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基于多变量与RF算法的耕地土壤有机碳空间预测研究--以福建亚热带复杂地貌区为例 被引量：24
1
作者 袁玉琦 陈瀚阅 +3 位作者 张黎明 任必武 邢世和 童珺玥 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期887-899,共13页
耕地土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量不仅是土壤质量的重要表征,还是农业温室气体的重要源库,而基于环境变量建立的随机森林算法(Random Forest,RF)是当前提高土壤有机碳空间预测精度的方法,但不同组合环境变量对RF模型预测精... 耕地土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)含量不仅是土壤质量的重要表征,还是农业温室气体的重要源库,而基于环境变量建立的随机森林算法(Random Forest,RF)是当前提高土壤有机碳空间预测精度的方法,但不同组合环境变量对RF模型预测精度的影响仍需深入研究。本文以福建闽东南复杂地貌区为例,以两种环境变量组合(遥感变量+气候因子和遥感变量+气候因子+土壤属性)为输入数据集,利用RF算法对耕地表层SOC含量进行模拟预测和精度对比,并与普通克里格(Ordinary Kriging,OK)插值模型进行比较。结果表明,基于全部环境变量构建的RF模型表现最佳,其模型拟合度和预测精度相较于未加入土壤属性的模型有显著提高(r提高7.95%,为0.95,RMSE下降45.13%),且对SOC空间分异信息的捕获更精确,OK模型总体预测精度最弱。利用最优模型反演得到的研究区耕地SOC含量为14.70±2.95 g·kg^(-1),东部沿海低于西部内陆。变量贡献率分析显示,除了与土壤碳紧密相关的水解性氮(N),遥感变量中数字高程模型(Digital Elevation Modecs,DEM)也是影响闽东南地区SOC预测精度的重要变量,因此,遥感变量、气候因子和土壤属性共同驱动的随机森林模型可作为闽东南复杂地貌区耕地有机碳含量空间预测的有效方法。 展开更多
关键词 土壤有机碳 随机森林 变量组合 空间分布 精度评价
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基于土地适宜性和固碳需求的紫云英种植布局研究:以福建省浦城县为例 被引量：2
2
作者 曹孟锦 周碧青 +3 位作者 张黎明 邱龙霞 陈容 邢世和 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期125-135,共11页
藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和... 藏碳于土是减少温室气体排放的重要途径,紫云英等绿肥回田能显著促进土壤有机碳积累,且培肥地力,但至今有关其种植布局的研究极少结合用地适宜性和固碳培肥现实需求性进行探讨。本文以福建省浦城县为研究区,借助GIS与修正的加权指数和、动态聚类等数学模型集成技术,在基于1∶5万比例尺的区域紫云英用地适宜性评价和耕层土壤碳密度分析的基础上,以适宜性和耕层土壤有机碳密度为指标,遵循最适宜生长和耕层土壤碳密度较低的耕地优先安排为种植用地的原则,将研究区紫云英优化种植区划分为优先、次优先和一般种植区。结果表明,研究区81.82%的耕地不同程度地适宜种植紫云英,耕层有机碳密度介于2.50~5.74 kg×m^(-2),空间差异较为明显。经优化布局的研究区紫云英用地面积占耕地总面积的59.72%,以优先种植区和次优先种植区占优势,分别占研究区紫云英优化布局用地总面积的25.72%和50.34%;其中耕地土壤固碳培肥需求较为强烈的莲塘、水北、古楼、永兴和忠信等乡镇可作为紫云英重点种植区,富岭、仙阳、石陂和九牧等乡镇可作为紫云英种植的后备种植区。基于土地适宜性和固碳需求,择优选取紫云英适宜种植区域,对于其高效种植利用、区域耕地土壤有机质提升计划的科学实施以及耕地质量的有效提高具有重要指导意义。 展开更多
关键词 紫云英 固碳 适宜性 土壤有机碳密度 数学模型集成 优化布局
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经济发达地区耕地利用系统健康空间差异与影响因素——以厦门市同安区为例 被引量：2
3
作者 游碧君 林航 +2 位作者 周碧青 邱龙霞 邢世和 《福建农林大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第1期124-131,共8页
以经济发达的福建省厦门市同安区为研究区域,从利用状态、肥力质量、环境质量和产出效益4个方面选取相关指标,构建区域耕地利用系统健康综合评价指标体系;借助GIS技术和物元模型,开展1∶50000比例尺区域耕地利用系统健康评价,分析区域... 以经济发达的福建省厦门市同安区为研究区域,从利用状态、肥力质量、环境质量和产出效益4个方面选取相关指标,构建区域耕地利用系统健康综合评价指标体系;借助GIS技术和物元模型,开展1∶50000比例尺区域耕地利用系统健康评价,分析区域耕地利用系统健康的空间差异及其影响因素.结果表明:研究区内超过50%的耕地处于健康水平,超过30%的耕地处于不健康水平,耕地利用系统健康状况空间差异明显.其中健康的耕地利用系统主要分布在研究区中部和南部,而研究区北部大部分耕地利用系统的健康状况处于临界状态和不健康水平;祥平街道、大同街道和凤南农场耕地利用系统的健康状况较好,而西柯镇耕地利用系统健康状况较差;旱地利用系统健康状况优于水田和水浇地;距离居民点和交通道路较近区域的耕地利用系统健康状况较好.研究区耕地利用系统健康状况除受有机质、土壤养分和坡度等自然因素影响外,还受区域经济发展、种植模式和结构以及经济区位等人为因素的影响. 展开更多
关键词 经济发达地区 耕地利用系统 健康状况 空间差异 影响因素
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土壤数据源和制图比例尺对旱地土壤有机碳储量估算的影响 被引量：13
4
作者 李晓迪 王淑民 +5 位作者 张黎明 于东升 史学正 李加加 邢世和 王光翔 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期58-71,共14页
明确不同来源土壤剖面数据建立的大、中、小系列制图比例尺对旱地有机碳储量估算的影响对于全球碳循环研究具有重要意义。以江苏北部（简称＂苏北地区＂）3.9×106多hm2旱地为例,系统分析了我国目前常用《县级土种志》、《地级市土... 明确不同来源土壤剖面数据建立的大、中、小系列制图比例尺对旱地有机碳储量估算的影响对于全球碳循环研究具有重要意义。以江苏北部（简称＂苏北地区＂）3.9×106多hm2旱地为例,系统分析了我国目前常用《县级土种志》、《地级市土种志》、《省级土种志》和《中国土种志》中记录的土壤剖面数据分别建立的1∶5万、1∶25万、1∶50万、1∶100万、1∶400万和1∶1 000万数据库对有机碳储量估算的影响。结果表明,与数据最详细、记录有983个土壤剖面的《县级土种志》1∶5万尺度有机碳密度和储量相比,其他土壤数据源建立的不同制图尺度数据库相对偏差分别在1.94%~23.53%与0.02%~22.86%之间,T检验表明大多数制图尺度土壤数据库的估算结果与《县级土种志》1∶5万尺度之间存在极显著差异（p〈0.001）,这说明在今后国家或区域尺度土壤有机碳储量估算中选择适宜的土壤数据源和制图尺度是非常重要的。 展开更多
关键词 数据源 制图尺度 旱地土壤 碳密度 碳储量 苏北地区
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不同凋落物配比对杉木土壤微生物量碳氮的影响 被引量：6
5
作者 王珍 陈爱玲 +4 位作者 曹光球 张月全 张海燕 汪凤林 王飞 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1849-1857,共9页
【目的】探讨土壤微生物对不同配比杉木—火力楠凋落物分解的响应,为促进我国南方杉木人工林的可持续经营与发展提供科学依据。【方法】在我国南方典型酸雨区福建省邵武市4、15和32年生杉木人工林内,设5个凋落物分解试验处理,分别为杉木... 【目的】探讨土壤微生物对不同配比杉木—火力楠凋落物分解的响应,为促进我国南方杉木人工林的可持续经营与发展提供科学依据。【方法】在我国南方典型酸雨区福建省邵武市4、15和32年生杉木人工林内,设5个凋落物分解试验处理,分别为杉木(C)、火力楠叶(M)、杉木∶火力楠叶=2∶1(C2M1)、杉木∶火力楠叶=1∶1(C1M1)、杉木∶火力楠叶=1∶2(C1M2),采用网袋法分析不同配比处理杉木人工林0~5 cm表层土壤微生物量的碳、氮含量及微生物量碳氮比的差异。【结果】4和15年生杉木人工林中土壤微生物量碳含量最高的处理分别为C2M1和C1M1,显著高于C、M单一配比处理(P<0.05,下同),32年生杉木人工林中各处理间土壤微生物量碳含量随时间波动变化;4、15和32年生杉木人工林中,不同混合凋落物与单一凋落物的土壤微生物生物量氮含量差异随时间的变化存在差异。各林龄土壤微生物量碳氮比在凋落物分解的不同时段存在明显波动变化,且分解时间为120和240 d时出现最低值。土壤温度与水分含量对4年生和15年生杉木人工林表层土壤微生物量碳氮的影响显著,对32年生杉木人工林影响不明显;各林龄表层土壤微生物量碳氮含量与土壤pH呈显著相关。方差分析结果表明,受林龄、杉木—火力楠凋落物配比及凋落物分解时间的多重影响,各林分表层土壤微生物量碳氮含量在凋落物整个分解周期内呈波动变化,其中微生物量碳含量的峰值出现在60和240 d,微生物量氮含量的峰值出现在120和240 d。【结论】对纯杉木幼龄林和中龄林的混交改良采用杉木—火力楠以2∶1和1∶1混交效果更佳,而在生产实践中对杉木—火力楠配比的选择还应综合考虑杉木林龄、土壤pH、土壤温度和水分含量等环境因子及季节变化的影响。 展开更多
关键词 杉木人工林 凋落物配比 土壤微生物量 碳 氮
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基于稀疏样点的南方丘陵地区耕地土壤有效磷制图 被引量：11
6
作者 曹佳萍 张黎明 +2 位作者 邱龙霞 邢世和 马丹 《中国生态农业学报（中英文）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期290-301,共12页
绘制耕地表层土壤有效磷空间分布图对精准农业管理和土壤环境评估具有重要意义。目前土壤磷数字制图研究大多面向充足土壤样点的平坦地区,基于稀疏样点的南方丘陵地区耕地土壤有效磷制图效果尚不清楚。本文以典型南方丘陵地区福建省建... 绘制耕地表层土壤有效磷空间分布图对精准农业管理和土壤环境评估具有重要意义。目前土壤磷数字制图研究大多面向充足土壤样点的平坦地区,基于稀疏样点的南方丘陵地区耕地土壤有效磷制图效果尚不清楚。本文以典型南方丘陵地区福建省建瓯市为研究对象,基于96个稀疏土壤实测样点,利用空间分辨率为10 m的Sentinel-2遥感影像获取的遥感变量,联合气象变量和地形变量建立随机森林(Random Forest, RF)模型预测建瓯市耕地表层土壤(0~20 cm)有效磷含量,并对比5种不同环境变量组合下的RF模型精度。结果表明,加入遥感变量后,地形、气象和pH组合的RF模型预测有效磷含量的精度显著提升[决定系数(R;)从0.36提升至0.59],联合全部变量(遥感、地形、气象和土壤pH)的RF模型预测精度最佳。遥感变量、气象变量、地形变量和土壤pH分别可以解释土壤有效磷含量的22.87%、30.64%、30.38%和16.11%,其中年均温、pH、地形湿度指数和高程是影响南方丘陵地区耕地土壤有效磷空间分布的主导因素。因此,利用遥感、气象、地形和土壤pH组合的RF模型是样点数量有限情况下预测南方丘陵地区县市域耕地土壤有效磷含量的有效方法。 展开更多
关键词 南方丘陵地区 土壤有效磷 遥感变量 环境变量 随机森林 数字土壤制图 Sentinel-2影像
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基于地理信息系统的贵州省草地空间分布分析 被引量：3
7
作者 聂祥琴 杨胜会 +9 位作者 杨琴 张淑炜 陈可可 陈关飞 程华 赵学春 董瑞 李舟 魏建洲 金宝成 《山地农业生物学报》 2021年第3期29-35,共7页
以贵州省草地为研究对象,基于贵州省30米分辨率地表覆盖数据集,运用地理信息系统、相关分析和主成分回归分析方法,探索了贵州省天然草地空间分布及其影响因素。发现贵州省草地面积约178.51万公顷,约占贵州省国土面积1/10,主要分布于西... 以贵州省草地为研究对象,基于贵州省30米分辨率地表覆盖数据集,运用地理信息系统、相关分析和主成分回归分析方法,探索了贵州省天然草地空间分布及其影响因素。发现贵州省草地面积约178.51万公顷,约占贵州省国土面积1/10,主要分布于西部地区的毕节、安顺、六盘水和兴义等市。草地主要分布于低温、高湿和高海拔的条件下,与人类活动强度相关性较小。贵州省草地是森林植被遭到人为破坏后形成的次生草地,在温度较高、海拔较低的区域,经过人类破坏后形成的草地,可以迅速向灌木和林地演替,在温度较低、降水较多、海拔较高的地区正向演替困难,能够形成比较稳定的次生草地,形成草地主要分布于温度较低、海拔较高,湿冷的环境空间格局。希望本研究能够为更好地开发利用贵州省草地资源提供一定的决策支持。 展开更多
关键词 贵州省 天然草地 群落演替 主成分回归分析
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喷施废菌棒木醋液对小白菜生长和品质的影响 被引量：15
8
作者 王晓朋 张红雪 +2 位作者 胡坤 朱巧莲 毛艳玲 《中国土壤与肥料》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期95-100,共6页
为研究废菌棒所制木醋液对蔬菜生长和品质的影响,以稀释100、300、500、700倍木醋液进行小白菜叶面喷施试验,测定不同处理对小白菜及土壤各项指标的影响。结果表明:不同稀释倍数的废菌棒木醋液均能提高小白菜株高和鲜重,提高Vc含量,促... 为研究废菌棒所制木醋液对蔬菜生长和品质的影响,以稀释100、300、500、700倍木醋液进行小白菜叶面喷施试验,测定不同处理对小白菜及土壤各项指标的影响。结果表明:不同稀释倍数的废菌棒木醋液均能提高小白菜株高和鲜重,提高Vc含量,促进还原性糖的积累和降低硝酸盐含量;稀释500倍木醋液对小白菜品质效果最显著,Vc和可溶性糖含量分别提高31.56%、31.55%,硝酸盐降低37.77%;喷施稀释100倍木醋液对土壤pH值、速效钾、有效磷和碱解氮均有显著效果;废菌棒木醋液中主要有机成分有37种,分别是有机酸类、酮类、酚类、醇类等。 展开更多
关键词 木醋液 废菌棒 VC 硝酸盐 有机成分
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