پیش‌بینی میزان فشردگی خاک تحت تاثیر شدت‌های مختلف چرایی با استفاده از سیستم استنتاج فازی- عصبی (مطالعه موردی: مراتع جنوب شرقی سبلان، استان اردبیل)

شدت چرا و حضور دام در عرصه اگر با رعایت اصول مدیریتی نباشد نه تنها باعث تخریب پوشش گیاهی می شود بلکه باعث افزایش تراکم خاک و سفت شدن آن شده که این سفتی خاک و عدم نفوذپذیری در آن، عملکرد ریشه گیاهان را تضعیف کرده به طوری که در تراکم های بالای دو مگاپاسکال، رشد ریشه و در نهایت رشد اندام هوایی گیاه متوقف می شود. این پژوهش با هدف بررسی میزان تراکم خاک در اثر لگدکوبی توسط دام در مراتع جنوب شرقی سبلان در استان اردبیل انجام شد. برای این کار از نفوذسنج دیجیتال استفاده شد و پارامترهای شدت چرا و فاصله از روستا به عنوان متغیرهای مستقل بررسی شدند (این دو متغیر به هم وابسته هستند اما چون در این پژوهش شدت چرا از حالت کیفی (کم، زیاد، متوسط) به صورت کمی درآمده و در هر منطقه و هر پلات به صورت عدد بیان شده است، بنابراین به‌عنوان یک متغیر مستقل توسط مدل انفیس ارزیابی شد). نتایج به دست آمده نشان داد که شدت چرا و فاصله از روستا تاثیر معنی داری روی تراکم خاک (0.01>p) داشتند. با کاهش فاصله از روستا (200 متر) و افزایش شدت چرا، خاک سفت تر شده و نفوذپذیری خاک کمتر می شود. با کمک داده های به دست آمده، مدل سازی فشردگی خاک تحت متغیرهای مستقل با استفاده از شبیه‌سازی سیستم استنتاج فازیعصبی (anfis) در محیط نرم افزار matlab انجام شد. برای ارزیابی عملکرد مدل ها از پارامترهای ریشه میانگین مربعات خطا و ضریب تعیین (r2) استفاده و بهترین مدل تعیین شد. نتایج بهترین مدل انفیس در پیش بینی فشردگی خاک 0.967=r^2 و 7.223=rmse با نتایج مدل رگرسیونی 0.918=r^2 و 11.518=rmse مقایسه شد. نتایج نشان داد که مدل انفیس در مقایسه با مدل رگرسیونی، ضریب تعیین بالاتر و ریشه میانگین مربعات خطای کمتر و در نتیجه دقت بالاتری داشت. به علاوه، با افزایش شدت چرا در روستای اسب مرز و کاهش فاصله از کانون بحران، میزان فشردگی خاک افزایش یافت.

Soil compaction assessment at different grazing intensities using Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System (Case study: Sabalan south eastern rangelands, Ardabil province)

Grazing intensity should follow the management roles to prevent the soil compaction. Soil compaction decreases plant root penetration so that at 2 MPa the root extension and above ground biomass will stop. In this research, digital penetrometer was used to assessment the soil compaction level in Sabalan region in Ardabil province caused by livestock. Grazing intensity and distance from village were evaluated as independent variables. The results show that the grazing intensity and distance from village have significant effect on soil compaction at 1 percent of probability level. Grazing intensity at closer distance (200 m) increases the soil compaction and reduce the soil penetration. Modeling of different grazing intensities was made by ANFIS approach at MATLAB software. For assessment of models rsquo; operation, root mean square error (RMSE) and correlation coefficient (R2) were used and the best model was determined. The results of best ANFIS model for prediction of soil compaction (RMSE=7.223 and R2=0.967) was compared with the result of regression model (RMSE=11.518 and R2=0.918). The results show that the ANFIS model had more R2 and less RMSE consequently more accuracy than the regression model.