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可见光-近红外、中红外光谱的土壤有机质组分反演
被引量:
7
1
作者
罗德芳
彭杰
+3 位作者
冯春晖
柳维扬
纪文君
王楠
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期3069-3076,共8页
土壤有机质是土壤肥力的物质基础,其含量的高低是评价土壤肥力的重要标志。土壤有机质组分根据其溶解性可分为胡敏素(HM)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA),不同组分的肥力特性差异显著,因此,土壤有机质组分数据可更加全面、客观的反映土壤肥力...
土壤有机质是土壤肥力的物质基础,其含量的高低是评价土壤肥力的重要标志。土壤有机质组分根据其溶解性可分为胡敏素(HM)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA),不同组分的肥力特性差异显著,因此,土壤有机质组分数据可更加全面、客观的反映土壤肥力状况。传统土壤土壤有机质及组分的测定工序繁杂,效率低下且时效性差,大量研究表明高光谱技术能有效提高土壤属性的检测效率并降低测试成本,但关于可见光-近红外、中红外光谱检测土壤有机质组分的报道鲜见。为了探索中红外光谱及可见光-近红外-中红外组合光谱对土壤有机质组分检测的可行性,并对比有机质单一光谱模型与有机质不同组分的组合光谱模型的预测精度,以南疆地区农田土壤为例,在阿克苏及和田地区共采集93个土样,进行有机质、胡敏素、胡敏酸、富里酸含量及光谱数据的测定。其次,利用可见-近红外(VNIR)、中红外(MIR)及其组合光谱(VNIR-MIR)三种光谱数据集,采用偏最小二乘(PLSR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)三种建模方式对土壤有机质、胡敏素、胡敏酸、富里酸含量进行组合模型分析预测。结果表明:(1)土壤有机质及各组分均与光谱反射率有较好的相关性,土壤有机质及组分在MIR谱段的特征波段数量明显多于VNIR谱段。(2)有机质最优预测模型的模式为VNIR-MIR-RF,该模型的决定系数R^(2)为0.90;胡敏素与胡敏酸最优预测模型的模式均为VNIR-RF模型,R^(2)均为0.92;富里酸最优预测模型的模式为MIR-RF模型,R^(2)为0.94。(3)基于胡敏素、胡敏酸和富里酸的有机质组合光谱模型的预测精度明显高于有机质单一光谱模型,两种模型的R^(2)分别为0.93和0.90。实现了土壤有机质组分的高效快速反演,且基于有机质组分的组合模型提高了土壤有机质预测精度,为南疆地区大尺度土壤肥力的鉴定与精准施肥提供重要的参考价值。
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关键词
土壤有机质组分
光谱反射率
偏最小二乘
支持向量机
随机森林
反演模型
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职称材料
作物间作系统下土壤有机质对土壤侵蚀的敏感性
被引量:
3
2
作者
李莹
《水土保持应用技术》
2019年第3期1-3,共3页
在土豆种植系统中土壤侵蚀造成的土壤有机质(SOM)损失较低,但随着时间的积累土壤侵蚀可能导致严重的土壤退化。2014—2015年雨季,在肯尼亚卡比特进行了一项实地研究,以确定沉积物颗粒分布对土壤有机质损失的影响,并评估土豆-豆科作物间...
在土豆种植系统中土壤侵蚀造成的土壤有机质(SOM)损失较低,但随着时间的积累土壤侵蚀可能导致严重的土壤退化。2014—2015年雨季,在肯尼亚卡比特进行了一项实地研究,以确定沉积物颗粒分布对土壤有机质损失的影响,并评估土豆-豆科作物间作系统中最易受土壤侵蚀的土壤有机质组分。本次试验区域包括裸地、纯土豆种植区、土豆-豌豆种植区、土豆-菜豆种植区和土豆-扁豆种植区。采用筛分与比重法将沉积物分离出为53~250μm和小于53μm的团聚体,同时将土壤有机质分离成密度为1.65~1.85g/cm^3的颗粒有机质和2.60g/cm^3的矿物有机质。土壤流失量和流失的土壤有机质含量在不同耕作制度下差异明显,其中纯土豆种植区最高,土豆-扁豆种植区最低。扁豆属藤类植物,有效地确保了地面覆盖的连续性,保护了有机物免受土壤侵蚀,从而证明了豆类覆盖作物在土豆种植系统中对土壤的保护作用。
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关键词
覆盖作物
间作
土壤
团聚体
土壤
侵蚀
土壤有机质组分
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职称材料
题名
可见光-近红外、中红外光谱的土壤有机质组分反演
被引量:
7
1
作者
罗德芳
彭杰
冯春晖
柳维扬
纪文君
王楠
机构
塔里木大学植物科学学院
中国农业大学土地资源管理学院
浙江大学环境与资源学院
出处
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第10期3069-3076,共8页
基金
国家重点研发计划项目(2018YFE0107000)
国家自然科学基金项目(41361048)资助。
文摘
土壤有机质是土壤肥力的物质基础,其含量的高低是评价土壤肥力的重要标志。土壤有机质组分根据其溶解性可分为胡敏素(HM)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA),不同组分的肥力特性差异显著,因此,土壤有机质组分数据可更加全面、客观的反映土壤肥力状况。传统土壤土壤有机质及组分的测定工序繁杂,效率低下且时效性差,大量研究表明高光谱技术能有效提高土壤属性的检测效率并降低测试成本,但关于可见光-近红外、中红外光谱检测土壤有机质组分的报道鲜见。为了探索中红外光谱及可见光-近红外-中红外组合光谱对土壤有机质组分检测的可行性,并对比有机质单一光谱模型与有机质不同组分的组合光谱模型的预测精度,以南疆地区农田土壤为例,在阿克苏及和田地区共采集93个土样,进行有机质、胡敏素、胡敏酸、富里酸含量及光谱数据的测定。其次,利用可见-近红外(VNIR)、中红外(MIR)及其组合光谱(VNIR-MIR)三种光谱数据集,采用偏最小二乘(PLSR)、支持向量机(SVM)、随机森林(RF)三种建模方式对土壤有机质、胡敏素、胡敏酸、富里酸含量进行组合模型分析预测。结果表明:(1)土壤有机质及各组分均与光谱反射率有较好的相关性,土壤有机质及组分在MIR谱段的特征波段数量明显多于VNIR谱段。(2)有机质最优预测模型的模式为VNIR-MIR-RF,该模型的决定系数R^(2)为0.90;胡敏素与胡敏酸最优预测模型的模式均为VNIR-RF模型,R^(2)均为0.92;富里酸最优预测模型的模式为MIR-RF模型,R^(2)为0.94。(3)基于胡敏素、胡敏酸和富里酸的有机质组合光谱模型的预测精度明显高于有机质单一光谱模型,两种模型的R^(2)分别为0.93和0.90。实现了土壤有机质组分的高效快速反演,且基于有机质组分的组合模型提高了土壤有机质预测精度,为南疆地区大尺度土壤肥力的鉴定与精准施肥提供重要的参考价值。
关键词
土壤有机质组分
光谱反射率
偏最小二乘
支持向量机
随机森林
反演模型
Keywords
Soil organic matter
Spectral reflectance
Partial least squares regression(PLSR)
Support vector machine regression(SVM)
Random forest regression(RF)
Inversion model
分类号
S153.6 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作物间作系统下土壤有机质对土壤侵蚀的敏感性
被引量:
3
2
作者
李莹
机构
朝阳县自然资源局
出处
《水土保持应用技术》
2019年第3期1-3,共3页
文摘
在土豆种植系统中土壤侵蚀造成的土壤有机质(SOM)损失较低,但随着时间的积累土壤侵蚀可能导致严重的土壤退化。2014—2015年雨季,在肯尼亚卡比特进行了一项实地研究,以确定沉积物颗粒分布对土壤有机质损失的影响,并评估土豆-豆科作物间作系统中最易受土壤侵蚀的土壤有机质组分。本次试验区域包括裸地、纯土豆种植区、土豆-豌豆种植区、土豆-菜豆种植区和土豆-扁豆种植区。采用筛分与比重法将沉积物分离出为53~250μm和小于53μm的团聚体,同时将土壤有机质分离成密度为1.65~1.85g/cm^3的颗粒有机质和2.60g/cm^3的矿物有机质。土壤流失量和流失的土壤有机质含量在不同耕作制度下差异明显,其中纯土豆种植区最高,土豆-扁豆种植区最低。扁豆属藤类植物,有效地确保了地面覆盖的连续性,保护了有机物免受土壤侵蚀,从而证明了豆类覆盖作物在土豆种植系统中对土壤的保护作用。
关键词
覆盖作物
间作
土壤
团聚体
土壤
侵蚀
土壤有机质组分
分类号
S157.2 [农业科学—土壤学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
可见光-近红外、中红外光谱的土壤有机质组分反演
罗德芳
彭杰
冯春晖
柳维扬
纪文君
王楠
《光谱学与光谱分析》
SCIE
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
7
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下载PDF
职称材料
2
作物间作系统下土壤有机质对土壤侵蚀的敏感性
李莹
《水土保持应用技术》
2019
3
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