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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
孟珊 李新国 江远东 麦麦提吐尔逊·艾则孜
为实现博斯腾湖湖滨绿洲土壤有机碳含量的快速估算，结合实测的土壤高光谱数据与土壤有机碳数据，通过连续小波变换(CWT)进行土壤光谱数据预处理，利用相关系数法(CC)、连续投影算法(SPA)、竞争自适应重加权采样(CARS)、遗传算法(GA)筛选的特征波段作为建模输入量，构建随机森林(RF)模型。结果表明：研究区土壤有机碳含量平均值随土层深度增加由12.36 g/kg降低至10.49 g/kg,变异系数平均值为69.62%,空间异质性较强；CWT变换可以有效提高不同土层深度土壤有机碳含量与光谱反射率间的相关性，不同土层深度相关系数均值平均提升约22.41%;光谱数据经过CWT变换构建的模型精度明显提升，RF模型验证集R~2与RPD分别平均提高7.09%、10.06%。CC、CARS、SPA、GA方法能消除光谱信息冗余，有效降低CWT-RF模型的输入量与RMSE值，土层深度0～20、20～40、40～60和60～80 cm筛选的特征波段平均压缩至全波段数目分别为8.51%、5.38%、2.21%和3.67%;RMSE值分别平均降低111.67%、135.61%、12.25%和74.96%,有效提升了建模速率与模型精度。利用CWT-SPA-RF模型对博斯腾湖湖滨绿洲0～80 cm土壤有机碳含量进行估算的效果最佳，构建的模型验证集R~2≥0.77,RMSE≤3.06 g/kg, RPD≥2.07。
[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] 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] 中国农业大学学报
[作者]
王立刚 邱建军 马永良 王迎春
利用中国农业大学曲周实验站的氮磷化肥配施长期定位试验和翻免耕长期定位试验数据验证DNDC(脱氮—分解 )模型 ,说明其模型模拟值与实测值之间吻合程度较好 ,证明DNDC模型可以用来模拟当地土壤有机碳(SOC)含量的动态变化。对 2个试验长期 (10 0a)的模拟结果表明 :对于氮磷化肥配施试验 ,对照、单施氮肥和单施磷肥的处理SOC含量呈现下降趋势 ,氮肥与磷肥配合施用的处理土壤有机碳含量均呈上升的趋势 ,每年施用氮肥(纯N) 2 70kg·hm-2 配合施用磷肥 (P2 O5) 135kg·hm-2 的处理SOC含量与初始值相比增加了 31%。对于翻免耕试验 ,免耕并施用 112 5kg·...
关键词：
DNDC模型 土壤有机碳 施肥 翻耕方式
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
唐国勇 彭佩钦 苏以荣 童成立 吴金水 黄伟生 朱奇宏
土地利用方式是影响土壤有机碳含量和动态的重要因子之一。其利用方式的改变必将引起土壤有机碳含量发生相应的变化。在洞庭湖腹地选取典型样区,通过调查走访和密集取样,分析了不同土地利用方式(旱地、水旱轮作地、一季稻水田和双季稻水田)下623个农田耕层土样有机碳含量。结果表明,研究区内土壤有机碳含量高低顺序为双季稻水田(28.12 g/kg)>一季稻水田(27.03 g/kg)>水旱轮作地(24.79 g/kg)>旱地(17.96 g/kg),其差异均达到极显著水平(P<0.01)。土地生产力、秸秆还田量和土壤水文状态是导致不同利用方式下耕层土壤有机碳含量差异的主要原因。进一步分析表明:加强作物秸秆还田...
[期刊] 资源科学
[作者]
刘宪锋 任志远 林志慧
本文旨在估算陕西省土壤有机碳密度和储量及分析其空间差异特征,为准确评价陕西省土地质量以及环境质量提供参考。利用陕西省第二次土壤普查数据,采用土壤类型法计算了陕西省各土壤类型不同土层深度的土壤有机碳密度和储量,建立了以土属为单元的土壤有机碳空间数据库,分析其空间差异特征,并对影响土壤有机碳的自然和人为因素进行分析。结果表明:0~20cm、0~100cm和全剖面土层中土壤有机碳平均密度分别为3.886kg/m2,8.955kg/m2,10.548kg/m2,0~20cm、0~100cm和全剖面土层中土壤有机碳的储量分别为7.744亿t,17.845亿t,21.020亿t。土壤有机碳密度在空间上呈现...
关键词：
陕西省 GIS 土壤有机碳 空间差异
[期刊] 自然资源学报
[作者]
马玉芳 蔡立群 张仁陟
应用甘肃农业大学定西旱农综合试验站的2001—2008年长期定位实验数据对DNDC模型进行验证,4个处理的相对误差均小于±10%,均方根误差在6.41%~12.96%之间,模型模拟值与实测值表现出较强的一致性,证明DNDC在模拟预测该地区土壤有机碳储量上是可行的。对定位试验的4个处理的长期(100 a)模拟表明,免耕覆盖秸秆(NTS)和传统耕作+秸秆还田(TS)能够较大幅度地提高土壤有机碳含量,其土壤有机碳含量分别较初始值增加了74.76%和71.13%,免耕(NT)处理下土壤有机碳含量增加了39.18%,趋势较为平缓。而传统耕作不覆盖(T)处理下土壤有机碳呈下降趋势,较初始值减少了35.54...
关键词：
土壤 土壤有机碳 DNDC模型 耕作方式
[期刊] 中国农业科学
[作者]
邱建军 王立刚 李虎 唐华俊 Eric Van Ranst
【目的】探求土壤有机碳含量对作物产量的影响,以期为保障国家粮食安全和耕地持续利用与管理提供决策依据。【方法】利用农田生态系统生物地球化学模型DNDC,针对中国东北、华北、西北、中南、华东和西南6个典型农业区域,每个区域选择各自典型的种植模式和现行的农田管理措施,在各自特定的土壤和气候条件下,输入并运行模型,模拟考察在其它投入条件不变的情况下,改变土壤有机碳本底值对作物产量的影响。【结果】当土壤有机碳含量(SOC)增加1g C.kg-1,东北地区玉米产量可增加176kg·hm-2;华北地区夏玉米与冬小麦轮作,产量可增加约454kg·hm-2;西北地区春玉米产量约可增加328kg·hm-2;中南地...
[期刊] 林业科学
[作者]
李文敏 魏虹 李昌晓 陈存根
采用ASD Fieldspec光谱仪测定不同土壤水分条件下枫杨叶片高光谱反射率,并给出对应的枫杨叶绿素含量。研究不同土壤水分条件下枫杨幼苗叶片叶绿素含量的变化规律;综合分析9个常见光谱植被指数与枫杨叶片叶绿素含量的相关性与回归方程,利用主成分分析对光谱数据进行降维,将得到的主成分得分作为BP人工神经网络模型的输入变量进行枫杨叶片叶绿素含量的估算。结果表明:不同水分处理均显著影响枫杨幼苗叶绿素含量。在所列举的9个常用植被指数中,VOG1植被指数与叶绿素含量的关系最密切,相关系数R达到0.865。用主成分分析-BP神经网络模型进行叶绿素含量的估算,预测值与实测值之间的线性回归的相关系数R=0.93...
[期刊] 林业科学
[作者]
李永亮 张怀清 林辉
利用便携式ASD野外光谱辐射仪对杉木冠层叶片光谱进行测定,同时以分光光度法对叶片叶绿素含量进行提取。样本经均值处理、平滑处理和微分处理后,进行红边参数提取。对11个红边参数以PCA方法进行降维,将得到的前7个主成分得分作为网络输入参数,叶绿素含量作为网络输出参数,以遗传算法(GA)优化网络初始权值阈值,建立隐含层神经元数分别为4,6,8,10,12和14的6种单隐层BP神经网络模型。以R2,RMSE和相对误差作为模型精度检验标准,结果表明:6种模型预测精度均可达到92.0%以上,其中隐含层神经元数为10时,预测精度最高,可达97.372%。说明此种模型可对杉木冠层叶片叶绿素含量进行高精度估算。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
李丽兰 姚彩燕 于东升 史学正 邢世和 张黎明
以3.93×10~4 km~2江苏北部旱地为试验区，基于1980年和2008年两期土壤样点数据，采用8种确定性和4种地统计学插值方法预测不同时期土壤有机碳含量，并筛选出时空演变下适宜的插值方法。结果表明：1980—2008年试验区土壤有机碳含量呈上升趋势，而空间变异性和自相关性有所减弱；1980年试验区土壤有机碳含量的最优预测插值方法为反高次曲面函数法，其相关系数和均方根误差分别为0.57和2.08 g·kg~(-1);2008年试验区土壤有机碳含量的最优预测插值方法为普通克里金法，其相关系数和均方根误差分别为0.60和2.17 g·kg~(-1)。总体来看，试验区土壤有机碳含量的时空变异性对不同插值方法的预测精度有很大影响。
关键词：
土壤有机碳 时空变异 插值方法 旱地
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
胡晓倩 邓泓 达良俊
通过对宝钢厂区4种不同污染程度区内,不同林分和不同树种下土壤0～20cm、20～40cm基本理化性质和有机碳含量的测定,分析城市工业环境下林地土壤有机碳含量的特征,以实现合理的绿化布局,提高绿地减碳效益。结果表明:工业区林地土壤有机碳具有"表聚作用";清洁区内落叶阔叶林土壤有机碳含量高,建议多种柳树;轻度污染区内针阔混交林含量高,针阔混交后土壤有机碳含量明显高于针叶林和常绿阔叶林,建议多种雪松+广玉兰和雪松+香樟;中度污染区和严重污染区内常绿阔叶林有机碳含量高,建议分别多种蚊母和女贞,同时严重污染区应丰富植被类型。
关键词：
宝钢 工业区 林地 土壤 有机碳含量
[期刊] 中国土地科学
[作者]
吴瑾 吴克宁 赵华甫 高硕
研究目的:综述土壤有机碳储量估算及调控措施的进展,展望中国有关研究的发展趋势。研究方法:文献资料法、对比法。研究结果:全球与中国陆地生态系统碳储量估算方法主要有土壤类型法、模型法、GIS估算法、生命带类型法等,但受资料来源、区域土壤的空间异质性等的限制,估算方法的适用性和结果差异较大;土壤固碳的土地利用调控措施主要有农艺措施、生物措施、化学措施、政策措施等。研究结论:正确评价土壤碳储量与合理的土地利用,对减缓可能的温室效应、减少全球碳循环通量具有重要意义。
[期刊] 西北农林科技大学学报(自然科学版)
[作者]
乔云峰 沈冰 黄领梅 李少华 王学凤 莫淑红 阿不力克木
依据60处地点野外观测水质化验数据,分析了地下水及土壤中各种离子含量之间的相互关系,结果表明,和田绿洲地下水硬度和土壤碱性主要受镁离子影响;土壤钾钠离子含量大于11.013mg/kg或氯离子含量大于4.966mg/kg时,农田产量会下降。
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