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[期刊] 自然资源学报
[作者]
齐雁冰 王茵茵 陈洋 刘姣姣 张亮亮
遥感数据作为反映土壤组成结构及植被生长状况的数据源,借助辅助环境因子的土壤属性预测在数字土壤制图中日益受到重视。论文运用随机森林(Random Forest,RF)算法,基于AWIFS(分辨率56 m)和MODIS(分辨率250 m)遥感数据及501个实测样点数据对陕西省土壤有机质空间分布状况进行预测,并对预测精度进行估算。结果表明陕西省土壤有机质含量以南部的秦岭山地区和大巴山区为最高,土壤有机质含量大于25 g·kg(-1),黄土高原南部处于中等水平,大部分在1625 g·kg(-1)之间,关中平原和汉
[期刊] 自然资源学报
[作者]
齐雁冰 王茵茵 陈洋 刘姣姣 张亮亮
遥感数据作为反映土壤组成结构及植被生长状况的数据源,借助辅助环境因子的土壤属性预测在数字土壤制图中日益受到重视。论文运用随机森林(Random Forest,RF)算法,基于AWIFS(分辨率56 m)和MODIS(分辨率250 m)遥感数据及501个实测样点数据对陕西省土壤有机质空间分布状况进行预测,并对预测精度进行估算。结果表明陕西省土壤有机质含量以南部的秦岭山地区和大巴山区为最高,土壤有机质含量大于25 g·kg~(-1),黄土高原南部处于中等水平,大部分在16~25 g·kg~(-1)之间,关中平原和汉中低山丘陵区含量偏低,大部分在13~25 g·kg~(-1),而黄土高原北部和风沙滩区含量大部分低于10 g·kg~(-1)。基于AWIFS影像的预测效果要优于MODIS影像,成像日期对有机质预测的影响不大。基于RF模型的土壤有机质预测精度在设定的不同抽样百分比条件下,独立验证数据集的平均误差大部分不超过3 g·kg~(-1),预测值与实测值的相关系数在0.7以上。高程是影响土壤有机质预测的最重要因子,当影像的分辨率降低时,样点分布的地理经纬度和坡度对土壤有机质预测的影响上升,植被因子的影响程度下降。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
邱壑 陈瀚阅 邢世和 张黎明 董新宇
为了探究耕地土壤有机质含量与卫星影像光谱间的关系,确定土壤有机质的光谱特征,构建土壤有机质含量反演模型.利用Hyperion高光谱卫星影像和福建省三明市80个土壤调查样点分析数据,对土壤有机质与光谱指数相关性进行了分析;在提取特征光谱指数的基础上,分别基于敏感波段和特征指数建立线性模型和多元逐步回归模型.结果表明:土壤有机质含量在Hyperion高光谱782.95813.48 nm波段具有良好的响应能力;反射率的一阶导数所建立的模型拟合效果最优,其R2为0.777,RMSE为5.31,验证模型有机质实测值
[期刊] 地理科学进展
[作者]
周萍 王润生 阎柏琨 杨苏明 王青华
土壤反射光谱特征分析是反演土壤信息参量的基础资料。本文阐述了使用航空成像光谱仪OMIS-Ⅰ数据并结合ASD FieldSpec FR(350～2500nm)便携式光谱仪获取野外光谱数据,对山东省烟台市招远东良乡原状农用土有机质含量进行反演,从而实现有机质填图。通过对土壤原反射率对数一阶微分变换并确定其与SOM的相关性,最终建立相应的多元线性回归方程。分析认为土壤有机质的测定选用762nm、874nm及1667nm波段在本次研究中效果最佳。该模型也可作为土壤有机质估测和评价的参考。
[期刊] 浙江农林大学学报
[作者]
辜忠春 李光荣 李军章 杜业云 王宵
为实现快速准确测定森林土壤有机质,以土壤标准物质为试验对象,在外加热条件下,以重铬酸钾氧化土壤中有机质,铬(Ⅵ)被还原为铬(Ⅲ),用分光光度计测定铬(Ⅲ)吸光度,与标准系列比较定量即可得出有机质质量分数。基于正交试验,考察不同消解温度、消解时间、硫酸用量等消解条件对测定结果的影响。结果表明:消解温度为135℃,消解时间为60 min,硫酸用量为6 m L为样品消解的最佳参数,测定有机质质量分数在标准认定值范围内,相对标准偏差(n=6)为1.3%,相对误差为-0.6%,加标回收率为95.2%98.6%,方法
关键词：
森林土壤学 有机质 正交试验 分光光度法
[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] 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] 农业现代化研究
[作者]
范曼曼 吴鹏豹 张欢 魏晓 陈富荣 高超
确定合理的采样密度以便更有效地揭示土壤属性的空间变异，是提高土壤质量评价工作准确性的前提。本文以合肥市北部地区为例，从５ ２０７个土壤采样点（采样密度为１个／ｋｍ２）中重复２０次随机抽取不同采样密度的六个样本子集（对应采样密度分别是０．８个／ｋｍ２、０．５６个／ｋｍ２、０．３９个／ｋｍ２、０．２８个／ｋｍ２、０．１９个／ｋｍ２、０．１３个／ｋｍ２），采用地理信息系统（ＧＩＳ）技术和地统计学方法，研究采样密度对土壤有机质（ＳＯｍ）空间变异解析的影响。结果表明：上述不同采样密度下，有机质含量的均值差异不显著，各样本对总体均具有较强的代表性。土壤有机质表现出中等的空间相关性，采样密度为０．２８个／ｋ．．．
[期刊] 西南农业学报
[作者]
鲍丽然 周皎 李瑜 贾中民
【目的】深入认识重庆西北部丘陵区土壤有机质空间变异特征及影响因素,为农业生产、土地利用等提供科学依据。【方法】采用地统计学和GIS相结合的方法,进行有机质空间变异和基于土地利用类型修正的空间插值研究。【结果】研究区土壤有机质平均含量为16.26 g/kg,属中等偏下水平;变异系数为33.8%,存在中等程度的空间变异性;土壤有机质空间分布呈现中间高,两端低的趋势,合川区整体偏低。【结论】土壤有机质具有中等空间自相关性,空间变异性受结构因素(地形坡度、土壤类型)和随机因素(土地利用类型、耕作措施等)影响,土地
关键词：
地统计学 土壤有机质 空间变异 影响因素
[期刊] 中国农业科学
[作者]
崔帅 刘烁然 王寅 夏晨真 焉莉 冯国忠 高强
【目的】明确吉林省旱地土壤有效硫含量状况及其分布差异，为区域作物合理施硫提供依据。【方法】采集吉林省不同生态区 8 种主要土壤类型的 232 个表层（0—20 cm）土壤样品，利用地统计学方法分析有效硫含量的空间分布特征，比较不同类型土壤有效硫含量差异，并建立土壤有效硫和有机质、全氮的相关关系。【结果】吉林省旱地土壤有效硫含量为 5.8—40.7 mg·kg~(-1)，均值为 18.1 mg·kg~(-1)，所有样本中缺硫和潜在缺硫的比例分别为 27.2%和 20.7%。空间分布上，土壤有效硫含量总体呈自东向西逐渐下降趋势，相应的缺硫发生率自东向西逐渐上升。东、中、西三大生态区的土壤有效硫含量均值（缺硫或潜在缺硫发生率）分别为 22.3 mg·kg~(-1)(24.2%）、18.1 mg·kg~(-1)(40.0%）和 14.3 mg·kg~(-1)(75.6%）。主要分布于东部湿润山区的白浆土、暗棕壤有效硫含量均值分别为 22.1 和 22.0 mg·kg~(-1)，缺硫或潜在缺硫样本分别占 15.2%和 28.3%；中部半湿润平原区的黑土、冲积土和草甸土有效硫含量均值分别为 18.8、17.1 和 16.2 mg·kg~(-1)，缺硫或潜在缺硫样本占比分别为 37.9%、63.5%和 55.5%；西部半干旱平原区的黑钙土、风沙土和盐碱土有效硫含量均值分别为 11.9、14.0 和 13.9 mg·kg~(-1)，缺硫或潜在缺硫风险较高，分别占比 73.6%、73.3%和 75.5%。回归分析结果显示，吉林省旱地土壤有效硫和土壤有机质、土壤全氮均呈显著的对数相关关系，随着土壤有机质和土壤全氮含量增加，土壤有效硫含量也随之提升。【结论】吉林省旱地土壤有效硫含量在不同区域和土壤类型之间存在显著差异，硫素缺乏现象也较为普遍，47.9%的土壤样本存在缺硫或潜在缺硫问题，特别是中西部地区的风沙土、盐碱土和黑钙土缺硫风险较高，在土壤培肥和作物管理中应注重硫素的补充。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
熊向阳 杨小周 赵银超 李伟坡
【目的】准确地估测森林地上生物量（above ground biomass,AGB）对大区域森林资源调查和管理至关重要，机器学习算法能实现森林AGB高精度估测，但超参数的设置能直接影响模型效果。为了提升模型的构建效率和预测精度，研究通过构建超参数优化的机器学习算法进行森林AGB估测，并比较不同超参数下的模型误差变化。【方法】以西藏自治区江达县天然林为研究对象，利用森林资源调查数据提取实测森林AGB数据，结合Sentinel-2多光谱影像提取遥感变量。采用逐步回归法和Boruta法分别进行遥感变量筛选，构建多元线性回归模型、支持向量机模型和随机森林模型进行森林AGB反演。此外，对支持向量机模型和随机森林模型进行超参数优化，以提高模型反演精度。【结果】1）随机森林模型在所有反演模型中实现了最佳的估测精度，模型决定系数达到了0.63，同时实现了最低的均方根误差和相对均方根误差，分别为28.06 t/hm~2和23.03%。均方根误差相比多元线性回归模型和支持向量机模型分别降低了22.2%和12.1%。2）超参数优化可以有效地提高模型估测精度。通过分析不同参数组合下的误差变化趋势，确定最佳的参数组合，能有效地降低模型估测误差。3）较高的森林AGB值主要分布在东部、南部和东南部地区，中部地区和北部部分地区森林AGB值较小。超参数优化的随机森林模型森林AGB反演结果与研究区实际森林分布情况具有较好的一致性，整体反演效果较好。【结论】利用超参数优化的随机森林模型结合Sentinel-2遥感影像能实现较好的森林AGB反演效果，能为森林资源动态监测提供有效参考。
[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] 地理科学进展
[作者]
连纲 郭旭东 傅伯杰 虎陈霞
分析、预测土壤属性空间变异及其动态是区域土地质量评价和可持续土地利用的一个重要组成部分。在陕西省横山县采集了254个耕层(0-20cm)土样,利用数字地形与遥感影像分析技术,提取了相关地形与遥感指数,分析不同土地利用类型、不同地形条件下土壤有机质空间变异及分布特征,并利用相关因子进行回归预测分析。结果表明,县域土壤有机质平均含量很低,变异性较大。不同土地利用类型土壤有机质差异显著,其中以水稻田有机质含量最高,而林地和灌木林地相对较低。不同土地利用类型土壤有机质含量次序为:水稻田>川地>梯田>坝地>荒草地> 坡耕地>林地>灌木林地。不同坡度分析表明．“0-3°”这一坡度等级有机质含量显著高于其它坡度等级;不同坡向有机质含量差异不显著,但不同坡向有机质含量存在一个明显的趋势,阴坡有机质含量整体上要比阳坡高。相关分析表明土壤有机质与高程h呈现负相关关系,与坡向的余弦值 COSα正相关,与复合地形指数CTI正相关;土壤有机质和修正后的土壤调节植被指数(MSAVI) 以及湿度指数(WI)正相关。利用相关环境变量及遥感指数进行多元线性逐步回归分析,预测结果不甚理想,存在一个平滑效应,对于残差解释相对较低,须进一步研究以更好的解释残差。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘慧屿 魏丹 汪景宽 李双异 迟凤琴
采用地理信息系统(G IS)和地统计学相结合的方法研究了黑龙江省双城市土壤表层(0~20 cm)有机质、速效氮、速效磷、速效钾这4种土壤养分指标的空间变异性。结果表明:土壤有机质、速效氮、速效钾的理论模型均为球状模型;速效磷的理论模型为指数模型。速效钾含量的C0/(C0+C)为49.96%,存在中等的空间相关性,说明其空间变异是由随机性因素和结构性因素共同作用的结果;速效氮、有机质、速效磷含量的C0/(C0+C)变化范围是8.10%~14.39%,均表现出强的空间相关性,说明其空间变异均受结构性因素的影响。从总体分布趋势来看,4项养分指标均呈现出由西向东、由西南向东北升高的趋势。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
左昕弘 赖佳鑫 刘峰 石孝均
[目的]土壤指标是耕地质量分等的依据，其空间异质性和空间自相关性对土地整治分区，以及土地平整工程中的表土剥离、移土培肥和土壤改良等关键技术的实施都具有重要作用。[方法]文章以渝西丘陵区的典型基本农田建设区为研究区，综合运用地统计学与Kriging插值法研究0～20、20～40和40～60 cm土层土壤有机质（SOM）的空间异质性，结合全局和局部空间自相关分析法分析各土层SOM的空间自相关性，并基于LISA聚类图进行SOM分区，进而提出土地整治的应用建议。[结果]（1）研究区3层SOM平均含量处于全国第二次土壤普查土壤养分分级标准的4级，为中等水平。（2）20～40 cm土层SOM的最优模型为球面模型，其余两层均为高斯模型，3层SOM均属于中等变异，受结构性和随机性因素的共同影响，在空间上呈不规则的斑状与块状分布。（3）3层SOM均表现为显著的正空间自相关性及空间集聚特征，高—高（HH）集聚区分布在平坝与丘间谷地，主要为水田，这与水田更有利于SOC的贮存和提高土壤的固碳能力有关，其次为旱地；低—低（LL）集聚区主要分布在南部丘陵区，土地利用类型表现多样化，故丘陵区需重视土壤改良。（4）以表层SOM空间自相关分布特征为主，中、下层为辅，将研究区划分为高SOM集聚区、表层高SOM集聚区、低SOM集聚区和SOM随机分布区4个分区，根据不同分区间SOM含量差异和空间集聚特征，提出了不同的土地整治建议。[结论]研究结果体现了SOM含量在剖面和水平空间上高值与低值的集聚特征，更有利于针对性地采取土地整治措施，可作为土地整治分区的重要参考。
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