذکر شده در این مطالعه، داده های جریان روزانه ایستگاه هیدرومتری سنته واقع در استان کردستان با استفاده از داده های ایستگاه های هیدرومتری و هواشناسی مجاور این ایستگاه تخمین زده شد. این تخمین به ازای شانزده ترکیب مختلف، شامل داده های جریان روزانه ایستگاه های هیدرومتری صفا خانه و پل آنیان و بارش روزانه ایستگاه باران سنجی سنته صورت گرفت. در این تحقیق تخمین جریان روزانه ایستگاه سنته در هر یک از ماه های سال، به ازای شانزده ترکیب مختلف و مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه مورد ارزیابی قرار گرفت. عملکرد هر یک از مدل ها با شاخص های RMSE، CC، NS و آماره t-student ارزیابی شد. نتایج حاکی از عملکرد خوب هر دو مدل بود ولی مدل شبکه عصبی مصنوعی در تخمین جریان روزانه اکثر ماه های سال بهتر از مدل رگرسیونی عمل کرد. میانگین خطای مدل های شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون خطی چندگانه در ماه های سال به ترتیب برابر با 31/6 و 07/8 مترمکعب بر ثانیه برآورد گردید. لازم به ذکر است که شبکه عصبی مصنوعی به ازای هر یک از شانزده ترکیب به کار گرفته شده، عملکرد بهتری نسبت به مدل رگرسیونی داشت.
    کلید واژگان: تخمین داده گم شده, شبکه عصبی, رگرسیون خطی چندگانه, ایستگاه سنته}
    M. Isazadeh, P. Mohammadi *, Y. Dinpazhoh
    Statistical analysis and forecast discharge data play an important role in management and development of water systems. The most fundamental issues of statistical analysis and forecast discharge in Iran are lack of data in long term period and lack of stream flow data in gauging stations. Considering the issues mentioned in this study, we tried to estimate the daily data flow (runoff) of Santeh gauging station in Kordestan province using the nearby hydrometric and meteorological stations data. This estimation occurred based on the sixteen different input combinations, including data of daily flow of hydrometric stations Safakhaneh and Polanian and daily runoff in Santeh precipitation gauging station. In this research, the daily flow estimation of the Santeh station in each of the months of the year was evaluated for sixteen different combinations and artificial neural network models and multiple linear regressions. The performance of each model was evaluated with the indicators RMSE, CC, NS and t-student statistic. The results showed good performance of both models but the performance of the artificial neural network model was better than the regression model in estimation of the daily runoff in the most months of the year. Mean error of artificial neural network and multiple linear regression models was respectively estimated as 6.31 and 8.07 m3/s in the months of the year. It should be noted that the artificial neural network, for each sixteen combination used, had better result than the regression model.
    Keywords: Artificial Neural Network, Estimating missing data, Multiple linear regression, Santeh station}
  • مجید محمدی، حجت کرمی، سعید فرزین، علیرضا فرخی
    سیگنال‏های بزرگ‏مقیاس اقلیمی شامل کنش‏های جوی ‏اقیانوسی، از عوامل اصلی موثر بر نوسانات اقلیمی زمین هستند و شاخص‏های بسیار مهمی در پیش‏بینی متغیرهای اقلیمی محسوب می‏شوند. در این پژوهش، با به‏کارگیری مدل‏های شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی ‏عصبی و رگرسیون خطی چندگانه، بارش ماه آتی در ایستگاه سینوپتیک سمنان پیش‏بینی شد. بدین منظور، از سری زمانی ماهانه بارش ایستگاه سینوپتیک سمنان و سیگنال‏های بزرگ‏مقیاس اقلیمی طی یک دوره 45 ساله (1966 2010 میلادی) استفاده شد. سیگنال‏های موثر بر بارش ماه آتی با استفاده از تحلیل رگرسیون خطی گام‏به‏گام تعیین شدند و به‏عنوان متغیرهای ورودی در مدل‏های استفاده شده، انتخاب شدند. از 540 سری داده ماهانه، 80 درصد ابتدایی برای آموزش و 20 درصد باقی برای آزمون صحت‏سنجی مدل‏ها استفاده شدند. عملکرد مدل‏ها با معیارهای ارزیابی ضریب همبستگی، میانگین قدر مطلق خطا و ریشه میانگین مربعات خطا مقایسه شد. نتایج صحت‏سنجی نشان داد ضرایب همبستگی به‏دست‏آمده (829/0، 793/0 و 767/0) به ترتیب مربوط به مدل‏های شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی ‏عصبی و رگرسیون خطی چندگانه اند. بر اساس نتایج این تحقیق، می‏توان برای پیش‏بینی بارش ماه آتی ایستگاه سینوپتیک سمنان، به ترتیب از مدل‏های شبکه عصبی مصنوعی، شبکه فازی ‏عصبی و رگرسیون خطی چندگانه استفاده کرد.
    کلید واژگان: بارش ماهانه, سیگنال های بزرگ مقیاس اقلیمی, شبکه عصبی مصنوعی, شبکه فازی, عصبی, رگرسیون خطی چندگانه}
    Majid Mohammadi, Hojat Karami, Saeed Farzin, Alireza Farokhi
    Large-scale climatic signals including ocean-atmosphere interactions, are the main factors influencing the earth’s climatic oscillations and are the most important indices in predicting of climate variables. In this research, precipitation in the next month was predicted by applying artificial neural network (ANN), neuro-fuzzy network (NFN), and multiple linear regression (MLR) in Semnan synoptic station. For this purpose, monthly series of precipitation of Semnan synoptic station and signals of large-scale climate signals were used during a period of 45 years (1966–2010). From 540 monthly time series, the first 80% was used for training and the other 20% for testing. Performance of the models was compared by using correlation coefficient (R), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE) criteria. Results of the validation step showed that the obtained correlation coefficients (0.829, 0.793 and 0.767) are related to ANN, ANFIS and MLR models. Based on the results of this study, the next month’s precipitation of Semnan synoptic station could be predicted by ANN, NFN and MLR models, respectively.
    Keywords: Monthly precipitation, Artificial Neural Network (ANN), Neuro, Fuzzy Network (NFN), Multiple Linear Regression (MLR)}
  • عصمت محمدی نسب
    آفت کش ها از مهم ترین آلاینده های محیط می باشند و انتقال آن ها از محیط زیست به داخل بدن موجود زنده و رسیدن به سطحی بالاتر ازحد طبیعی آن یکی از مهم ترین نگرانی های محیط زیستی می باشد. آفت کش ها به علت کاربردهای مختلف در زمینه بیوشیمی و محیط زیست و کشاورزی مورد توجه بسیاری قرار گرفته اند. برای شناخت آفت کش ها باید خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آن ها به خصوص میزان سمیت آن ها را مورد توجه قرار داد. این مطالعه با هدف بررسی ارتباط Log P (ضریب توزیع آب – اکتانل) برخی از آفت کش ها با برخی توصیف گرهای توپولوژیکی به کمک نظریه گراف و روش رگرسیون خطی چندگانه انجام گرفته است. مطالعه کمی ساختار-خاصیت جهت بررسی این ارتباط به کار گرفته شد و نتایج نشان داد که از میان توصیف گرهای مورد مطالعه برای پیشگویی Log P آفت کش های مورد نظر ترکیبی از چهار توصیف گر توپولوژیکی: پلت (P)، هاراری (H)، راندیک (X) و سگد (Sz) مناسب است. بهترین مدل در این پژوهش نشان داد که توصیف گرهای ساختاری به کار رفته نقش مهمی را در تعیین ضریب توزیع آب – اکتانل آفت کش ها ایفا می نمایند. این تحقیق برای اولین بار رابطه میان ضریب پخش فاز آبی- آلی را با برخی شاخص های ساختاری به کمک نرم افزار SPSS و روش رگرسیون خطی چندگانه در آفت کش ها ارایه نموده است.
    کلید واژگان: آفت کش ها, ضریب توزیع آب, اکتانل, رگرسیون خطی چندگانه}
    E. Mohammadinasab
    Pesticides are considered as one of the most significant environmental pollutants. The transfer of pesticides into the living organism and the maximum residue limit of pesticides is one of the main environmental concerns. Pesticides have got the attention due to their various applications in biochemistry, environment and agriculture. Consequently, the physical and chemical characteristics of pesticides particularly the pesticides toxicity needs to be taken into consideration. The aim of this research is investigation the relationship between Log P of some pesticides with topological descriptors by graph theory and multiple linear regression methods. Quantitative structure-property relationship study was used and results was showed that Platt, Harary, Randic, Szeged indices are suitable for prediction of Log P the pesticides than the other topological indices. The best model in this study indicated that those structural descriptors, play an important role in effect on Log P of pesticides. For the first time, the relationship between Log P of pesticides and some topological indices using SPSS and multiple linear regression model is investigated.
    Keywords: pesticides, Log P, multiple linear regression}
  • محمد مفتخر جویباری، سید مهدی حشمت الواعظین
    شناخت نوسان های فصلی قیمت فرآورده های جنگلی برای مدیریت فروش چوب اهمیت بسیار دارد. هدف این تحقیق بررسی اثر فصل فروش بر قیمت گرده بینه و الوار بود. بدین منظور، داده های چهارصد و ده قطعه فروش چوب در طرح جنگل داری آذررود به تفکیک چهار فصل در دوره زمانی 1371تا 1386 استخراج و در پایگاه داده گردآوری شد. در مرحله بعد، میانگین قیمت فروش برای هر گروه گونه و فرآورده در هر فصل محاسبه و چهار سری زمانی قیمت فصلی برای دو گروه گونه و دو فرآورده (گرده بینه و الوار) تشکیل شد. برای حذف اثر تورم، همه قیمت ها به سال پایه 1386 تعدیل شد. برای بررسی وضعیت مانایی سری های زمانی آزمون دیکی فولر افزوده شده به کار رفت. سپس، سری های زمانی به کمک رگرسیون خطی چندگانه به روش گام به گام در نرم افزار SPSS 14.0 تحلیل شد. نتایج نشان داد اثر فصل فقط بر قیمت های گرده بینه گروه یک و الوار گروه یک معنادار است (سطح 5%). نتایج همچنین نشان داد فروش الوار گروه یک در تابستان و گرده بینه گروه یک در پاییز قیمت چوب را نسبت به سایر فصول به ترتیب 13 و 11 درصد (معادل 120409 و 150798 ریال/ مترمکعب به قیمت های ثابت سال 1386) افزایش می دهد. به نظر می رسد رونق خریدوفروش چوب و افزایش ساخت وساز در فصول تابستان و پاییز در این افزایش قیمت موثر است. کاربردهای تحلیلی نوسان های فصلی قیمت چوب برای طرح های جنگل داری و صنایع چوب می تواند در پژوهش های آتی مورد توجه قرار گیرد.
    کلید واژگان: رگرسیون خطی چندگانه, فصل فروش, قیمت الوار, قیمت گرده بینه, نوسان های فصلی}
    Mohammad Moftakhar Juybary, Seyed Mahdi Heshmatol Vaezin
    Knowledge of seasonal fluctuations is of great importance for sale management. The aim of this research is to assess the impact of sale season on the log and lumber prices. Hence، after evaluation of sale documents in Azarood forestry plan، the data of 410 timber sale lots at roadside of four seasons from 1992 to 2008 were extracted and incorporated into a dataset. Calculating the average selling price for each species group and products per season and year، four time series of seasonal price for two species group and products (log and lumber) were obtained. Then، all prices were deflated to the base year of 2007. The Augmented Dicky-Fuller test were then employed to evaluate stationarity of time series. Impact of season sale variables (independent dummy variable) on timber price was analyzed using multiple regression analysis، MRA، and stepwise method of SPSS 14. 0 software. The impact of sale season on log and lumber prices was appeared to be significant for first species group while insignificant impact was found for second species group (at 5% level). The results revealed that selling lumbers and logs of first species group in summer and autumn caused a price raise of 13 and 11 percent (i. e.، 120409 and 150798 Rial/m3 at constant prices of 2007) compared to other seasons، respectively. Wood trade and building boom in summer and autumn seems to contribute to timber prices raise in these seasons. Implications of such analysis seem to be of interest both for forest managers and wood industries.
    Keywords: log price, lumber price, multiple linear regression, seasonal fluctuations, sale season}
  • پریا کمالی، رضا عرفانزاده
    در تحقیق حاضر اثر برخی فاکتورهای خاکی بر روی تنوع پوشش گیاهی و تنوع بانک بذر خاک بطور همزمان در مناطق قرق و تحت چرا مطالعه شد. نمونه برداری از خاک مراتع حوزه واز در شمال کشور در زمستان 1389 به روش تصادفی-سیستماتیک در طول 4 ترانسکت در هر یک از مناطق قرق و چراشده انجام شد. در طول هر ترانسکت 10 پلات یک مترمربعی مستقر گردید و نمونه های خاک برای تجزیه فیزیکی و شیمیایی و تعیین تنوع بذرهای بانک بذر خاک از عمق 10-0 سانتی متری برداشت و به آزمایشگاه منتقل شدند. نمونه برداری از پوشش گیاهی به روش تخمین در خرداد 1390 از همان پلات ها انجام گردید. فاکتورهای درصد تخلخل، وزن مخصوص ظاهری، درصد رطوبت نسبی، EC، pH، ازت، درصد ماده آلی خاک و درصد سنگ و سنگریزه اندازه گیری شد. سپس شاخص های تنوع گونه ای شانون-وینر و سیمپسون برای پوشش گیاهی و بانک بذر خاک تعیین شدند و مهمترین عوامل تاثیرگذار بر تغییرات تنوع گونه ای با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه با روش حذف برگشتی مشخص شد. نتایج نشان داد که درصد تخلخل، وزن مخصوص ظاهری و ماده آلی بیشترین تاثیر را بر تنوع بانک بذر منطقه قرق داشتند. از طرفی EC، ازت، ماده آلی، درصد تخلخل خاک و وزن مخصوص ظاهری مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار بر تنوع گونه ای بانک بذر منطقه چراشده بودند. بررسی تنوع پوشش گیاهی نیز نشان داد که ماده آلی و ازت مهمترین فاکتورهای تاثیرگذار بر تنوع منطقه قرق بودند، در حالی که در منطقه چراشده فاکتورهای فیزیکی ازجمله وزن مخصوص ظاهری، درصد تخلخل و درصد سنگ و سنگریزه دارای بیشترین تاثیر بر تنوع پوشش گیاهی بودند.
    کلید واژگان: بانک بذر خاک, رگرسیون خطی چندگانه, شاخص تنوع سیمپسون, شاخص تنوع شانون, وینر, عوامل خاکی, واز}
    Parya Kamali, Reza Erfanzadeh
    In the present study, the effect of soil factors on above-ground vegetation and soil seed bank diversity under grazing and exclosure conditions was studied. Soil sampling was done in winter 2010 using randomized systematic method along four transects in the grazing and exclosure areas of Vaz watershed. Along each transect, 10 plots of 1m2 were established and soil samples were collected from a depth of 0-10 cm for seed bank and physico-chemical studies. Vegetation cover was measured in each plot in late spring of 2011. Soil factors such as porosity, bulk density, relative humidity, EC, pH, nitrogen, organic matter, and stone percentage were measured. Shannon and Simpson diversity indices were calculated for above-ground cover and soil seed bank and the most important factors influencing on the diversity were specified using multiple linear regression by backward elimination method. Results showed that the porosity, bulk density and organic matter had the greatest effect on the diversity of seed bank in the exclosure area. On the other hand, EC, nitrogen, organic matter, soil bulk density and porosity were the most important factors affecting the seed bank diversity of grazing area. According to the obtained results, organic matter and nitrogen were the main factors affecting the plant species diversity in the exclosure area, while in the grazing area, physical parameters such as bulk density, porosity and stone percentage had the highest impact on species diversity.
    Keywords: Edaphic factors, multiple linear regression, Shannon diversity index, Simpson diversity index, soil seed bank, Vaz}
  • A. Arabi Yazdi, S.H.Sanaei, Nejad, M. Bannayan
    Climate variability is the most effective parameter on crop productivity especially rainfed crops.in this study, the anomaly index was calculated for meteorological elements such as maximum temperature(T max), minimum temperature(T min), precipitation(P) and crop yield(Y) for Razavi Khorasan province in Iran, which is located in arid and semi arid region of the world. Precipitation Anomaly Percentage (PAP) is a traditional drought monitoring index, it shows the precipitation as a percentage of the long-term average or normal Thepurpose of this study is finding significant relation between various indexes such as yearly precipitation anomaly (PA) with yearly maximum temperature anomaly(T max A) and yearly minimum temperature anomaly(T min A) for the period (1989-2005).At first, moving average of 5, years old,were examined for 10 stations. In addition, yearly precipitation anomaly, probability and return period of it were calculated using sigmoidfunction. Pearson correlation was examined to find relationship between change percent of yearly precipitation anomaly(PAP), yearly minimum(TminAP), maximum temperature anomaly(TmaxAP) and yearly rainfed crop yield anomaly of wheat (YAP). Multiple linear regression was calculate between YAP (as dependent parameter) and climate variability(indpendent parameter). Sarakhs, Ghuchan and Mashhad had significant correlation (P <0.05) 0.63,0.55 and 0.54 respectively. In other station, no relation found between PAP and YAP. A significant relation between TmaxAP and YAP was obtained in Mashhad (P < 0.05, r= -0.48) and TminAP and YAP was found only in Ghuchan(r=0.56).
    Keywords: Climate variability. Pearson correlation coefficint, multiple linear regression}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال