川东平行岭谷区土壤养分数字化制图研究

来源 :西南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:leo5_1_8
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
耕地质量评价涉及国计民生,影响甚广。《耕地质量调查监测与评价办法》中要求每5年定期发布耕地质量等级信息,以保证全面和及时地了解耕地质量状况及其变化情况。土壤养分作为耕地质量评价中重要的一环,准确高效地预测土壤养分的空间分布,不仅可以为耕地质量评价提供基础数据,也可以为土壤养分空间分布预测提供理论参考。以位于川东平行岭谷区中心的重庆市长寿区作为研究区域,综合考虑植被因子(归一化差异植被指数)、气候因子(年降水量、年均温)、地形因子(高程、相对坡度位置、沟谷深度、地形湿度指数、垂直到沟谷距离)、成土母质四类环境变量,评价空间插值方法(普通克里格、反距离权重)、机器学习方法(分类回归树、随机森林)和混合地统计学方法(随机森林残差克里格)预测研究区内十种土壤养分(土壤pH值、土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,各5162个样点;土壤有效硫、有效铜、有效铁、有效锌、有效硼含量,各316个样点)空间分布精度,并使用随机森林分析影响研究区土壤养分空间变异的主要因素。最后选择预测精度最优的模型对研究区土壤养分的空间分布进行制图。主要研究结论如下:(1)研究区土壤pH值(5.90±0.86)总体上呈酸性,土壤有效磷(20.38±11.68 mg/kg)、有效硫(49.39±61.65 mg/kg)、有效铜(2.18±1.28 mg/kg)、有效铁(98.62±69.45 mg/kg)和有效锌(1.60±0.91 mg/kg)含量处于丰富水平,土壤有机质(17.46±5.89 g/kg)、碱解氮(59.57±15.76 mg/kg)和速效钾(69.49±21.59mg/kg)含量处于中等水平,土壤有效硼(0.31±0.21 mg/kg)含量处于较缺水平。土壤养分变异系数在14.58%-124.83%之间。除土壤有效硫含量为强烈变异外,其余均为中等程度变异。(2)土壤pH值、土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硫、有效铜、有效铁、有效硼含量在不同类型成土母质中存在显著差异(P<0.05)。其中,由上侏罗统遂宁组砂泥岩发育的土壤pH值均值最高(6.77±0.69);由二叠系和三叠系灰岩发育的土壤有机质(27.34±8.62 g/kg)和速效钾(79.31±27.29 mg/k)含量均值最高;由中侏罗统沙溪庙组粉砂岩发育的土壤碱解氮(61.05±14.53mg/kg)、有效磷(21.65±12.10 mg/kg)和有效铁(109.03±67.75 mg/kg)含量均值最高;由三叠系须家河组砂岩发育的土壤有效硫(67.20±73.68 mg/kg)、有效铜(3.21±1.88 mg/kg)和有效硼(0.39±0.25 mg/kg)含量均值最高;土壤有效锌含量(1.41-1.71 mg/kg)在不同类型成土母质中差异不显著。(3)土壤pH值和土壤有机质含量与土壤有效硫、有效铜、有效铁、有效锌、有效硼含量密切相关。其中,土壤pH值与土壤有效硫、有效铁、有效锌含量呈极显著负相关关系(P<0.01),相关系数分别为-0.17、-0.57、-0.25。土壤有机质含量与土壤有效硫、有效铜、有效铁、有效锌、有效硼含量均呈极显著正相关关系(P<0.01),相关系数分别为0.47、0.67、0.36、0.26、0.43。(4)研究区土壤养分在空间上存在中等或强烈空间自相关性。土壤pH值和土壤有效硼含量的块金效应分别为27%和50%,属于中等程度空间自相关;土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾、有效硫、有效铜、有效铁和有效锌含量的块金效应均小于25%,属于强烈空间自相关。(5)运用随机森林计算环境变量在土壤养分预测模型中的相对重要性。结果表明,对预测土壤养分空间分布最重要的三个环境变量依次为:土壤pH值受成土母质、年均温和沟谷深度影响最大;土壤有机质含量受年均温、高程和沟谷深度影响最大;土壤碱解氮含量受年均温、沟谷深度和植被指数影响最大;土壤有效磷含量受沟谷深度、年降水量和年均温影响最大;土壤速效钾含量受年均温、沟谷深度和植被指数影响最大;土壤有效硫含量受土壤有机质含量、土壤pH值和植被指数影响最大;土壤有效铜含量受土壤有机质含量、植被指数和年均温影响最大;土壤有效铁含量受土壤pH值、土壤有机质含量和沟谷深度影响最大;土壤有效锌含量受土壤pH值、土壤有机质含量和地形湿度指数影响最大;土壤有效硼含量受土壤有机质含量、沟谷深度和植被指数影响最大。由此可见,对于土壤pH值、土壤有机质、碱解氮、有效磷、速效钾含量,年均温和沟谷深度表现出普遍的重要性;对于土壤有效硫、有效铜、有效铁、有效锌和有效硼含量,土壤pH值和土壤有机质含量表现出普遍的重要性。(6)使用五种模型分别对十种土壤养分的空间分布进行预测并比较其精度,结果表明,不同土壤养分的最优预测模型存在差异。其中,土壤pH值、土壤有效磷、速效钾含量的最优预测模型为反距离权重,其决定系数分别为0.87、0.61和0.81;土壤有机质、碱解氮含量的最优预测模型为普通克里格,其决定系数分别为0.80和0.69;土壤有效硫、有效铁和有效锌含量的最优预测模型为随机森林,其决定系数分别为0.18、0.63、0.38;土壤有效铜含量的最优预测模型为分类回归树,其决定系数为0.34;土壤有效硼含量的最优预测模型为随机森林残差克里格,其决定系数为0.25。由此可见,对于样点数量较多的土壤养分,空间插值方法的预测精度更高;对于样点数量较少的土壤养分,机器学习方法和混合地统计学方法的预测精度更高。
其他文献
经济社会的到来使人类的物质生活水平在不断提高,各类城市问题也随之产生:交通拥挤、环境污染、城乡发展不平衡、人们生活压力增大,越来越多的城市居民渴望回归自然。而与此同时,城市周边乡镇村落的经济发展仅依赖传统农业生产也难以支撑运行,农业发展面临难以传扬的危及,国家开始聚焦农业传承问题并作出许多指导性文件,对其未来的发展方向也作出规划。基于以上,以观光、休闲、生产、科普、体验为主的生态农业观光园受到了人
目的选择第二磨牙锁的成年患者,通过对其X线头颅侧位片的测量,与正常进行比较,对第二磨牙锁的病因做初步分析,为今后的临床治疗工作提供参考。方法分别测量正常和后牙锁
分析整理孙思邈辨治消渴病的用药特色。其善用清热补虚药,甘寒苦寒药并用,多用天花粉、甘草等。
高中语文教学在对学生知识传授的同时,还需要对学生各方面的能力进行培养和提高。高中语文课堂教学方式对学生能力的培养是关键,同时通过语文教学培养学生核心素养,全面提高
在现代计算机技术和网络通信技术快速发展的背景下,医院信息系统的发展越来越快。但在医院信息系统为满足各种医疗服务而扩增各种功能各异的子系统时,各个子系统间的信息交互和不同系统的管理都成为一个亟待解决的难题。针对这一现象,传统的医院信息系统需要一个结构简单,管理方便的统一集成平台。该平台有助于组织医院内复杂的数据交互界面,大大提高数据交换的效率,形成易于控制和管理的标准化界面平台。本文提出了一种医院信
海南要真正发展成国际旅游岛,在房地产方面必须改革。改变现有的发展模式,以长久发展为目的,才能让海南房地产的产业竞争力加强。本文对海南房地产未来的发展对策进行了初步
在国家社会经济不断发展的大前提下,各个企业的发展也是突飞猛进。这时,绩效评价体系如果不够完善可能会影响并严重制约着企业的发展。目前许多企业的绩效评价体系还是比较简单,将传统的财务指标作为绩效评价的指标,或者仅仅选择一种绩效评价的工具。但因为企业的不断发展,传统的绩效考核办法或者单独一种绩效评价工具已经满足不了企业的需求,无法全面地进行绩效评价。因此,建立一套新的更适应企业发展的绩效评价办法就成了重
侯外庐认为亚细亚生产方式是与古典古代并列的另一条路径,对亚细亚生产方式的这一解答构成他对中国历史特殊性解释的独特范式.一味强调东西方历史的特殊性,忽视对东西方历史
台湾问题是国共两党内战遗留的内政问题,但因国际势力的插手和台湾岛内政治体制的转型而变得日益复杂化了。从1955年迄今,中国共产党一直力倡和平解决台湾问题,其具体构想经
以8年生冬枣为试材,研究不同时期环剥与环割对冬枣生长结果及果实品质的影响,旨在为改进枣树的栽培技术和提高枣树的产量与枣果质量提供理论依据。结果表明:主干环剥及主枝环