Abstract:
فاکتور فرسایش‌پذیری، معیاری از مقاومت ذرات خاک در برابر جداشدن و انتقال و اثر عوامل فرساینده (قطرات باران، رواناب و باد) در فرآیند هدررفت خاک است. در این پژوهش، از روش غیرخطی ماشین‌های بردار پشتیبان (SVMs) برای بررسی اثرات برخی از ویژگی‌های توپوگرافی، فیزیکی و مکانیکی خاک بر فرسایش‌پذیری در بخشی از حوضهی آبخیز کارون شمالی واقع در غرب استان چهارمحال و بختیاری استفاده و نتایج حاصله با خروجی حاصل از روش خطی رگرسیون چند متغیره (MLR) مقایسه شد. هم‌چنین قابلیت استفاده از این دو روش برای برآورد فاکتور فرسایش‌پذیری خاک در منطقه‌ی مورد مطالعه، بررسی گردید. برای سنجش کارایی این روش‌ها نیز از برخی شاخص‌‌های آماری نظیر ضریب همبستگی (r)، ریشه میانگین مربعات خطا (MSE)، شاخص کارایی مدل (MEF) و درصد خطا (ERROR%) استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل غیرخطی SVMs دارای کارایی بسیار بالاتری نسبت به روش خطی مرسوم (رگرسیون چند متغیره) برای تخمین فاکتور فرسایش‌پذیری بود. مقادیر ERROR% و r مدل SVMs بهترتیب، برابر 07/0 و 90/0 بودند. مقدار MEF برای تخمین فاکتور فرسایش‌پذیری با استفاده از مدل SVMs برابر 79/76 درصد بود درحالی‌که مقدار آن برای مدل MLR، 04/18- درصد بود. نتایج حاصل از تعیین ویژگی‌های اثرگذار بر فرسایش‌پذیری خاک در نقاط مورد مطالعه با استفاده از این دو روش نیز نمایان‌گر آن بود که بر اساس روش خطی MLR، تنها متغیرهای درصد کل شن، جهت شیب، درصد خاکدانه‌های بین 25/0 تا 5/0 میلی‌متر، درصد شن بین 2 تا 4 میلی‌متر و درصد رس به عنوان ویژگی‌های اثرگذار بر فرسایش-پذیری خاک در منطقه‌ی مورد مطالعه معرفی شدند. این درحالیست که در روش غیر خطی SVMs، تمامی ویژگی‌های مورد مطالعه بر فاکتور فرسایش‌پذیری مؤثر تشخیص داده‌شدند اگرچه پارامترهای میانگین وزنی قطر خاکدانه‌ها (MWD) و درصد ذرات شن بین 25/0 تا 5/0 میلی‌متر دارای بیش‌ترین و پارامتر جهت شیب دارای کم‌ترین ضریب تأثیر بوند.
Soil erodibility factor is a criterion of soil particle resistance to detachment, transport, and effects of erosivity factors (rain drop, runoff, and wind) during the soil loss processes. In this study, non-linear support vector machines (SVMs) method was used for investigating the effects of some topography, soil physical and mechanical properties on soil erodibility in a part of Northern Karoon watershed at the west of Chaharmahal Bakhtiary province. The obtained results were compared with the outputs of a linear (i.e. multiple linear regression, MLR) method. Furthermore, potential use of the two methods for estimating the soil erodibility factor was investigated in the study area. The correlation coefficient (r), root mean square error (RMSE), model efficiency factor (MEF), and error percentage (ERROR%) were used to evaluate the performance of the models. The results showed that the constructed SVM model had greater performance in predicting the erodibility factor compared to the traditional MLR model. The obtained ERROR% and r values for the developed SVM model were 0.07 and 0.90, respectively. The obtained MEF value for the erodibility factor prediction using the SVM model was 76.79 % while it was -18.04 % for the MLR model. The results from determining the properties influencing the soil erodibility in the investigated points using the two methods revealed that only the sand content, aspect, pods (size between 0.25-0.5 mm), clay content properties were accounted as effective parameters according to the MLR model. Whereas, all investigated properties were determined as effective parameters resulting from the non-linear SVM model. However, the parameters mean weight diameter (MWD) and sand content (size between 0.25-0.5 mm) had the highest importance coefficient and aspect parameter had the lowest coefficient.
(
, 
, 
)
