Ташаккур барои боздид аз Nature.com. Версияи браузере, ки шумо истифода мебаред, дастгирии маҳдуди CSS дорад. Барои беҳтарин таҷриба, мо тавсия медиҳем, ки шумо аз браузери навшуда истифода баред (ё режими мутобиқатро дар Internet Explorer хомӯш кунед). Дар айни замон, барои таъмини дастгирии доимӣ, мо сайтро бе услубҳо ва JavaScript намоиш медиҳем.
Ифлосшавии хок мушкили бузургест, ки аз фаъолияти инсон ба вуҷуд меояд. Тақсимоти фазоии унсурҳои эҳтимолан заҳролуд (PTE) дар аксари минтақаҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳр фарқ мекунад. Аз ин рӯ, пешгӯии фазоии миқдори PTE дар чунин хокҳо душвор аст. Дар маҷмӯъ 115 намуна аз Frydek Mistek дар Ҷумҳурии Чех гирифта шудааст. Консентратсияи калсий (Ca), магний (Mg), калий (K) ва никел (Ni) бо истифода аз спектрометрияи партовҳои плазмавии индуктивӣ пайвастшуда муайян карда шуданд. Тағйирёбандаи посух Ni ва пешгӯикунандаҳо Ca, Mg ва K мебошанд. Матритсаи коррелятсия байни тағирёбандаи посух ва тағирёбандаи пешгӯикунанда коррелятсияи қаноатбахшро байни унсурҳо нишон медиҳад. Натиҷаҳои пешгӯиҳо нишон доданд, ки Регрессияи Вектори Дастгирӣ (SVMR) хуб кор кардааст, гарчанде ки хатои миёнаи квадратии решаи он (RMSE) (235.974 мг/кг) ва хатои мутлақи миёна (MAE) (166.946 мг/кг) аз дигар усулҳои истифодашуда баландтар буданд. Моделҳои омехта барои Регрессияи хаттии бисёрҷонибаи Байесӣ Кригинг-Эмпирикӣ (EBK-MLR) кор мекунанд. суст, чунон ки бо коэффитсиентҳои муайянкунӣ камтар аз 0.1 исбот шудааст. Модели регрессияи мошини вектории дастгирии Байес (EBK-SVMR) беҳтарин модел буд, ки дорои арзишҳои пасти RMSE (95.479 мг/кг) ва MAE (77.368 мг/кг) ва коэффитсиенти баланди муайянкунӣ (R2 = 0.637) буд. Натиҷаи техникаи моделсозии EBK-SVMR бо истифода аз харитаи худташкилшаванда тасаввур карда мешавад. Нейронҳои кластерӣ дар сатҳи модели гибридии компоненти CakMg-EBK-SVMR намунаҳои рангии сершуморро нишон медиҳанд, ки консентратсияи Ni-ро дар хокҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳрӣ пешгӯӣ мекунанд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки якҷоя кардани EBK ва SVMR як техникаи муассир барои пешгӯии консентратсияи Ni дар хокҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳрӣ мебошад.
Никел (Ni) барои растаниҳо микроэлемент ҳисобида мешавад, зеро он ба фиксатсияи нитрогени атмосфера (N) ва мубодилаи карбамид мусоидат мекунад, ки ҳарду барои сабзидани тухмӣ заруранд. Илова бар саҳми он ба сабзидани тухмӣ, Ni метавонад ҳамчун ингибитори замбӯруғӣ ва бактериявӣ амал кунад ва рушди растаниро мусоидат кунад. Набудани никел дар хок ба растанӣ имкон медиҳад, ки онро ҷаббида гирад, ки дар натиҷа хлорози баргҳо ба вуҷуд меояд. Масалан, нахӯд ва лӯбиёи сабз барои беҳтар кардани фиксатсияи нитроген истифодаи нуриҳои никелиро талаб мекунанд.2.Истифодаи доимии нуриҳои никел барои ғанӣ гардонидани хок ва афзоиши қобилияти лӯбиёгиҳо барои фиксатсияи нитроген дар хок консентратсияи никелро дар хок пайваста зиёд мекунад. Гарчанде ки никел микроэлемент барои растаниҳо аст, истеъмоли аз ҳад зиёди он дар хок метавонад зарари бештар аз фоида расонад.Заҳролудии никел дар хок pH-и хокро кам мекунад ва азхудкунии оҳанро ҳамчун ғизои муҳим барои афзоиши растанӣ бозмедорад.1.Ба гуфтаи Лю3, муайян шудааст, ки Ni 17-умин унсури муҳим барои рушд ва афзоиши растанӣ мебошад.Илова бар нақши никел дар рушд ва афзоиши растанӣ, одамон ба он барои истифодаҳои гуногун ниёз доранд.Электроплиткунӣ, истеҳсоли никел хӯлаҳо ва истеҳсоли дастгоҳҳои оташгиронӣ ва шамъҳои оташгиранда дар саноати автомобилсозӣ истифодаи никелро дар бахшҳои гуногуни саноат талаб мекунанд. Ғайр аз ин, хӯлаҳои никелӣ ва маҳсулоти электропластикӣ дар асбобҳои ошхона, лавозимоти толорҳои базмӣ, лавозимоти саноати хӯрокворӣ, барқ, сим ва кабел, турбинаҳои реактивӣ, имплантҳои ҷарроҳӣ, бофандагӣ ва киштисозӣ васеъ истифода мешаванд.5. Сатҳи бойи никел дар хокҳо (яъне хокҳои рӯизаминӣ) ҳам ба манбаъҳои антропогенӣ ва ҳам ба манбаъҳои табиӣ нисбат дода мешавад, аммо пеш аз ҳама, никел манбаи табиӣ аст, на ба манбаъҳои антропогенӣ4,6. Манбаъҳои табиии никел иборатанд аз оташфишонии вулқонӣ, растаниҳо, сӯхторҳои ҷангал ва равандҳои геологӣ; аммо, манбаъҳои антропогенӣ батареяҳои никел/кадмий дар саноати пӯлод, электропластикӣ, кафшери камоншакл, равғанҳои дизелӣ ва сӯзишворӣ ва партовҳои атмосфера аз сӯхтани ангишт ва сӯзондани партовҳо ва лой иборатанд аз ҷамъшавии никел7,8. Мувофиқи маълумоти Фридман ва Хатчинсон9 ва Манива ва дигарон. 10, манбаъҳои асосии ифлосшавии қабати болоии хок дар муҳити наздик ва ҳамшафат асосан корхонаҳои гудохтаи никел-мис мебошанд. Хоки болоии атрофи корхонаи коркарди никел-миси Садбери дар Канада сатҳи баландтарини ифлосшавии никелро бо 26,000 мг/кг дошт11. Баръакс, ифлосшавӣ аз истеҳсоли никел дар Русия боиси консентратсияи баланди никел дар хоки Норвегия шудааст11. Мувофиқи маълумоти Алмс ва ҳамкорон. 12, миқдори никели истихроҷшавандаи HNO3 дар заминҳои беҳтарини киштшавандаи минтақа (истеҳсоли никел дар Русия) аз 6,25 то 136,88 мг/кг буд, ки ба ҳисоби миёна 30,43 мг/кг ва консентратсияи ибтидоии 25 мг/кг мувофиқат мекунад. Мувофиқи kabata 11, истифодаи нуриҳои фосфорӣ дар хокҳои кишоварзӣ дар хокҳои шаҳрӣ ё канори шаҳр дар мавсимҳои пайдарпайи кишт метавонад хокро сироят кунад ё олуда кунад. Таъсири эҳтимолии никел дар одамон метавонад тавассути мутагенез, осеби хромосомӣ, тавлиди Z-ДНК, таъмири қатъшудаи эксцизияи ДНК ё равандҳои эпигенетикӣ ба саратон оварда расонад13. Дар таҷрибаҳои ҳайвонот, муайян карда шудааст, ки никел метавонад варамҳои гуногунро ба вуҷуд орад ва комплексҳои никели канцерогенӣ метавонанд чунин варамҳоро шадидтар кунанд.
Арзёбиҳои ифлосшавии хок дар замонҳои охир бо сабаби доираи васеи масъалаҳои марбут ба саломатӣ, ки аз муносибатҳои хок ва растанӣ, муносибатҳои биологии хок ва хок, таназзули экологӣ ва арзёбии таъсири экологӣ ба вуҷуд меоянд, рушд кардаанд. То имрӯз, пешгӯии фазоии унсурҳои эҳтимолан заҳролуд (PTE), ба монанди Ni дар хок, бо истифода аз усулҳои анъанавӣ заҳматталаб ва вақтталаб буд. Пайдоиши харитасозии рақамии хок (DSM) ва муваффақияти кунунии он15 харитасозии пешгӯии хок (PSM)-ро хеле беҳтар кардааст. Мувофиқи гуфтаҳои Минасни ва МакБратни16, харитасозии пешгӯии хок (DSM) як зерфанни барҷастаи илми хок будааст. Лагачери ва МакБратни, 2006 DSM-ро ҳамчун "эҷод ва пур кардани системаҳои иттилоотии фазоии хок тавассути истифодаи усулҳои мушоҳидаи in situ ва лабораторӣ ва системаҳои истинодҳои фазоӣ ва ғайрифазоии хок" муайян мекунанд. МакБратни ва дигарон. Дар мақолаи 17 қайд шудааст, ки DSM ё PSM муосир самараноктарин усул барои пешгӯӣ ё харитасозии тақсимоти фазоии PTE, намудҳои хок ва хосиятҳои хок мебошад. Геостатистика ва алгоритмҳои омӯзиши мошинӣ (MLA) усулҳои моделсозии DSM мебошанд, ки бо ёрии компютерҳо бо истифода аз маълумоти назаррас ва ҳадди ақал харитаҳои рақамӣ эҷод мекунанд.
Deutsch18 ва Olea19 геостатистикаро ҳамчун «маҷмӯи усулҳои рақамӣ, ки бо намояндагии хусусиятҳои фазоӣ сарукор доранд, асосан аз моделҳои стохастикӣ истифода мебаранд, ба монанди он ки чӣ гуна таҳлили силсилаи вақт маълумоти замониро тавсиф мекунад». Асосан, геостатистика арзёбии вариограммаҳоро дар бар мегирад, ки имкон медиҳанд вобастагиҳои арзишҳои фазоӣ аз ҳар як маҷмӯи додаҳо миқдорӣ ва муайян карда шаванд20. Gumiaux et al. 20 минбаъд нишон медиҳад, ки арзёбии вариограммаҳо дар геостатистика бар се принсип асос ёфтааст, аз ҷумла (а) ҳисоб кардани миқёси коррелятсияи маълумот, (б) муайян ва ҳисоб кардани анизотропия дар тафовути маҷмӯи маълумот ва (в) илова бар ин. Илова бар ба назар гирифтани хатогии дохилии маълумоти андозагирӣ, ки аз таъсири маҳаллӣ ҷудо карда шудааст, таъсири минтақавӣ низ ҳисоб карда мешаванд. Бар асоси ин мафҳумҳо, дар геостатистика бисёр усулҳои интерполятсия, аз ҷумла кригинги умумӣ, кригинги муштарак, кригинги оддӣ, кригинги эмпирикии Байес, усули кригинги оддӣ ва дигар усулҳои маъруфи интерполятсия барои харитасозӣ ё пешгӯии PTE, хусусиятҳои хок ва намудҳои хок истифода мешаванд.
Алгоритмҳои омӯзиши мошинӣ (MLA) як техникаи нисбатан нав мебошанд, ки синфҳои калонтари маълумоти ғайрихаттиро истифода мебаранд, ки аз алгоритмҳое, ки асосан барои истихроҷи маълумот истифода мешаванд, муайян кардани нақшҳо дар маълумот истифода мешаванд ва борҳо ба таснифот дар соҳаҳои илмӣ, ба монанди хокшиносӣ ва вазифаҳои баргардонидан, истифода мешаванд. Мақолаҳои сершумори тадқиқотӣ барои пешгӯии PTE дар хокҳо ба моделҳои MLA такя мекунанд, ба монанди Тан ва дигарон 22 (ҷангалҳои тасодуфӣ барои арзёбии металлҳои вазнин дар хокҳои кишоварзӣ), Сакизода ва дигарон 23 (моделсозӣ бо истифода аз мошинҳои вектори дастгирӣ ва шабакаҳои асаби сунъӣ) ифлосшавии хок). Илова бар ин, Вега ва дигарон 24 (CART барои моделсозии нигоҳдорӣ ва адсорбсияи металлҳои вазнин дар хок) Сан ва дигарон 25 (татбиқи кубист тақсимоти Cd дар хок аст) ва дигар алгоритмҳо, ба монанди ҳамсояи наздиктарини k, регрессияи пурқувватшудаи умумӣ ва регрессияи пурқувватшудаи Дарахтон, инчунин MLA-ро барои пешгӯии PTE дар хок истифода бурданд.
Татбиқи алгоритмҳои DSM дар пешгӯӣ ё харитасозӣ бо якчанд мушкилот рӯбарӯ аст. Бисёре аз муаллифон бар он ақидаанд, ки MLA аз геостатистика бартарӣ дорад ва баръакс. Гарчанде ки яке аз дигаре беҳтар аст, омезиши ин ду сатҳи дақиқии харитасозӣ ё пешгӯӣ дар DSM15-ро беҳтар мекунад. Вудкок ва Гопал26 Финке27; Понтий ва Чеук28 ва Грунвальд29 дар бораи камбудиҳо ва баъзе хатогиҳо дар харитасозии пешгӯишудаи хок шарҳ медиҳанд. Олимони хок усулҳои гуногунро барои беҳтар кардани самаранокӣ, дақиқӣ ва пешгӯишавандагии харитасозӣ ва пешгӯии DSM санҷидаанд. Омезиши номуайянӣ ва тасдиқ яке аз ҷанбаҳои гуногуни зиёде мебошад, ки барои беҳтар кардани самаранокӣ ва коҳиш додани камбудиҳо ба DSM ворид карда шудаанд. Бо вуҷуди ин, Агиеман ва дигарон 15 қайд мекунанд, ки рафтори тасдиқкунӣ ва номуайяние, ки тавассути эҷоди харита ва пешгӯӣ ҷорӣ карда мешавад, бояд мустақилона барои беҳтар кардани сифати харита тасдиқ карда шаванд. Маҳдудиятҳои DSM аз сабаби сифати хок аз ҷиҳати ҷуғрофӣ парокандаанд, ки як ҷузъи номуайяниро дар бар мегирад; Аммо, набудани итминон дар DSM метавонад аз манбаъҳои гуногуни хатогӣ, яъне хатои ковариатӣ, хатои модел, хатои макон ва хатои таҳлилӣ 31 ба вуҷуд ояд. Нодақиқиҳои моделсозӣ, ки дар равандҳои MLA ва геостатистӣ ба вуҷуд меоянд, бо набудани фаҳмиш алоқаманданд, ки дар ниҳоят ба соддагардонии аз ҳад зиёди раванди воқеӣ оварда мерасонанд32. Новобаста аз хусусияти моделсозӣ, нодақиқиҳоро метавон ба параметрҳои моделсозӣ, пешгӯиҳои модели математикӣ ё интерполятсия нисбат дод33. Ба наздикӣ як тамоюли нави DSM пайдо шуд, ки ҳамгироии геостатистика ва MLA-ро дар харитасозӣ ва пешгӯӣ мусоидат мекунад. Якчанд олимон ва муаллифони хок, ба монанди Сергеев ва дигарон 34; Субботина ва дигарон 35; Тарасов ва дигарон 36 ва Тарасов ва дигарон 37 аз сифати дақиқи геостатистика ва омӯзиши мошинӣ барои тавлиди моделҳои гибридӣ, ки самаранокии пешгӯӣ ва харитасозиро беҳтар мекунанд, истифода кардаанд. сифат. Баъзе аз ин моделҳои алгоритмҳои гибридӣ ё омехта инҳоянд: Кригинги шабакаи асабии сунъӣ (ANN-RK), Кригинги боқимондаи персептрони бисёрқабата (MLP-RK), Кригинги боқимондаи шабакаи асабии регрессияи умумӣ (GR-NNRK)36, Кригинг-персептрони бисёрқабата дар шабакаи асабии сунъӣ (ANN-K-MLP)37 ва Регрессияи ҳам-Кригинг ва равандҳои Гауссӣ38.
Ба гуфтаи Сергеев ва ҳамкорон, якҷоя кардани усулҳои гуногуни моделсозӣ имкон дорад, ки камбудиҳоро бартараф кунад ва самаранокии модели гибридии ҳосилшударо афзоиш диҳад, на ин ки модели ягонаи онро таҳия кунад. Дар ин замина, ин мақолаи нав изҳор мекунад, ки барои эҷоди моделҳои оптималии гибридӣ барои пешгӯии ғанӣ гардонидани Ni дар минтақаҳои шаҳрӣ ва канори шаҳрӣ истифодаи алгоритми якҷояи геостатистика ва MLA зарур аст. Ин таҳқиқот ба Кригинги эмпирикии Байес (EBK) ҳамчун модели асосӣ такя мекунад ва онро бо Мошини Вектори Дастгирӣ (SVM) ва Моделҳои Регрессияи Хаттии Бисёр (MLR) омехта мекунад. Гибридизатсияи EBK бо ҳама гуна MLA маълум нест. Моделҳои омехтаи сершумори дидашуда комбинатсияҳои кригинги оддӣ, боқимонда, регрессия ва MLA мебошанд. EBK як усули интерполятсияи геостатистӣ мебошад, ки раванди стохастикии фазоӣ истифода мебарад, ки ҳамчун майдони тасодуфии ғайристационарӣ/стационарӣ бо параметрҳои маҳаллисозии муайяншуда дар болои майдон ҷойгир карда шудааст ва имкон медиҳад, ки тағирёбии фазоӣ ба амал ояд39. EBK дар як қатор таҳқиқот, аз ҷумла таҳлили тақсимоти карбони органикӣ дар хокҳои хоҷагӣ40, арзёбии ифлосшавии хок41 ва харитасозии хосиятҳои хок42 истифода шудааст.
Аз тарафи дигар, Графи худташкилкунанда (SeOM) як алгоритми омӯзишӣ аст, ки дар мақолаҳои гуногун, ба монанди Ли ва дигарон 43, Ванг ва дигарон 44, Ҳуссайн Бҳуян ва дигарон 45 ва Кебонье ва дигарон 46, истифода шудааст. Хусусиятҳои фазоӣ ва гурӯҳбандии унсурҳоро муайян кунед. Ванг ва дигарон 44 қайд мекунанд, ки SeOM як усули пуриқтидори омӯзишӣ аст, ки бо қобилияти он барои гурӯҳбандӣ ва тасаввур кардани масъалаҳои ғайрихаттӣ маълум аст. Бар хилофи дигар усулҳои шинохти нақш, ба монанди таҳлили ҷузъҳои асосӣ, кластеризатсияи норавшан, кластеризатсияи иерархӣ ва қабули қарорҳои бисёрмеъёрӣ, SeOM дар ташкил ва муайян кардани нақшҳои PTE беҳтар аст. Мувофиқи гуфтаҳои Ванг ва дигарон 44, SeOM метавонад тақсимоти нейронҳои марбутаро аз ҷиҳати фазоӣ гурӯҳбандӣ кунад ва визуализатсияи маълумоти баландсифатро таъмин кунад. SeOM маълумоти пешгӯии Ni-ро визуализатсия мекунад, то беҳтарин моделро барои тавсифи натиҷаҳо барои тафсири мустақим ба даст орад.
Ин мақола ҳадафи эҷоди модели харитасозии мустаҳкам бо дақиқии оптималӣ барои пешгӯии миқдори никел дар хокҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳрро дорад. Мо фарзия мекунем, ки эътимоднокии модели омехта асосан аз таъсири дигар моделҳои ба модели асосӣ пайвастшуда вобаста аст. Мо мушкилотеро, ки DSM бо онҳо рӯбарӯ аст, эътироф мекунем ва дар ҳоле ки ин мушкилот дар ҷабҳаҳои гуногун ҳал карда мешаванд, омезиши пешрафтҳо дар геостатистика ва моделҳои MLA тадриҷӣ ба назар мерасад; аз ин рӯ, мо кӯшиш мекунем, ки ба саволҳои тадқиқотӣ ҷавоб диҳем, ки метавонанд моделҳои омехтаро ба даст оранд. Аммо, модел дар пешгӯии унсури мақсаднок то чӣ андоза дақиқ аст? Инчунин, сатҳи арзёбии самаранокӣ дар асоси тасдиқ ва арзёбии дақиқӣ чӣ гуна аст? Аз ин рӯ, ҳадафҳои мушаххаси ин таҳқиқот инҳо буданд: (а) эҷоди модели омехтаи омехта барои SVMR ё MLR бо истифода аз EBK ҳамчун модели асосӣ, (б) муқоисаи моделҳои бадастомада (в) пешниҳод кардани беҳтарин модели омехта барои пешгӯии консентратсияи Ni дар хокҳои шаҳрӣ ё атрофи шаҳрӣ ва (г) татбиқи SeOM барои эҷоди харитаи баландсифати тағирёбии фазоии никел.
Ин таҳқиқот дар Ҷумҳурии Чех, бахусус дар ноҳияи Фридек Мистек дар минтақаи Моравия-Силезия гузаронида мешавад (нигаред ба расми 1). Ҷуғрофияи минтақаи таҳқиқот хеле ноҳамвор буда, асосан қисми минтақаи Бескидии Моравия-Силезия мебошад, ки қисми канори берунии кӯҳҳои Карпат мебошад. Минтақаи таҳқиқотӣ дар байни 49° 41′ 0′ N ва 18° 20′ 0′ E ҷойгир буда, баландии он аз 225 то 327 м аст; Аммо, системаи таснифоти Коппен барои ҳолати иқлимии минтақа ҳамчун Cfb = иқлими мӯътадили уқёнусӣ арзёбӣ мешавад. Ҳатто дар моҳҳои хушк боришоти зиёд ба амал меояд. Ҳарорат дар тӯли сол каме байни −5 °C ва 24 °C фарқ мекунад, кам аз −14 °C ё аз 30 °C болотар меафтад, дар ҳоле ки боришоти миёнаи солона аз 685 то 752 мм аст.47. Масоҳати тахминии тамоми ин минтақа 1208 километри мураббаъро ташкил медиҳад, ки 39.38% заминҳои кишт ва 49.36% пӯшиши ҷангалро дар бар мегирад. Аз тарафи дигар, масоҳати истифодашуда дар ин таҳқиқот тақрибан 889.8 километри мураббаъро ташкил медиҳад. Дар Острава ва атрофи он саноати пӯлод ва корхонаҳои металлургӣ хеле фаъоланд. Осиёбҳои металлӣ, саноати пӯлод, ки дар он никел дар пӯлодҳои зангногир (масалан, барои муқовимат ба зангзании атмосфера) ва пӯлодҳои хӯла (никел мустаҳкамии хӯларо зиёд мекунад ва ҳамзамон чандирӣ ва устувории хуби онро нигоҳ медорад) ва кишоварзии шадид, ба монанди истифодаи нуриҳои фосфатӣ ва истеҳсоли чорво, манбаъҳои эҳтимолии никел мебошанд. дар минтақа (масалан, илова кардани никел ба барраҳо барои баланд бардоштани суръати афзоиши барраҳо ва чорвои камғизо). Истифодаи дигари саноатии никел дар соҳаҳои тадқиқотӣ истифодаи онро дар электроплит кардани барқӣ, аз ҷумла электроплит кардани никел ва равандҳои плит кардани никели беэлектролитӣ дар бар мегирад. Хусусиятҳои хок аз ранги хок, сохтор ва миқдори карбонат ба осонӣ фарқ мекунанд. Сохтори хок аз миёна то нозук буда, аз маводи волидайн гирифта шудааст. Онҳо табиатан коллювиалӣ, аллювиалӣ ё эолӣ мебошанд. Баъзе минтақаҳои хок дар сатҳ ва зеризаминӣ доғдор ба назар мерасанд, ки аксар вақт бо бетон ва сафедкунӣ алоқаманданд. Аммо, камбисолҳо ва стагнозолҳо маъмултарин намудҳои хок дар минтақа мебошанд48. Бо баландии аз 455.1 то 493.5 м, камбисолҳо дар Ҷумҳурии Чех бартарӣ доранд49.
Харитаи минтақаи омӯзишӣ [Харитаи минтақаи омӯзишӣ бо истифода аз ArcGIS Desktop (ESRI, Inc, версияи 10.7, URL: https://desktop.arcgis.com) сохта шудааст.]
Дар маҷмӯъ 115 намунаи хокҳои рӯизаминӣ аз хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳр дар ноҳияи Фрайдек Мистек гирифта шуданд. Намунаи истифодашуда шабакаи муқаррарӣ бо намунаҳои хок дар масофаи 2 × 2 км буд ва хокҳои рӯизаминӣ дар чуқурии аз 0 то 20 см бо истифода аз дастгоҳи GPS-и дастӣ (Leica Zeno 5 GPS) чен карда шуданд. Намунаҳо дар халтаҳои Ziploc бастабандӣ карда мешаванд, дуруст нишонгузорӣ карда мешаванд ва ба лаборатория фиристода мешаванд. Намунаҳо барои истеҳсоли намунаҳои майдашуда дар ҳаво хушк карда шуданд, бо системаи механикӣ (осиёби диски Фритш) майда карда шуданд ва ғалбер карда шуданд (андозаи ҷумбонидан 2 мм). 1 грамм намунаҳои хоки хушкшуда, гомогенизатсияшуда ва ғалбершударо дар шишаҳои тефлонии равшан нишонгузорӣшуда ҷойгир кунед. Дар ҳар як зарфи тефлонӣ, 7 мл 35% HCl ва 3 мл 65% HNO3 (бо истифода аз диспенсери автоматӣ - якто барои ҳар як кислота) рехта, сабук пӯшонед ва бигзоред, ки намунаҳо шабона барои реаксия истода бошанд (барномаи aqua regia). Қисми болоии хокро дар табақи гарми металлӣ ҷойгир кунед. (ҳарорат: 100 Вт ва 160 °C) барои 2 соат барои осон кардани раванди ҳазми намунаҳо нигоҳ доред, сипас хунук кунед. Супернатантро ба колбаи ҳаҷмии 50 мл интиқол диҳед ва бо оби деионизатсияшуда то 50 мл об кунед. Пас аз ин, супернатантро ба найчаи PVC бо оби деионизатсияшудаи 50 мл филтр кунед. Илова бар ин, 1 мл маҳлули обкунӣ бо 9 мл оби деионизатсияшуда об карда шуд ва ба найчаи 12 мл, ки барои консентратсияи псевдо-консентратсияи PTE омода карда шудааст, филтр карда шуд. Консентратсияи PTE (As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Zn, Ca, Mg, K) бо истифода аз ICP-OES (Спектроскопияи партоби оптикии плазмаи индуктивӣ пайвастшуда) (Thermo Fisher Scientific, ИМА) мувофиқи усулҳои стандартӣ ва мувофиқат муайян карда шуд. Тартиби кафолат ва назорати сифат (QA/QC)-ро таъмин кунед (SRM NIST 2711a Montana II Soil). PTE-ҳое, ки маҳдудиятҳои ошкоркунӣ камтар аз нисфи онҳо доранд, аз ин тадқиқот хориҷ карда шуданд. Маҳдудияти ошкоркунии PTE, ки дар ин таҳқиқот истифода шудааст, 0.0004 буд. (шумо). Ғайр аз ин, раванди назорати сифат ва кафолати сифат барои ҳар як таҳлил тавассути таҳлили стандартҳои истинодӣ таъмин карда мешавад. Барои он ки хатогиҳо ба ҳадди ақал расонида шаванд, таҳлили дукарата гузаронида шуд.
Кригинги эмпирикӣ дар Байес (EBK) яке аз усулҳои зиёди интерполятсияи геостатистӣ мебошад, ки дар моделсозӣ дар соҳаҳои гуногун, ба монанди илми хокшиносӣ, истифода мешавад. Бар хилофи дигар усулҳои интерполятсияи кригинг, EBK аз усулҳои анъанавии кригинг бо назардошти хатогие, ки аз ҷониби модели нимвариограмма арзёбӣ шудааст, фарқ мекунад. Дар интерполятсияи EBK, ҳангоми интерполятсия якчанд модели нимвариограмма ҳисоб карда мешаванд, на як нимвариограммаи ягона. Усулҳои интерполятсия барои номуайянӣ ва барномарезии марбут ба ин нақшакашии нимвариограмма, ки қисми хеле мураккаби усули кригинги кофӣ мебошад, ҷой медиҳанд. Раванди интерполятсияи EBK се меъёри пешниҳодкардаи Криворучко50-ро риоя мекунад, (а) модел нимвариограммаро аз маҷмӯи додаҳои вурудӣ ҳисоб мекунад (б) арзиши нави пешгӯишуда барои ҳар як макони маҷмӯи додаҳои вурудӣ дар асоси нимвариограммаи тавлидшуда ва (в) модели ниҳоии А аз маҷмӯи додаҳои симулятсияшуда ҳисоб карда мешавад. Қоидаи муодилаи Байес ҳамчун апостериор дода шудааст.
Дар он ҷое ки \(Prob\left(A\right)\) пешфарзро ифода мекунад, эҳтимолияти маргиналии \(Prob\left(B\right)\) дар аксари мавридҳо нодида гирифта мешавад, \(Prob (B,A)\). Ҳисобкунии нимвариограмма бар қоидаи Байес асос ёфтааст, ки майли маҷмӯи додаҳои мушоҳидаро, ки аз нимвариограммаҳо эҷод кардан мумкин аст, нишон медиҳад. Сипас арзиши нимвариограмма бо истифода аз қоидаи Байес муайян карда мешавад, ки эҳтимолияти эҷоди маҷмӯи додаҳои мушоҳидаҳоро аз нимвариограмма нишон медиҳад.
Мошини вектори дастгирӣ як алгоритми омӯзиши мошинӣ аст, ки гиперплани ҷудокунандаи оптималиро барои фарқ кардани синфҳои якхела, вале на хаттӣ мустақил тавлид мекунад. Вапник51 алгоритми таснифоти ниятро эҷод кард, аммо он ба наздикӣ барои ҳалли масъалаҳои ба регрессия нигаронидашуда истифода шудааст. Мувофиқи маълумоти Ли ва дигарон52, SVM яке аз беҳтарин усулҳои таснифкунанда аст ва дар соҳаҳои гуногун истифода шудааст. Дар ин таҳлил ҷузъи регрессияи SVM (Regression Machine Vector Support – SVMR) истифода шудааст. Черкасский ва Мюллер53 SVMR-ро ҳамчун регрессияи асоси ядро ​​пешкаш карданд, ки ҳисобкунии он бо истифода аз модели регрессияи хаттӣ бо функсияҳои фазоии бисёркишварӣ анҷом дода шуд. Ҷон ва дигарон54 гузориш медиҳанд, ки моделсозии SVMR регрессияи хаттии гиперпланро истифода мебарад, ки муносибатҳои ғайрихаттӣ эҷод мекунад ва имкон медиҳад, ки функсияҳои фазоӣ ба даст оварда шаванд. Мувофиқи маълумоти Воҳланд ва дигарон... 55, epsilon (ε)-SVMR аз маҷмӯи додаҳои омӯзонидашуда барои ба даст овардани модели намояндагӣ ҳамчун функсияи беэътино ба эпсилон истифода мебарад, ки барои харитасозии маълумот мустақилона бо беҳтарин таассуби эпсилон аз омӯзиш дар бораи додаҳои коррелятсияшуда татбиқ карда мешавад. Хатои масофаи пешакӣ муайяншуда аз арзиши воқеӣ нодида гирифта мешавад ва агар хато аз ε(ε) калонтар бошад, хосиятҳои хок онро ҷуброн мекунанд. Модел инчунин мураккабии додаҳои омӯзишро ба зермаҷмӯи васеътари векторҳои дастгирӣ коҳиш медиҳад. Муодилаи пешниҳодшуда аз ҷониби Vapnik51 дар зер нишон дода шудааст.
ки дар он b остонаи скаляриро ифода мекунад, \(K\left({x}_{,}{ x}_{k}\right)\) функсияи ядроро ифода мекунад, \(\alpha\) зарбкунандаи Лагранжро ифода мекунад, N маҷмӯи додаҳои рақамиро ифода мекунад, \({x}_{k}\) вуруди додаҳоро ифода мекунад ва \(y\) баромади додаҳо мебошад. Яке аз ядроҳои калидии истифодашуда амалиёти SVMR мебошад, ки функсияи асоси радиалии Гаусс (RBF) мебошад. Ядрои RBF барои муайян кардани модели оптималии SVMR истифода мешавад, ки барои ба даст овардани омили маҷмӯи ҷаримавии нозуктарин C ва гаммаи параметрҳои ядро ​​(γ) барои маълумоти омӯзишии PTE муҳим аст. Аввалан, мо маҷмӯи омӯзишро арзёбӣ кардем ва сипас иҷрои моделро дар маҷмӯи тасдиқ санҷидем. Параметри идоракунии истифодашуда sigma ва арзиши усул svmRadial аст.
Модели регрессияи хаттии сершумор (MLR) модели регрессия аст, ки муносибати байни тағирёбандаи посух ва як қатор тағирёбандаҳои пешгӯикунандаро бо истифода аз параметрҳои хаттии муттаҳидшуда, ки бо усули хурдтарин квадратҳо ҳисоб карда мешаванд, ифода мекунад. Дар MLR, модели хурдтарин квадратҳо функсияи пешгӯикунандаи хосиятҳои хок пас аз интихоби тағирёбандаҳои тавзеҳӣ мебошад. Барои муқаррар кардани муносибати хаттӣ бо истифода аз тағирёбандаҳои тавзеҳӣ, истифодаи посух зарур аст. PTE ҳамчун тағирёбандаи посух барои муқаррар кардани муносибати хаттӣ бо тағирёбандаҳои тавзеҳӣ истифода шудааст. Муодилаи MLR ин аст
ки дар он y тағирёбандаи посух аст, \(a\) буриш аст, n шумораи пешгӯикунандаҳо аст, \({b}_{1}\) регрессияи қисман коэффитсиентҳо аст, \({x}_{ i}\) тағирёбандаи пешгӯикунанда ё тавзеҳдиҳандаро ифода мекунад ва \({\varepsilon }_{i}\) хатогиро дар модел ифода мекунад, ки онро боқимонда низ меноманд.
Моделҳои омехта бо роҳи пӯшонидани EBK бо SVMR ва MLR ба даст оварда шуданд. Ин бо роҳи истихроҷи арзишҳои пешгӯишуда аз интерполятсияи EBK анҷом дода мешавад. Арзишҳои пешгӯишуда, ки аз Ca, K ва Mg интерполятсияшуда ба даст оварда шудаанд, тавассути раванди комбинаторӣ барои ба даст овардани тағирёбандаҳои нав, ба монанди CaK, CaMg ва KMg ба даст оварда мешаванд. Унсурҳои Ca, K ва Mg сипас барои ба даст овардани тағирёбандаи чорум, CaKMg, муттаҳид карда мешаванд. Умуман, тағирёбандаҳои ба даст овардашуда Ca, K, Mg, CaK, CaMg, KMg ва CaKMg мебошанд. Ин тағирёбандаҳо пешгӯикунандагони мо шуданд ва ба пешгӯии консентратсияи никел дар хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳрӣ мусоидат карданд. Алгоритми SVMR дар пешгӯикунандагон барои ба даст овардани модели омехтаи мошини вектории эмпирикии байесӣ Кригинг-дастгирии (EBK_SVM) анҷом дода шуд. Ба ҳамин монанд, тағирёбандаҳо инчунин тавассути алгоритми MLR барои ба даст овардани модели омехтаи регрессияи хаттии бисёрҷонибаи байесӣ Кригинг-регрессияи хаттӣ (EBK_MLR) интиқол дода мешаванд. Одатан, тағирёбандаҳои Ca, K, Mg, CaK, CaMg, KMg ва CaKMg ҳамчун ковариатҳо ҳамчун пешгӯикунандаи миқдори Ni дар хокҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳр истифода мешаванд. Сипас модели қобили қабултарини ба даст овардашуда (EBK_SVM ё EBK_MLR) бо истифода аз графики худташкилкунанда тасвир карда мешавад. Ҷараёни кори ин таҳқиқот дар расми 2 нишон дода шудааст.
Истифодаи SeOM ба як воситаи маъмул барои ташкил, арзёбӣ ва пешгӯии маълумот дар бахши молиявӣ, тандурустӣ, саноат, омор, хокшиносӣ ва ғайра табдил ёфтааст. SeOM бо истифода аз шабакаҳои асабии сунъӣ ва усулҳои омӯзиши беназорат барои ташкил, арзёбӣ ва пешгӯӣ сохта мешавад. Дар ин таҳқиқот, SeOM барои тасаввур кардани консентратсияи Ni дар асоси беҳтарин модели пешгӯии Ni дар хокҳои шаҳрӣ ва атрофи шаҳрӣ истифода шудааст. Маълумоте, ки дар арзёбии SeOM коркард шудаанд, ҳамчун тағирёбандаҳои вектории вуруди n истифода мешаванд43,56. Мелссен ва дигарон. 57 пайвастшавии вектори вуруд ба шабакаи асаб тавассути як қабати вуруд ба вектори баромад бо як вектори вазнро тавсиф мекунад. Натиҷае, ки аз ҷониби SeOM тавлид мешавад, харитаи дученака аст, ки аз нейронҳо ё гиреҳҳои гуногун иборат аст, ки мувофиқи наздикии онҳо ба харитаҳои топологии шашкунҷа, даврашакл ё чоркунҷа бофта шудаанд. Бо муқоисаи андозаи харитаҳо дар асоси хатогии метрикӣ, квантизатсия (QE) ва хатогии топографӣ (TE), модели SeOM бо мутаносибан 0.086 ва 0.904 интихоб карда мешавад, ки як воҳиди 55-харита (5 × 11) мебошад. Сохтори нейрон мувофиқи шумораи гиреҳҳо дар муодилаи эмпирикӣ муайян карда мешавад.
Шумораи маълумоти истифодашуда дар ин таҳқиқот 115 намуна аст. Барои тақсим кардани маълумот ба маълумоти санҷишӣ (25% барои тасдиқ) ва маҷмӯи маълумоти омӯзишӣ (75% барои калибрченкунӣ) аз усули тасодуфӣ истифода шудааст. Маҷмӯи маълумоти омӯзишӣ барои тавлиди модели регрессия (калибрченкунӣ) ва маҷмӯи маълумоти санҷишӣ барои тасдиқи қобилияти умумӣ истифода мешавад58. Ин барои арзёбии мувофиқати моделҳои гуногун барои пешгӯии миқдори никел дар хокҳо анҷом дода шуд. Ҳамаи моделҳои истифодашуда аз раванди даҳкаратаи тасдиқи салиб гузаштанд, ки панҷ маротиба такрор карда шуд. Тағйирёбандаҳое, ки тавассути интерполятсияи EBK тавлид мешаванд, ҳамчун пешгӯикунандаҳо ё тағирёбандаҳои тавзеҳӣ барои пешгӯии тағирёбандаи мақсаднок (PTE) истифода мешаванд. Моделсозӣ дар RStudio бо истифода аз китобхонаи бастаҳо (Kohonen), китобхона (caret), китобхона (modelr), китобхона (“e1071″), китобхона (“plyr”), китобхона (“caTools”), китобхона (”prospectr”) ва китобхонаҳо (“Metrics”) коркард карда мешавад.
Барои муайян кардани беҳтарин модели мувофиқ барои пешгӯии консентратсияи никел дар хок ва арзёбии дақиқии модел ва тасдиқи он параметрҳои гуногуни тасдиқ истифода шуданд. Моделҳои гибридизатсия бо истифода аз хатои мутлақи миёна (MAE), хатои миёнаи квадратии реша (RMSE) ва муайян кардани R-квадрат ё коэффитсиент (R2) арзёбӣ карда шуданд. R2 дисперсияи таносубҳоро дар ҷавоб, ки бо модели регрессия ифода ёфтааст, муайян мекунад. RMSE ва бузургии дисперсия дар андозагириҳои мустақил қудрати пешгӯии моделро тавсиф мекунанд, дар ҳоле ки MAE арзиши воқеии миқдориро муайян мекунад. Арзиши R2 бояд баланд бошад, то модели беҳтарини омехтаро бо истифода аз параметрҳои тасдиқкунӣ арзёбӣ кунад, ҳар қадар арзиш ба 1 наздиктар бошад, ҳамон қадар дақиқӣ баландтар аст. Мувофиқи маълумоти Ли ва дигарон 59, арзиши меъёри R2 0.75 ё бештар пешгӯикунандаи хуб ҳисобида мешавад; аз 0.5 то 0.75 иҷрои қобили қабули модел ва аз 0.5 пасттар иҷрои ғайри қобили қабули модел мебошад. Ҳангоми интихоби модел бо истифода аз усулҳои арзёбии меъёрҳои тасдиқи RMSE ва MAE, арзишҳои пасттари бадастомада кофӣ буданд ва беҳтарин интихоб ҳисобида мешуданд. Муодилаи зерин усули тасдиқро тавсиф мекунад.
ки дар он n андозаи арзиши мушоҳидашударо ифода мекунад\({Y}_{i}\) посухи ченшударо ифода мекунад ва \({\widehat{Y}}_{i}\) инчунин арзиши пешгӯишудаи посухро барои мушоҳидаҳои аввалини i ифода мекунад.
Тавсифҳои омории тағйирёбандаҳои пешгӯикунанда ва вокуниш дар Ҷадвали 1 оварда шудаанд, ки миёна, инҳирофи стандартӣ (SD), коэффитсиенти тағирёбӣ (CV), ҳадди ақал, ҳадди аксар, куртоз ва каҷравиро нишон медиҳанд. Арзишҳои ҳадди ақал ва ҳадди аксари унсурҳо мутаносибан бо тартиби коҳиши Mg < Ca < K < Ni ва Ca < Mg < K < Ni ҷойгир шудаанд. Консентратсияи тағйирёбандаи вокуниш (Ni), ки аз минтақаи тадқиқот намуна гирифта шудааст, аз 4,86 ​​то 42,39 мг/кг буд. Муқоисаи Ni бо миёнаи ҷаҳонӣ (29 мг/кг) ва миёнаи аврупоӣ (37 мг/кг) нишон дод, ки миёнаи умумии геометрии ҳисобшуда барои минтақаи тадқиқот дар доираи таҳаммулпазир буд. Бо вуҷуди ин, тавре ки Kabata-Pendias11 нишон додааст, муқоисаи консентратсияи миёнаи никел (Ni) дар таҳқиқоти ҷорӣ бо хокҳои кишоварзӣ дар Шветсия нишон медиҳад, ки консентратсияи миёнаи никел дар айни замон баландтар аст. Ба ҳамин монанд, консентратсияи миёнаи Frydek Mistek дар хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳрӣ дар таҳқиқоти ҷорӣ (Ni 16,15 мг/кг) аз ... баландтар буд. Ҳадди иҷозатдодашудаи 60 (10.2 мг/кг) барои Ni дар хокҳои шаҳрии Лаҳистон, ки аз ҷониби Рожански ва дигарон гузориш шудааст. Ғайр аз ин, Бретзел ва Калдериси61 дар муқоиса бо таҳқиқоти ҷорӣ дар хокҳои шаҳрии Тоскана консентратсияи миёнаи Ni-ро хеле паст (1.78 мг/кг) сабт карданд. Jim62 инчунин консентратсияи пасттари никелро (12.34 мг/кг) дар хокҳои шаҳрии Гонконг муайян карданд, ки аз консентратсияи кунунии никел дар ин таҳқиқот пасттар аст. Бирке ва дигарон63 консентратсияи миёнаи Ni-ро 17.6 мг/кг дар як минтақаи кӯҳнаи саноатӣ ва шаҳрии Саксония-Анҳалт, Олмон гузориш доданд, ки 1.45 мг/кг аз консентратсияи миёнаи Ni дар ин минтақа (16.15 мг/кг) баландтар буд. Тадқиқоти ҷорӣ. Миқдори аз ҳад зиёди никел дар хокҳо дар баъзе минтақаҳои шаҳрӣ ва наздишаҳрии минтақаи тадқиқотӣ метавонад асосан ба саноати оҳан ва пӯлод ва саноати металлӣ нисбат дода шавад. Ин бо таҳқиқоти Ходадуст ва дигарон мувофиқ аст. 64 нишон медиҳад, ки саноати пӯлод ва коркарди металл манбаъҳои асосии ифлосшавии никел дар хок мебошанд. Бо вуҷуди ин, пешгӯикунандаҳо инчунин аз 538.70 мг/кг то 69,161.80 мг/кг барои Ca, аз 497.51 мг/кг то 3535.68 мг/кг барои K ва аз 685.68 мг/кг то 5970.05 мг/кг барои Mg буданд. Яковлевич ва дигарон. 65 миқдори умумии Mg ва K-ро дар хокҳо дар маркази Сербия таҳқиқ карданд. Онҳо муайян карданд, ки консентратсияҳои умумӣ (мутаносибан 410 мг/кг ва 400 мг/кг) аз консентратсияҳои Mg ва K дар таҳқиқоти ҷорӣ пасттар буданд. Дар шарқи Полша, Оржеховский ва Смолчинский66 миқдори умумии Ca, Mg ва K-ро арзёбӣ карданд ва консентратсияҳои миёнаи Ca (1100 мг/кг), Mg (590 мг/кг) ва K (810 мг/кг)-ро нишон доданд. Мундариҷа дар қабати болоии хок нисбат ба унсури ягона дар ин таҳқиқот пасттар аст. Тадқиқоти ахири Понграк ва ҳамкорон 67 нишон дод, ки миқдори умумии Ca, ки дар 3 хоки гуногун дар Шотландия, Британияи Кабир (хоки Милнефилд, хоки Балруддери ва хоки Хартвуд) таҳлил шудааст, нишон дод, ки дар ин таҳқиқот миқдори зиёди Ca мавҷуд аст.
Аз сабаби консентратсияҳои гуногуни ченшудаи унсурҳои намунавӣ, тақсимоти маҷмӯи додаҳои унсурҳо каҷравии гуногунро нишон медиҳанд. Каҷравӣ ва куртозии унсурҳо мутаносибан аз 1.53 то 7.24 ва аз 2.49 то 54.16 буданд. Ҳамаи унсурҳои ҳисобшуда сатҳҳои каҷравӣ ва куртозиро аз +1 болотар доранд, ки ин нишон медиҳад, ки тақсимоти додаҳо номунтазам, дар самти дуруст каҷрав ва ба авҷ расидааст. CV-ҳои тахминии унсурҳо инчунин нишон медиҳанд, ки K, Mg ва Ni тағйирпазирии мӯътадилро нишон медиҳанд, дар ҳоле ки Ca тағйирпазирии хеле баланд дорад. CV-ҳои K, Ni ва Mg тақсимоти якхелаи онҳоро шарҳ медиҳанд. Ғайр аз ин, тақсимоти Ca нобаробар аст ва манбаъҳои беруна метавонанд ба сатҳи ғанӣ гардонидани он таъсир расонанд.
Ҳамбастагии тағйирёбандаҳои пешгӯикунанда бо унсурҳои вокуниш нишон дод, ки байни унсурҳо ҳамбастагии қаноатбахш вуҷуд дорад (нигаред ба расми 3). Ҳамбастагӣ нишон дод, ки CaK ҳамбастагии мӯътадилро бо арзиши r = 0.53 нишон дод, инчунин CaNi. Гарчанде ки Ca ва K бо ҳамдигар робитаҳои мӯътадил нишон медиҳанд, муҳаққиқон ба монанди Кингстон ва дигарон. 68 ва Santo69 нишон медиҳанд, ки сатҳи онҳо дар хок мутаносибан баръакс аст. Аммо, Ca ва Mg ба K антагонистӣ мебошанд, аммо CaK хуб коррелятсия мекунад. Ин метавонад аз сабаби истифодаи нуриҳо ба монанди карбонати калий бошад, ки дар калий 56% зиёдтар аст. Калий бо магний коррелятсияи мӯътадил дошт (KM r = 0.63). Дар саноати нуриҳо, ин ду унсур бо ҳам зич алоқаманданд, зеро сулфати калий магний, нитрати калий магний ва калий ба хок барои афзоиши сатҳи норасоии онҳо истифода мешаванд. Никел бо Ca, K ва Mg бо арзишҳои r мутаносибан мӯътадил коррелятсия мекунад = 0.52, 0.63 ва 0.55. Робитаҳои калсий, магний ва PTE-ҳо, ба монанди никел, мураккабанд, аммо бо вуҷуди ин, магний ҷабби калсийро бозмедорад, калсий таъсири магнийи барзиёдро коҳиш медиҳад ва ҳам магний ва ҳам калсий таъсири заҳролуди никелро дар хок коҳиш медиҳанд.
Матритсаи коррелятсия барои унсурҳое, ки муносибати байни пешгӯикунандаҳо ва посухҳоро нишон медиҳанд (Эзоҳ: ин расм диаграммаи парокандагии байни унсурҳоро дар бар мегирад, сатҳҳои аҳамият ба p < 0,001 асос ёфтаанд).
Расми 4 тақсимоти фазоии унсурҳоро нишон медиҳад. Мувофиқи гуфтаҳои Бургос ва дигарон70, истифодаи тақсимоти фазоӣ усулест, ки барои муайян ва нишон додани нуқтаҳои гарм дар минтақаҳои ифлосшуда истифода мешавад. Сатҳи ғанӣ гардонидани Ca дар расми 4 дар қисми шимолу ғарбии харитаи тақсимоти фазоӣ дида мешавад. Дар расм нуқтаҳои гарми ғанӣ гардонидани Ca аз миёна то баланд нишон дода шудаанд. Ғанигардонии калсий дар шимолу ғарби харита эҳтимолан аз истифодаи оҳаки тез (оксиди калсий) барои коҳиш додани туршии хок ва истифодаи он дар корхонаҳои пӯлод ҳамчун оксигени ишқорӣ дар раванди истеҳсоли пӯлод вобаста аст. Аз тарафи дигар, дигар деҳқонон истифодаи гидроксиди калсийро дар хокҳои турш барои безарар гардонидани рН афзалтар медонанд, ки ин инчунин миқдори калсийро дар хок зиёд мекунад71. Калий инчунин нуқтаҳои гармро дар шимолу ғарб ва шарқи харита нишон медиҳад. Шимолу ғарб як ҷомеаи бузурги кишоварзӣ аст ва намунаи миёна то баланд будани калий метавонад аз сабаби истифодаи NPK ва калий бошад. Ин бо дигар таҳқиқот, ба монанди Мадарас ва Липавскй72, Мадарас ва дигарон73, Пулкрабов ва дигарон74, Асаре ва дигарон75, ки мушоҳида карданд, ки Мустаҳкам кардани хок ва коркард бо KCl ва NPK боиси миқдори зиёди K дар хок гардид. Ғанигардонии калий дар фазоии шимолу ғарби харитаи тақсимот метавонад аз истифодаи нуриҳои калийӣ, ба монанди хлориди калий, сулфати калий, нитрати калий, калий ва калий барои зиёд кардани миқдори калий дар хокҳои камбағал вобаста бошад. Задорова ва дигарон 76 ва Тлустош ва дигарон. Дар мақолаи 77 қайд шудааст, ки истифодаи нуриҳои калий миқдори калийро дар хок зиёд мекунад ва дар муддати тӯлонӣ миқдори ғизоии хокро, бахусус калий ва магнийро, ки нуқтаи гармро дар хок нишон медиҳанд, ба таври назаррас афзоиш медиҳад. Нуқтаҳои гарми нисбатан мӯътадил дар шимолу ғарби харита ва ҷанубу шарқи харита. Фиксатсияи коллоидӣ дар хок консентратсияи магнийро дар хок коҳиш медиҳад. Набудани он дар хок боиси пайдо шудани хлорози зардранги байни рагҳо мегардад. Нуриҳои калий, сулфати магний, сулфати магний ва кизерит, норасоии калий, арғувонӣ ё қаҳварангро дар хокҳо бо диапазони муқаррарии рН табобат мекунанд. Ҷамъшавии никел дар сатҳҳои хоки шаҳрӣ ва атрофи шаҳрӣ метавонад аз фаъолияти антропогенӣ, ба монанди кишоварзӣ ва аҳамияти никел дар истеҳсоли пӯлоди зангногир бошад78.
Тақсимоти фазоии унсурҳо [харитаи тақсимоти фазоии бо истифода аз ArcGIS Desktop (ESRI, Inc, Version 10.7, URL: https://desktop.arcgis.com) сохта шудааст.]
Натиҷаҳои индекси иҷрои модел барои унсурҳои дар ин таҳқиқот истифодашуда дар Ҷадвали 2 нишон дода шудаанд. Аз тарафи дигар, RMSE ва MAE-и Ni ҳарду ба сифр наздиканд (0.86 RMSE, -0.08 MAE). Аз тарафи дигар, ҳам арзишҳои RMSE ва ҳам MAE-и K қобили қабуланд. Натиҷаҳои RMSE ва MAE барои калсий ва магний баландтар буданд. Натиҷаҳои Ca ва K аз сабаби маҷмӯи додаҳои гуногун калонтаранд. RMSE ва MAE-и ин таҳқиқот бо истифода аз EBK барои пешгӯии Ni нисбат ба натиҷаҳои Ҷон ва дигарон 54, ки кригинги синергетикиро барои пешгӯии консентратсияи S дар хок бо истифода аз ҳамон маълумоти ҷамъовардашуда истифода кардаанд, беҳтар буданд. Натиҷаҳои EBK, ки мо омӯхтаем, бо натиҷаҳои Фабиячик ва дигарон 41, Ян ва дигарон 79, Бегуин ва дигарон 80, Адхикари ва дигарон 81 ва Ҷон ва дигарон 82, махсусан K ва Ni, алоқаманданд.
Самаранокии усулҳои алоҳида барои пешгӯии миқдори никел дар хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳр бо истифода аз самаранокии моделҳо арзёбӣ карда шуд (Ҷадвали 3). Арзёбии дақиқии модел тасдиқ кард, ки пешгӯикунандаи Ca_Mg_K дар якҷоягӣ бо модели EBK SVMR беҳтарин натиҷаро ба бор овард. Модели калибрченкунии Ca_Mg_K-EBK_SVMR модели R2, хатои миёнаи квадратӣ (RMSE) ва хатои мутлақи миёна (MAE) 0.637 (R2), 95.479 мг/кг (RMSE) ва 77.368 мг/кг (MAE) буданд. Ca_Mg_K-SVMR 0.663 (R2), 235.974 мг/кг (RMSE) ва 166.946 мг/кг (MAE) буд. Бо вуҷуди ин, арзишҳои хуби R2 барои Ca_Mg_K-SVMR (0.663 мг/кг R2) ва Ca_Mg-EBK_SVMR (0.643 = R2) ба даст оварда шуданд; Натиҷаҳои RMSE ва MAE-и онҳо нисбат ба натиҷаҳои Ca_Mg_K-EBK_SVMR (R2 0.637) баландтар буданд (нигаред ба Ҷадвали 3). Илова бар ин, RMSE ва MAE-и модели Ca_Mg-EBK_SVMR (RMSE = 1664.64 ва MAE = 1031.49) мутаносибан 17.5 ва 13.4 мебошанд, ки нисбат ба натиҷаҳои Ca_Mg_K-EBK_SVMR калонтаранд. Ба ҳамин монанд, RMSE ва MAE-и модели Ca_Mg-K SVMR (RMSE = 235.974 ва MAE = 166.946) нисбат ба натиҷаҳои Ca_Mg_K-EBK_SVMR RMSE ва MAE мутаносибан 2.5 ва 2.2 калонтаранд. Натиҷаҳои ҳисобшудаи RMSE нишон медиҳанд, ки маҷмӯи додаҳо то чӣ андоза бо хати беҳтарин мувофиқат мутамарказ аст. RSME ва MAE баландтар мушоҳида карда шуданд. Мувофиқи маълумоти Кебонье ва ҳамкорон. 46 ва Ҷон ва дигарон 54, ҳар қадар RMSE ва MAE ба сифр наздиктар бошанд, натиҷаҳо ҳамон қадар беҳтар мешаванд. SVMR ва EBK_SVMR арзишҳои баланди RSME ва MAE-и миқдорӣ доранд. Мушоҳида шуд, ки арзёбиҳои RSME аз арзишҳои MAE доимо баландтар буданд, ки мавҷудияти хориҷкуниҳоро нишон медиҳанд. Мувофиқи маълумоти Легейтс ва МакКейб83, дараҷаи аз хатои мутлақи миёна (MAE) зиёдтар будани RMSE ҳамчун нишондиҳандаи мавҷудияти хориҷкуниҳоро тавсия дода мешавад. Ин маънои онро дорад, ки ҳар қадар маҷмӯи маълумотҳо гетерогенӣ бошад, арзишҳои MAE ва RMSE ҳамон қадар баландтар мешаванд. Дақиқии арзёбии салибии модели омехтаи Ca_Mg_K-EBK_SVMR барои пешгӯии миқдори Ni дар хокҳои шаҳрӣ ва наздишаҳрӣ 63.70% буд. Мувофиқи маълумоти Ли ва дигарон 59, ин сатҳи дақиқӣ сатҳи қобили қабули иҷрои модел аст. Натиҷаҳои ҳозира бо таҳқиқоти қаблии Тарасов ва дигарон муқоиса карда мешаванд. 36, ки модели гибридии онҳо MLPRK (Multilayer Perceptron Residual Kriging)-ро офаридааст, ки ба индекси арзёбии дақиқии EBK_SVMR, ки дар таҳқиқоти ҷорӣ гузориш шудааст, алоқаманд аст, RMSE (210) ва MAE (167.5) аз натиҷаҳои мо дар таҳқиқоти ҷорӣ (RMSE 95.479, MAE 77.368) баландтар буд. Аммо, ҳангоми муқоисаи R2-и таҳқиқоти ҷорӣ (0.637) бо натиҷаҳои Тарасов ва дигарон. 36 (0.544), маълум аст, ки коэффитсиенти муайянкунӣ (R2) дар ин модели омехта баландтар аст. Ҳадди хато (RMSE ва MAE) (EBK SVMR) барои модели омехта ду маротиба камтар аст. Ба ҳамин монанд, Сергеев ва дигарон.34 барои модели гибридии таҳияшуда (Multilayer Perceptron Residual Kriging) 0.28 (R2) сабт карданд, дар ҳоле ки Ni дар таҳқиқоти ҷорӣ 0.637 (R2) сабт кард. Сатҳи дақиқии пешгӯии ин модел (EBK SVMR) 63.7% аст, дар ҳоле ки дақиқии пешгӯие, ки Сергеев ва дигарон.34 ба даст овардаанд, 28% аст. Харитаи ниҳоӣ (Расми 5), ки бо истифода аз модели EBK_SVMR ва Ca_Mg_K ҳамчун пешгӯикунанда сохта шудааст, пешгӯиҳои нуқтаҳои гарм ва миёна то никелро дар тамоми минтақаи таҳқиқот нишон медиҳад. Ин маънои онро дорад, ки консентратсияи никел дар минтақаи таҳқиқот асосан миёна аст ва дар баъзе минтақаҳои мушаххас консентратсияи баландтар дорад.
Харитаи пешгӯии ниҳоӣ бо истифода аз модели гибридии EBK_SVMR ва бо истифода аз Ca_Mg_K ҳамчун пешгӯикунанда пешниҳод карда мешавад. [Харитаи тақсимоти фазоӣ бо истифода аз RStudio (версияи 1.4.1717: https://www.rstudio.com/) сохта шудааст.]
Дар расми 6 консентратсияҳои PTE ҳамчун сатҳи таркибӣ, ки аз нейронҳои алоҳида иборат аст, нишон дода шудаанд. Ҳеҷ яке аз сатҳи компонентҳо намунаи ранги якхеларо нишон надоданд, ки нишон дода шудааст. Аммо, шумораи мувофиқи нейронҳо барои ҳар як харитаи кашидашуда 55 аст. SeOM бо истифода аз рангҳои гуногун истеҳсол карда мешавад ва ҳар қадар намунаҳои ранг монанд бошанд, хосиятҳои намунаҳо ҳамон қадар қобили муқоиса мебошанд. Мувофиқи миқёси дақиқи ранги худ, унсурҳои алоҳида (Ca, K ва Mg) намунаҳои ранги монандро ба нейронҳои баланд ва аксари нейронҳои паст нишон доданд. Ҳамин тариқ, CaK ва CaMg бо нейронҳои хеле баландтар ва намунаҳои ранги паст то миёна баъзе монандӣ доранд. Ҳарду модел консентратсияи Ni-ро дар хок бо нишон додани рангҳои миёна то баланди рангҳо, ба монанди сурх, норанҷӣ ва зард пешгӯӣ мекунанд. Модели KMg бисёр намунаҳои ранги баландро дар асоси таносубҳои дақиқ ва доғҳои ранги паст то миёна нишон медиҳад. Дар миқёси дақиқи ранг аз паст то баланд, намунаи тақсимоти ҳамвори ҷузъҳои модел намунаи ранги баландро нишон дод, ки консентратсияи эҳтимолии никелро дар хок нишон медиҳад (нигаред ба расми 4). Ҳамвори ҷузъи модели CakMg намунаи ранги гуногунро аз паст то баланд мувофиқи ранги дақиқ нишон медиҳад. миқёс. Ғайр аз ин, пешгӯии модел дар бораи миқдори никел (CakMg) ба тақсимоти фазоии никел, ки дар расми 5 нишон дода шудааст, монанд аст. Ҳарду график таносуби баланд, миёна ва пасти консентратсияи никелро дар хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳр нишон медиҳанд. Расми 7 усули контурро дар гурӯҳбандии миёнаи k дар харита нишон медиҳад, ки ба се кластер дар асоси арзиши пешгӯишуда дар ҳар як модел тақсим шудааст. Усули контур шумораи оптималии кластерҳоро нишон медиҳад. Аз 115 намунаи хоки ҷамъовардашуда, категорияи 1 бештарин намунаҳои хокро, 74, ба даст овард. Кластери 2 33 намуна ва кластери 3 8 намуна гирифтанд. Комбинатсияи пешгӯикунандаи ҳамвори ҳафтҷузъӣ барои имкон додани тафсири дурусти кластер содда карда шуд. Аз сабаби равандҳои сершумори антропогенӣ ва табиӣ, ки ба ташаккули хок таъсир мерасонанд, доштани намунаҳои кластерии дуруст фарқшуда дар харитаи тақсимшудаи SeOM душвор аст78.
Баромади сатҳи ҷузъ аз ҷониби ҳар як тағирёбандаи мошини вектории дастгирии эмпирикӣ дар Байес Кригинг (EBK_SVM_SeOM). [Харитаҳои SeOM бо истифода аз RStudio (версияи 1.4.1717: https://www.rstudio.com/) сохта шудаанд.]
Ҷузъҳои гуногуни таснифоти кластерҳо [Харитаҳои SeOM бо истифода аз RStudio сохта шудаанд (версияи 1.4.1717: https://www.rstudio.com/).]
Таҳқиқоти ҷорӣ усулҳои моделсозии консентратсияи никелро дар хокҳои шаҳрӣ ва канори шаҳрӣ ба таври возеҳ нишон медиҳад. Дар таҳқиқот усулҳои гуногуни моделсозӣ, ки унсурҳоро бо усулҳои моделсозӣ муттаҳид мекунанд, санҷида шуданд, то роҳи беҳтарини пешгӯии консентратсияи никелро дар хок ба даст оранд. Хусусиятҳои фазоии ҳамвори таркибии техникаи моделсозӣ дар миқёси дақиқи ранг аз паст то баланд намунаи ранги баландро нишон доданд, ки консентратсияи Ni-ро дар хок нишон медиҳад. Аммо, харитаи тақсимоти фазоӣ тақсимоти фазоии ҳамвори ҷузъҳоеро, ки аз ҷониби EBK_SVMR нишон дода шудаанд, тасдиқ мекунад (нигаред ба расми 5). Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки модели регрессияи мошини вектори дастгирӣ (Ca Mg K-SVMR) консентратсияи Ni-ро дар хок ҳамчун як модели ягона пешгӯӣ мекунад, аммо параметрҳои арзёбии валидатсия ва дақиқӣ хатогиҳои хеле баландро аз ҷиҳати RMSE ва MAE нишон медиҳанд. Аз тарафи дигар, техникаи моделсозӣ, ки бо модели EBK_MLR истифода мешавад, низ аз сабаби арзиши пасти коэффитсиенти муайянкунӣ (R2) ноқис аст. Натиҷаҳои хуб бо истифода аз EBK SVMR ва унсурҳои якҷояшуда (CaKMg) бо хатогиҳои пасти RMSE ва MAE бо дақиқии 63,7% ба даст оварда шуданд. Маълум мешавад, ки якҷоя кардани алгоритми EBK бо алгоритми омӯзиши мошинӣ метавонад алгоритми гибридиро тавлид кунад. ки метавонад консентратсияи PTE-ро дар хок пешгӯӣ кунад. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки истифодаи Ca Mg K ҳамчун пешгӯикунанда барои пешгӯӣ кардани консентратсияи Ni дар минтақаи тадқиқотӣ метавонад пешгӯии Ni-ро дар хок беҳтар кунад. Ин маънои онро дорад, ки истифодаи доимии нуриҳои никелӣ ва ифлосшавии саноатии хок аз ҷониби саноати пӯлод майл ба афзоиши консентратсияи никел дар хок дорад. Ин таҳқиқот нишон дод, ки модели EBK метавонад сатҳи хатогиро коҳиш диҳад ва дақиқии модели тақсимоти фазоии хокро дар хокҳои шаҳрӣ ё канори шаҳрӣ беҳтар кунад. Умуман, мо пешниҳод мекунем, ки модели EBK-SVMR-ро барои арзёбӣ ва пешгӯӣ кардани PTE дар хок татбиқ кунем; илова бар ин, мо пешниҳод мекунем, ки EBK-ро барои гибридизатсия бо алгоритмҳои гуногуни омӯзиши мошинӣ истифода барем. Консентратсияи Ni бо истифода аз унсурҳо ҳамчун ковариатҳо пешгӯӣ карда шуд; аммо, истифодаи ковариатҳои бештар самаранокии моделро хеле беҳтар мекунад, ки онро метавон маҳдудияти кори ҷорӣ ҳисобид. Маҳдудияти дигари ин таҳқиқот дар он аст, ки шумораи маҷмӯи додаҳо 115 аст. Аз ин рӯ, агар маълумоти бештар пешниҳод карда шавад, самаранокии усули гибридизатсияи пешниҳодшудаи оптимизатсияро метавон беҳтар кард.
PlantProbs.net.Никел дар растаниҳо ва хок https://plantprobs.net/plant/nutrientImbalances/sodium.html (Дастрасӣ 28 апрели соли 2021).
Каспрзак, К.С. Пешрафтҳои Никел дар токсикологияи муосири экологӣ.муҳит.токсикология.11, 145–183 (1987).
Cempel, M. & Nikel, G. Nickel: Шарҳи манбаъҳо ва токсикологияи экологӣ. Polish J. Environment.Stud.15, 375–382 (2006).
Фридман, Б. ва Хатчинсон, Т.К. Вуруди ифлоскунандаҳо аз атмосфера ва ҷамъшавӣ дар хок ва растаниҳо дар наздикии корхонаи гудохтаи никел-мис дар Садбери, Онтарио, Канада. can.J. Bot.58(1), 108-132.https://doi.org/10.1139/b80-014 (1980).
Манива, Т. ва дигарон. Металлҳои вазнин дар хок, растаниҳо ва хатарҳои марбут ба чаронидани чорвои хонагӣ дар наздикии кони мис-никели Селеби-Фикве дар Ботсвана. surroundings.Geochemistry.Health https://doi.org/10.1007/s10653-021-00918-x (2021).
Cabata-Pendias.Kabata-Pendias A. 2011. Унсурҳои микроэлементҳо дар хок ва… – Google Scholar https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=Kabata-Pendias+A.+2011.+Trace+ Elements+in+soils+and+plants.+4th+ed.+New+York+%28NY%29%3A+CRC+Press&btnG= (Дастрасӣ 24 ноябри соли 2020).
Алмос, А., Сингҳ, Б., Кишоварзӣ, TS-NJ аз & соли 1995, номуайян. Таъсири саноати никели Русия ба консентратсияи металлҳои вазнин дар хокҳо ва алафҳои кишоварзӣ дар Соер-Варангер, Норвегия.agris.fao.org.
Нилсен, Г.Д. ва дигарон. Ҷабби никел ва нигоҳдории он дар оби нӯшокӣ бо истеъмоли ғизо ва ҳассосияти никел алоқаманд аст. токсикология. татбиқ. фармакодинамика.154, 67–75 (1999).
Коста, М. ва Клейн, CB Канцерогенези никел, мутатсия, эпигенетика ё интихоб. Муҳити атроф. Дурнамои саломатӣ. 107, 2 (1999).
Аҷман, П.К.; Аҷадо, С.К.; Борувка, Л.; Бини, Ҷ.К.М.; Саркоди, В.ЙО; Кобонье, Н.М.; Таҳлили тамоюлҳои унсурҳои эҳтимолан заҳролуд: баррасии библиометрӣ. Геохимияи экологӣ ва саломатӣ. Springer Science & Business Media BV 2020. https://doi.org/10.1007/s10653-020-00742-9.
Минасни, Б. ва МакБратни, AB Харитасозии рақамии хок: Таърихи мухтасар ва баъзе дарсҳо. Геодерма 264, 301–311. https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2015.07.017 (2016).
МакБратни, AB, Mendonça Santos, ML & Minasny, B. Дар бораи харитаи рақамии хок.
Deutsch.CV Моделсозии геостатистикии обанбор,… – Google Scholar https://scholar.google.com/scholar?hl=en&as_sdt=0%2C5&q=CV+Deutsch%2C+2002%2C+Geostatistical+Reservoir+Modeling%2C +Oxford+University+Press%2C+376+pages.+&btnG= (Дастрасӣ 28 апрели соли 2021).