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[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
江叶枫 郭熙 叶英聪 孙凯 饶磊 宋青励
为快速准确获取省域尺度下土壤有机质的空间分布状况。以江西省2012年测土配方施肥项目采集的16 582个耕地表层(0~20 cm)土壤样点数据,借助四方位搜索法、地统计学和遥感影像分析技术提取环境因子和邻近信息作为辅助变量,构建基于地理坐标与辅助变量的BP神经网络模型和普通克里金法结合的方法(BPNN_OK)、基于地理坐标与辅助变量的RBF神经网络模型和普通克里金法结合的方法(RBFNN_OK)和普通克里金法(OK法)3种方法,模拟省域尺度下耕地表层(0~20 cm)土壤有机质的空间分布。对2 416个验证样点进行独立验证的研究结果显示:基于辅助变量的神经网络模型较普通克里金法有较大提升。BPNN_OK法对土壤有机质预测结果的均方根误差、平均绝对误差、平均相对误差较OK法分别降低了2.76 g/kg、2.34 g/kg、9.83%,RBFNN_OK法较OK法分别降低了2.70 g/kg、2.29 g/kg、9.61%。研究显示,基于辅助变量的神经网络模型与OK法结合的方法明显地提高了土壤有机质空间分布模拟精度,并且存在改进和提高的空间。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
李启权 王昌全 岳天祥 李冰 张新 高雪松 张毅 袁大刚
准确获取土壤性质的空间分布信息,是区域土壤资源优化利用和土壤环境保护的需要。以川中丘陵区三台县为案例区,运用人工神经网络模型,构建融合区域定性及定量辅助变量的空间预测方法,模拟三台县土壤有机质的空间分布格局。结果表明,研究区土壤有机质在4.20~47.60 g kg-1之间,平均为17.97 g kg-1;变异系数为36.89%,属中等程度变异。土壤有机质的块金值与基台值之比为0.742,变程为7.0 km,即空间自相关性较弱。不同土壤类型间有机质含量差异显著;土属的空间分布较土类能更好地揭示研究区土壤有机质含量空间分布格局的差异。除土壤类型因素的影响外,坡度、地形湿度及植被盖度是研究区土壤有机质空间变异的主要因子。融合土壤类型因素和地形植被因子的神经网络模型预测结果,比普通克里格法、回归克里格法以及神经网络结合普通克里格的方法,更符合研究区地学规律和实际情况;其预测结果的平均绝对误差、平均相对误差和均方根误差较其他3种方法均降低幅度显著。同时,该方法对极值有较好的预测能力。研究为复杂环境条件下准确获取区域土壤性质的空间分布信息提供了较可行的方法。
[期刊] 自然资源学报
[作者]
李启权 岳天祥 范泽孟 杜正平
气候变化背景下,对土壤有机碳的研究是目前大尺度上土壤性质研究的热点。基于第二次全国土壤普查5 374个典型土壤剖面数据,分析表层土壤有机质(20 cm)与环境因素的相关关系,利用多元回归模型和HASM模型结合的方法模拟中国国家尺度上表层土壤有机质含量的空间分布格局,探讨该方法的模拟误差,为国家尺度上有机碳的估算提供方法参考。研究结果表明,对350个检验点模拟结果的平均绝对误差和平均相对误差为15.61 g.kg-1和56.59%,与普通克里格法相比分别降低了1.61 g.kg-1和20.84%;对样点分布较少以及无样点的西北地区和台湾省的模拟结果也更符合实际情况。建模样点减少一半的情况下,模拟...
[期刊] 中国农业科学
[作者]
卢艳丽 白由路 杨俐苹 王红娟
【目的】土壤有机质含量是反映土壤肥力的重要特征,利用高光谱技术对有机质(OM)含量进行定量化反演为土壤信息化管理和资源评价提供了重要的依据。【方法】利用ASD2500高光谱仪在室内条件下测定了风干土壤样品的可见—近红外光谱,分析了不同区域范围土壤光谱反射率曲线形状变化和土壤有机质含量的变化特点,并针对东北地区以黑土为主的土样光谱反射率不同变换形式与有机质含量进行了相关性分析。【结果】结果表明,有机质含量较高的黑土的光谱曲线与其它土壤类型的光谱曲线在形状上有很大差异,即在600～900nm附近,以黑龙江土样为代表的东北黑土表现为直缓上升,而河南和山东的潮土则表现为曲陡上升。相关分析结果表明,土壤...
关键词：
光谱 有机质 模型
[期刊] 资源科学
[作者]
吴春生 刘高焕 刘庆生 黄翀 张韵婕 管续栋
土壤有机质是土壤质量或肥力的重要表征要素，其在区域内的空间分布状况与当地的生态环境状况具有一定的相关性。蒙古高原处于干旱半干旱气候区，常年遭受风蚀等灾害影响，再加上人为活动的破坏，土壤养分流失严重，生态状况堪忧。本研究即是以蒙古高原中北部为研究区，对该地区土壤有机质做空间化扩展研究，通过选取与有机质相关的环境要素，包括高程、年均气温、年均降雨量以及归一化植被指数，建立地理加权回归插值模型，获取了土壤有机质的空间分布状况。结果显示，研究区土壤有机质含量分布具有明显的地区差异，北部山地区域有机质含量普遍较高，最高约为４３．３５％，而在南部戈壁和荒漠区有机质含量相当低，接近于０，气候和地形是影响其空．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
肖特 崔阔澍 黄文娟 杨文钰
【目的】研究玉米/大豆不同种植模式对土壤有机质和全氮含量及空间分布的影响，为合理管理和优化肥料利用，以最低的肥料成本获得更好的作物产量提供参考。【方法】于2018—2020年，以玉米/大豆带状套作连作(MS1)、玉米/大豆带状套作轮作(MS2)、玉米/大豆传统套作(MS3)、单作玉米(M)、单作大豆(S)和休闲地(FL)的土壤为测试对象，分析不同种植模式下土壤有机质和全氮含量差异。【结果】玉米/大豆套作不同种植方式下土壤有机质(29.19 g/kg)和全氮(10.19 g/kg)含量以MS2最高。FL土壤有机质(1.69 g/kg)和全氮(0.64 g/kg)含量最低。大豆行土壤全氮高于玉米行，不同种植模式下有机质含量存在显著差异（P
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
薛晓辉 卢芳 张兴昌
对陕北黄土高原地区不同年限、不同植被立地土壤有机质含量的分析发现,刺槐、苜蓿、撂荒地土壤有机质含量随植被恢复年限的增加而增大,且呈线性相关;安塞土壤有机质含量随植被逐渐乔木化而增大;0～60cm土层土壤有机质含量随深度的增加而减小;坡面表层土壤有机质分布曲线类似于一个周期的"正弦曲线"或"反弦曲线",但植被生长较好的坡面例外;土壤有机质受地理位置的影响,随纬度的北移而减小,其顺序为:富县>宜川>安塞>神木。
关键词：
土壤有机质 植被恢复 黄土高原 陕北
[期刊] 西南农业学报
[作者]
杨邵文 沈强 夏可 胡青青 张世文
【目的】本文旨在探究矿业复垦土壤有机质含量的快速估测方法,为矿业复垦土壤质量快速监测提供技术参考。【方法】以湖北省某矿业复垦区作为研究对象,对复垦土壤光谱反射率进行了3种光谱变换;以全波段和显著性波段(与有机质含量的相关系数通过P=0.05检验)为2种建模数据,采用偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)、随机森林回归(Random Forest Regression,RFR)以及支持向量机(Support Vector Machine, SVM)3种方法,建立并优化遴选土壤有机质含量反演模型,并基于优化模型进行算术平均值二次估测。【结果】对于PLSR与SVM模型,采用显著性波段建模R~2和RPD整体上更高,而RFR模型采用全波段建模R~2和RPD较高;基于显著性波段建立的一阶微分PLSR模型稳定性与预测能力最好,R~2和RPD分别为0.77和2.14;与传统的单一模型相比,采用算术平均值二次估测能够在一定程度上提升估测精度,尤其是标准正态变换方式下提升空间更大,表现出了较好的稳定性与预测能力。【结论】建模数据的选取是影响模型精度的重要因素;对光谱数据进行一阶微分变换后,可以使模型拥有更好的估测效果;基于优化模型耦合算术平均的二次估测模型较单一模型效果更佳,在标准正态形式下的PLSR(全波段)+RFR(全波段)模型反演效果相对较好。
关键词：
高光谱 土壤有机质 反演模型 显著性波段
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
葛刚 徐燕花 赵磊 吴志强 吴兰
通过对鄱阳湖三个典型湿地植物群落带土壤有机质和全氮的空间分布特征的研究,结果表明:有机质和全氮在湿地土壤中的垂直分布规律具有一致性,表层含量显著高于下层,40cm以下土壤养分含量基本稳定。表层土壤有机质和全氮含量不同植物群落间存在差异,有机质变化趋势为:刚毛荸荠群落带<南荻群落带灰化苔草群落带>刚毛荸荠群落带。土壤碳氮比相对较低(10～23);植物对养分的吸收能力、植被生长特征、湿地生态水文过程等影响着有机质和氮素含量的空间分布。
关键词：
鄱阳湖 湿地土壤 有机质 氮素 空间分布
[期刊] 华中农业大学学报
[作者]
段丽君 张海涛 郭龙 杜佩颖 陈可 琚清兰
以湖北省宜都市红花套镇典型柑橘种植区采集到的329个土壤样本为研究对象,设置土壤有机质(SOM)进行普通克里格(OK)插值的结果为参照,借助地理探测器选取与SOM相关性最大的前5种主要影响因子,分别建立全局模型多元线性回归、偏最小二乘回归和局部模型地理加权回归(GWR),再深入分析模型残差的结构性,构造GWR扩展模型GWRMLR、GWRPLSR,讨论几种SOM预测模型的差异。结果表明:使用GWRPLSR模型预测研究区SOM含量的均方误差和均方根误差可分别降低到9.834和3.136,相对分析误差提高到1.468,实测值与预测值间的相关系数(r)达0.743,具有最高的预测精度,GWRMLR其次,说明除SOM与主要影响因子间存在空间相关性,分析模型残差可进一步消除预测的不平稳性。因此,将模型残差项纳入考虑的局部扩展模型更适宜进行区域化SOM空间分布预测与数字土壤制图。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
高浩然 周勇 王丽 吴正祥
为探明鄂北岗地耕地土壤质量及影响因素情况,以湖北省枣阳市为研究区,选择样点240个,以土壤有机质土壤有机质(SOM)含量为研究对象,运用经典统计学、地统计学对耕地土壤有机质含量空间格局进行分析,引入地理探测器Geodetector模型结合佩尔森(Pearson)相关系数法,得出影响枣阳市土壤有机质含量空间格局的显著性因子。结果表明:(1)枣阳市耕地土壤有机质含量分布空间格局呈弱变异,空间变异模型为球状模型拟合,分布格局呈现四周高,中心向东北向偏低的空间格局;(2)对土壤有机质含量单因子影响最强的5种因子均为降水量、土壤类型、NDVI、地表起伏度、公路距离;(3)各因子交互作用解释力均大于单因子作用解释力,表现为非线性协同作用。该研究将地理信息科学与遥感、统计学以及地理探测器等多学科技术相结合,为探索控制鄂北岗地土壤养分的空间格局及其因素提供方法途径,尝试为水稻种植区及盆地地区进行农业管理、施肥管控及土壤养分空间预测等研究工作提供基础。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
王金满 杨培岭 任树梅 石懿
在土壤质地、土壤容重和含水量一定的情况下 ,把土壤溶质运移时间和运移距离看作影响土壤溶质运移的主要参数 ,建立2个输入单元和 1个输出单元的三层BP网络 ,对一维垂直土柱Cd2 + 的穿透试验进行了模拟和预测。其预测结果同数值解相比 ,R2 =0 .94 9,精度基本一致。可见BP网络预测模型反映了溶质穿透过程中 ,土壤溶质含量与运移时间和距离的动态关系 ;用BP网络预测土壤溶质含量的时空变化具有可行性 ,而且不需要建立具体的数学模型 ;工作量大大减小 ,不需要测定水动力弥散系数、阻滞系数等 ,具有很强的实用性
关键词：
神经网络 土壤溶质运移 模拟 预测
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
刘雪梅 章海亮
【目的】采用近红外光谱和不同建模方法测定土壤中的有机质和速效P含量。【方法】分别采集江西不同地区的土样240个,采集土壤样品的近红外漫反射光谱,以对光谱数据进行主成分分析得到的前6个主成分(PCs)和偏最小二乘回归(PLSR)建模得到的6个潜在变量(LVs),分别作为反向传播神经网络(BPNN)和偏最小支持向量机(LS-SVM)的输入变量,共建立6个模型,分别为主成分回归(PCR)、PLSR、BPNN-PCs、BPNN-LVs、LS-SVM-PCs和LS-SVM-LVs,并对这些建模方法预测土壤有机质和速效P含量的结果进行评价,从中筛选出最佳模型。【结果】在预测土壤有机质和速效P含量时,LS-...
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
佘雕 朱盼盼 李浩宏 宋娟丽 吴发启
【目的】分析研究黄土高原地区3种灌木林地土壤的有机质和氮素在剖面不同土层深度、坡向及坡位间的分布特征,为黄土高原灌木林地土壤的培育提供基础依据。【方法】通过野外采样、室内土壤分析并结合数理统计的方法,以荒草地作为对照,对黄土高原地区的柠条、沙棘林地和天然次生林地的有机质和氮素含量在不同土层深度(0~20,20~40,40~60,60~80 cm)、不同坡向(阳坡、半阴半阳坡、阴坡)和不同坡位(坡上部、坡中部、坡下部)的变化进行了研究。【结果】3种灌木林地土壤有机质含量随土层深度的增加而递减,不同土层间差异显著;各土层间土壤全氮含量差异不明显;碱解氮含量以表层显著高于20~80 cm土层,表层以...
[期刊] 湖南农业大学学报(自然科学版)
[作者]
徐玲 陈益平 刘石泉 董萌 彭晓赟
对南洞庭湖区3类不同类型湿地土壤有机质及全氮的空间分布特征进行了研究.结果表明:3类湿地土壤养分差异较大,湿地表层土壤有机质和全氮含量从高到低依次为湖草滩地、芦苇滩地、泥沙滩地;土壤全氮与有机质呈极显著正相关关系(P
关键词：
湿地 土壤有机质 氮素 空间分布
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