این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
مرتع، جلد ۱۷، شماره ۲، صفحات ۱۷۹-۱۹۰
عنوان فارسی پیش‌بینی میزان کربن ترسیب شده در خاک مراتع تحت تأثیر عمق و ارتفاع نمونه‌برداری از خاک با استفاده از روش سطح پاسخ (RSM)
چکیده فارسی مقاله سابقه و هدف: کربن آلی خاک یکی از پارامترهای مهم تعیین­کننده میزان حاصلخیزی خاک، قابلیت تولید و شاخص مهمی در نشان دادن کیفیت خاک مخصوصاً خاک­های مناطق خشک و نیمه­خشک است. مراتع، در حدود نیمی از خشکی­های جهان را تشکیل می­دهند و حاوی بیش از یک سوم ذخایر کربن زیست کره خاکی هستند. با توجه به این که مراتع به عنوان مهمترین اکوسیستم­های خشکی، ذخایر طبیعی کربن به شمار می­روند، بسیار مورد توجه بوده و نحوه و میزان ترسیب کربن در آن­ها مهم است. مواد و روش­ها: در این تحقیق پس از انتخاب مراتع واقع در دامنه جنوبی کوه دماوند،  با توجه به وضعیت جغرافیایی و پوشش گیاهی منطقه، 4 طبقه ارتفاعی از سطح دریا با نوع و ترکیب پوشش گیاهی یکسان همچنین شیب متوسط به گواهی بازدید میدانی و اطلاعات اداره منابع طبیعی ناحیه شامل طبقه ارتفاعی 1 (2664-2504 متر)، طبقه 2 (2896-2730 متر)، طبقه 3 (3050-2923 متر) و طبقه 4 (3545-3119 متر) جهت نمونه­برداری از خاک در ارتفاع­های متفاوت، معین گردید. در هر طبقه ارتفاعی، 13 نقطه تصادفی مشخص و از هر نقطه، سه نمونه خاک (در نقش تکرار) از اعماق 15-0 و 30-15 سانتی­متر تهیه گردید. پس از اندازه­گیری میزان کربن ترسیب شده در هر نمونه خاک، داده­ها مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. میزان ترسیب کربن در خاک با ضرب میزان کربن آلی خاک در وزن مخصوص ظاهری و عمق مورد مطالعه و در واحد هکتار (10000 متر مربع) محاسبه شد. سپس اقدام به ایجاد معادلات رگرسیونی و روش سطح پاسخ (RSM) شده و دقت آن­ها در پیش­بینی میزان ترسیب کربن با یکدیگر مقایسه گشته و روش دقیق­تر مشخص شد. برای ارزیابی دقت مدل­های رگرسیونی و روش سطح پاسخ از ضریب تعیین (R2) میان داده­های اندازه­گیری شده و پیش­بینی شده استفاده شد.    نتایج: نتایج تجزیه واریانس داده­ها نشان داد که فقط عمق نمونه­برداری، اثر معنی­داری بر میزان ترسیب کربن خاک داشته و اثر ارتفاع نمونه­برداری همچنین اثر متقابل عمق و ارتفاع نمونه­برداری بر میزان ترسیب کربن خاک بی­معنی بود. در حالت کلی، میزان ترسیب کربن در عمق 30-15 سانتی­متری بیشتر از 15-0 سانتی­متر بوده و در هر دو عمق تحت بررسی، طبقه ارتفاعی 4 (3545-3119 متر) بیشترین میزان ترسیب کربن خاک را داشت. به علاوه پس از طبقه ارتفاعی4، بیشترین میزان ترسیب کربن مربوط به طبقه ارتفاعی1 (2664-2504 متر) بود. بیشترین میزان ترسیب کربن به میزان 604654 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی4 و عمق 30-15 سانتی­متر و کمترین میزان ترسیب کربن در حدود 225000 گرم در متر مربع مربوط به طبقه ارتفاعی 2 و عمق 15-0 سانتی­متر بود. در بخش مدل­سازی، مدل درجه دوم روش سطح پاسخ با دقت بالاتر (7363/0R2=) نسبت به مدل خطی همین روش (6014/0R2=) و مدل کم دقت­تر رگرسیونی (428/0R2=)، میزان ترسیب کربن خاک مراتع را پیش­بینی نمود. به علاوه، روش سطح پاسخ موفق به بهینه­سازی ورودی­ها به صورت ارتفاع 3500 متری و عمق دوم به منظور یافتن میزان ترسیب کربن در خاک به صورت 699/808811 گرم در متر مربع با رضایتمندی 976/0 گردید. نتیجه­گیری: روش سطح پاسخ (RSM) به عنوان یک ابزار نوین نه­تنها در پیش­بینی و بهینه­سازی میزان ترسیب کربن خاک مراتع تحت شرایط عمق و ارتفاع نمونه­برداری متفاوت عملکرد مطلوبی دارد، بلکه می­توان از آن به عنوان ابزاری هوشمند در جهت پیش­بینی پارامترهای مختلف در علوم مرتع و مراتع تحت بررسی به عنوان مثال در پیش­بینی حجم زیست توده زیرزمینی و روزمینی، نحوه پراکنش گونه­های مرتعی و ... استفاده نمود.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدل‌سازی، روش سطح پاسخ، رگرسیون، ترسیب کربن، بهینه سازی
عنوان انگلیسی Predicting the amount of sequestrated carbon in rangeland soil under the effect of soil sampling depth and height using the response surface methodology (RSM)
چکیده انگلیسی مقاله Background and objectives: Organic carbon is one of the important parameters to determine soil fertility, and production ability and is a mind index for showing soil quality, especially in dry and semi-dry lands. The rangelands are composed of about 50 % of the world's lands and have more than 33 % of carbon reservoirs on earth. Considering the ranges as the most important terrestrial ecosystems, which are natural reserves of carbon, are very considered plus how and amount of carbon sequestration in them is very important. Methodology: In this research, after selecting rangelands in the southern domain of Damavand mountain, considering the geographic condition and regional plant cover, 4 height groups relative to sea level with equal type and composition of plant cover plus medium slope based on physical presence and region natural resources office data composed of height group 1 (2504-2664 m), group 2 (2730-2896 m), group 3 (2923-3050 m) and group 4 (3119-3545 m) for sampling soil at different depths were selected. At all height groups, 13 random points were determined and 3 samples from each point were dug at 0-15 cm and 15-30 cm depth. After sequestrated carbon measuring at all samples, the obtained data were analyzed. The amount of carbon sequestration was determined with the multiplication of soil organic carbon and bulk density and depth at hectare unit. Then regression equations and response surface method (rsm) in the design software platform were created. They were compared and their accuracy in predicting carbon sequestration was identified as a more accurate method. The coefficient of determination (R2) between the measured and predicted data was used to evaluate the accuracy of regression models and the response surface methodology. Results: The results of analysis of variance (ANOVA) showed that only sampling depth had a significant effect on soil carbon sequestration, but the effect of sampling height and the interaction of depth and height were meaningless. In general, the rate of carbon sequestration at a depth of 15-30 cm was more than 0-15 cm, and at both depths, height group 4 (3119-3545 m) had the highest soil carbon sequestration. In addition, after height group 4, the highest carbon sequestration was related to height group 1 (2504-2664 m). The highest amount of carbon sequestration as 604654 g/m2 was related to the height group 4 and the depth of 15-30 cm and the lowest about 225000 g/m2 was related to height group 2 and the depth of 0-15 cm. In modeling, the quadratic model of the response surface method predicted soil carbon sequestration rate with higher accuracy (R2 = 0.7363) than the linear model of the same method (R2 = 0.6014) and the less accurate regression model (R2 = 0.428). In addition, the response surface method succeeded in optimizing the inputs as a height of 3500 meters and a second depth in order to find the amount of carbon sequestration in the soil as 808811.699 (g/m2) with a satisfaction of 0.976. Conclusion: The response surface methodology (rsm) as a novel tool has satisfied operation at prediction and optimization of rangeland soil carbon sequestration under the different sampling depths and heights. Furthermore, it will be used as an intelligent tool for predicting the different parameters at studied ranges and rangeland science like above and underground biomass volume, covering the range of plant species, and so on.  od in the design software platform. They were compared and their accuracy in predicting carbon sequestration was identified as a more accurate method. The coefficient of determination (R2) between the measured and predicted data was used to evaluate the accuracy of regression models and the response surface methodology. The results of the analysis of variance (ANOVA) showed that only sampling depth had a significant effect on soil carbon sequestration, but the effect of sampling height and the interaction of depth and height were meaningless. In general, the rate of carbon sequestration at a depth of 15-30 cm was more than 0-15 cm, and at both depths, elevation category 4 (3119-3545 m) had the highest soil carbon sequestration. In addition, after elevation category 4, the highest carbon sequestration was related to elevation category 1 (2504-2664 m). The highest amount of carbon sequestration (604654 gr/m2) was related to the height category 4 and the depth of 15-30 cm. In modeling, the quadratic model of the response surface method predicted soil carbon sequestration rate with higher accuracy (R2 = 0.7363) than the linear model of the same method (R2 = 0.6014) and the less accurate regression model (R2 = 0.428). In addition, the response surface method succeeded in optimizing the inputs at a height of 3500 meters and a second depth in order to find the amount of carbon sequestration in the soil as 808811.699 gr/m2 with a satisfaction of 0.976.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله Modeling, response surface methodology, regression, carbon sequestration, optimization
نویسندگان مقاله زینب جعفریان | zeinab jafarian
Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

ژیلا قربانی | zhila ghorbani
Sari Agricultural Sciences and Natural Resources University
دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری

نشانی اینترنتی http://rangelandsrm.ir/browse.php?a_code=A-10-107-9&slc_lang=fa&sid=1
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده تخصصی
نوع مقاله منتشر شده پژوهشی
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات