نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس‌ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد علوم تحقیقات تهران
2 استاد، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
چکیده
به‌دلیل پیچیدگی و تغییرات وسیع فاکتورهای زیستمحیطی در تالاب‌ها، پایش آلودگی، حفظ و کنترل کیفیت خاک، امری ضروری تلقی می‌شود. بنابراین، شناخت توزیع مکانی ویژگی‌هایی نظیر مقادیر غلظت فلزات سنگین از اهمیت زیادی برخوردار است. در این راستا، این پژوهش با هدف بررسی تغییرات مکانی عنصر مس با توجه به برخی خصوصیات شیمیایی خاک تالاب انزلی انجام شد. در این رابطه، نمونه‌برداری در 48 محل از خاک سطحی تالاب انجام و مقادیر غلظت مس، اسیدیته و ظرفیت تبادل کاتیونی خاک آن‌ها تعیین شد. در این پژوهش، روش‌های معکوس فاصله وزنی، چند جمله‌ای‌ها، پنج تابع اسپلاین شامل اسپلاین با تابع کاملا منظم، اسپلاین با تابع کششی، اسپلاین با تابع چند جمله‌ای درجه دوم، اسپلاین با تابع چند جمله‌ای معکوس، اسپلاین با تابع صفحه نازک، کریجینگ عام و تلفیق روش‌های یاد شده با روش‌های فازی با استفاده از تکنیک ارزیابی متقاطع مورد بررسی قرار گرفتند. همچنین، برای مقایسه اختلاف مقادیر مشاهده‌ای و تخمینی و تعیین روش مناسب، معیارهای ارزیابی میانگین خطای مطلق (MAE)، میانگین انحراف از خطا (MBE) و کارایی مدل (EF) مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج به‌دست آمده، روش فازی اسپلاین کششی با استفاده از متغیر کمکی ظرفیت تبادل کاتیونی، با حداقل (MAE) برابر 5.64، درصد خطا برابر 11.90 و مقدار EF برابر 0.3، به‌عنوان روش برتر در تهیه نقشه پراکنش مس برگزیده شد. این روش در مقایسه با روش‌هایی چون معکوس فاصله وزنی، چند جمله‌ای موضعی، چند جمله‌ای فراگیر، اسپلاین، کریجینگ عام و فازی کریجینگ معمولی، میانگین خطای مطلق را به‌ترتیب به‌میزان 50، 56، 56، 53، 53 و 50 درصد کاهش داد. همچنین، مقایسه مقادیر حداکثر و میانگین غلظت مجاز عنصر مس در این پژوهش با مقادیر این عنصر در استانداردهای خاک کشورهای استرالیا و لهستان نشان داد که در حال حاضر و با توجه به مقادیر داده‌های حاصل از نمونه‌ها، فعلا مقدار عنصر مس در خاک تالاب انزلی کمتر از حد بحرانی است.
عنوان مقاله [English]
Combination of fuzzy logic and statistical land methods in mapping of copper affected by chemical properties, Case Study: Anzali wetland's soil
نویسندگان [English]
- Seyede Maryam Bagheri 1
- Mohammadhossein Mahdian 2
1 MSc, Sciences and Researches Unit, Islamic Azad University
2 Professor, Agricultural Research, Education and Extension Organization
چکیده [English]
Due to the complexity and wide changes in wetlands' environmental factors, pollution monitoring, protection and control of soil quality is deemed to be necessary. Therefore, understanding the spatial distribution of characteristics including the concentration of heavy metals is of great importance. In this context, this study aimed to investigate the spatial variations of copper element as for some chemical properties of Anzali wetland's soil. In this regard, sampling was conducted at 48 sites of the wetland topsoil and copper concentration, pH and cation exchange capacity of their soil was determined. Inverse distance estimators, polynomials, five spline functions including regularized spline, tension spline, multi quadratic function spline, inverse multi quadratic function, thin plates spline and universal kriging and combination of above mentioned and fuzzy methods using cross-evaluation method have been examined in this research. Also, assessment criteria of Mean Absolute Error (MAE), Mean Bias Error (MBE) and Model Efficiency (EF) were used to compare the differences between observed and estimated values and determine the appropriate method. Based on the results, fuzzy tension spline method using the auxiliary variable of cation exchange capacity (least MAE=5.64, percent error=90/11 and EF=0.3) was chosen as the preferred method in copper's distribution mapping. This method decreased the mean absolute error of 50, 56, 56, 53, 53 and 50 percent compared with techniques such as inverse distance estimators, local polynomials, universal polynomials, spline, universal kriging and fuzzy ordinary kriging, respectively. Furthermore, comparing maximum and average values of copper's allowable concentration in this study with the same values in Poland and Australia's soil standards showed that nowadays given to the data obtained from samples, the level of copper element in Anzali wetland's soil is less than the critical level.
)