应用基于PLSR的土壤-环境模型预测土壤属性

土壤-环境模型对于正确理解土壤属性与环境因子间的关系,以及进行土壤属性预测与制图均具有重要的意义。研究区位于陕西省长武县内多年退耕还林还草沟壑区域,采集72个土壤表层样本,选择3/4的样本作为建模集,其余1/4的样本作为验证集;环境因子选择容易获取的地形因子和由遥感影像提取的植被因子和湿度因子,建立基于偏最小二乘回归(PLSR)的土壤-环境模型。结果表明:全氮、速效钾、全钾、有机质与环境因子间均有显著相关性;建立的PLSR模型可解释土壤属性的空间变异从23%(全氮)到27%(全钾);与逐步回归方法构建的模型相比,利用PLSR构建的土壤-环境模型可以更好地表征土壤属性与环境变量间的关系,拟合精度和预测精度也相对较高,说明PLSR建立的模型可以更好地应用于相似区域的土壤属性预测。     

土壤含水量对反射光谱法预测红壤土壤有机质的影响研究

研究土壤含水量对有机质预测的影响,可为野外红壤有机质快速测定提供理论依据。本文在实验室条件下测量了不同含水量红壤的可见光-近红外光谱反射率,运用偏最小二乘回归(PLSR)建立不同含水量的土壤有机质预测模型。结果显示,随土壤含水量的增加,有机质与一阶微分光谱的相关性先增加后下降,含水量为100～150 g/kg时相关系数最大。分380～2 400、380～1 300、1 300～2 400 nm三个波段建立不同含水量的有机质预测模型,模型预测精度均随土壤含水量增加而呈现先增加后下降的趋势。利用1 300～2 400 nm建立有机质预测模型可以有效避开氧化铁影响,建立的模型预测精度最高。本研究认为,当土壤含水量小于200 g/kg时,可以利用在室内控制条件下测定的土壤反射率,建立1 300～2 400 nm波段的PLSR模型,进行红壤土壤有机质含量预测。     

42年来兴国县土壤侵蚀时空变化规律研究

以江西省兴国县为研究区域,应用遥感和GIS技术,借助6个不同时段的黑白航片、MSS影像和TM数据为信息源,在建立土壤侵蚀解译标志的基础上,对全县3 215 km2范围内的土壤侵蚀进行了监测研究。结果表明,该县从1958—2000年42 a期间,土壤侵蚀的变化分2个阶段。第一阶段是1982年前,全县的侵蚀面积在2 000 km2左右;第二阶段是从80年代初到2000年,该县被列为全国水土流失综合治理重点区,侵蚀面积在18 a间共减少了739 km2,平均每年减少41 km2。将1992与2000年的土壤侵蚀图叠置分析可以看出,该县5个侵蚀等级的面积都有不同程度的降低;在侵蚀等级的转变方面,大约有34%的侵蚀面积,其侵蚀等级发生了改变,其中以改变一个等级的面积为主,大约有66%的侵蚀面积其侵蚀等级未发生变化,说明兴国县的土壤侵蚀已呈现出明显的减弱趋势。     

土壤质量数字制图方法浅论

本文简要论述了土壤质量数字制图的一般过程及其与传统土壤制图的异同,并依据土壤制图原理确定数字制图的几个重要参数,同时简述了数字制图对野外土壤调查的要求以及对传统图件的处理。     

渭北旱原区域气候变化及其对冬小麦产量的潜在影响

对渭北旱原长武地区冬小麦产量与农业气候因子变化进行了通径分析,结果表明,降水和地温是影响该地区冬小麦生产的主要气候因子,播种~出苗期降水对小麦产量的影响较大,在分孽~越冬、返青~拔节、灌浆~乳熟期地温对产量影响更大。该地区近50年来年均气温呈明显上升趋势,而年降水总量总体有减少趋势,波动较大;且在播种~出苗期降水量有减少的趋势,极值出现几率增加,而在返青~拔节期地温有增加的趋势,且2000年后增加幅度增大。因此,在区域气候变化影响下,随着气候变暖和降水量减少及波动性增加,将会导致未来冬小麦产量的波动性增加。     

CERN分布式土壤样品长期保存系统的构建

长期保存的土壤样品是国家科技基础支撑条件的重要组成部分,对于土壤及环境长期变化研究和科学数据开放共享等具有重要价值。近年来,随着我国对农业和生态环境科技投入的不断增长,土壤调查强度逐步增大,土壤样品积累速度明显加快,因此,亟需相关的标准规范来指导土壤样品的长期保存。在国家标准《土壤质量 土壤样品长期和短期保存指南》（GB/T32722-2016）的基础上,结合“十三五”期间CERN分布式土壤样品长期保存系统建设经验,本文对土壤样品保存管理策略、土壤样品保存条件要求和土壤样品信息管理系统进行了介绍,以期为我国土壤样品长期标准化保存,以及第三次全国土壤普查样品库建设提供参考。     

基于日降雨信息的月降雨侵蚀力模型

在分析浙江省兰溪和嵊州8年共402次自记降雨过程资料的基础上,提出了月侵蚀性雨量(Pmer)、月侵蚀性降雨日数(Dmer)和月内最大3日雨量(Z3m)等3个指标,同时定义了Pmer、Dmer和Z3m的计算方法,并将其引入到降雨侵蚀力模型之中。结果发现:利用Pmer、Dmer和Z3m等指标所建立的月降雨侵蚀力模型,其相对偏差为9·9%,而传统单因子雨量指标所建立的模型,其相对误差为21·6%,显然,前者优于后者。     

基于盲源分离的稀疏植被区土壤含盐量反演

植被对土壤光谱的干扰是目前土壤盐渍化遥感监测的重要限制因素之一,探索消除稀疏植被覆盖区植被对光谱影响的方法,对提高土壤含盐量遥感反演精度具有重要意义。本文通过对189组不同植被覆盖度且不同盐渍化程度种植微区野外实测地表可见-近红外反射光谱进行分析,比较并评价了基于原始光谱和盲源分离(blind source separation,BSS)后光谱预测土壤含盐量的结果。结果表明:地表植被覆盖严重影响基于可见-近红外反射光谱的土壤含盐量反演精度。盲源分离方法,尤其是基于方程z=tanh(y)的独立分量分析(independent components analysis,ICA)算法,可有效分解植被和土壤的混合光谱,并提高植被覆盖下基于可见-近红外反射光谱的土壤含盐量反演精度。该方法为植被覆盖区大尺度土壤盐渍化遥感监测提供了方法指导。     

江苏省金坛市土壤肥力的时空变化特征

土壤质量是土壤特性的综合反映,也是揭示土壤条件动态的最敏感的指标[1] ,因而能体现自然因素及人类活动对土壤的影响。研究人类活动影响下的土壤质量变化,不仅可以为探讨土壤环境的变化趋势提供一种理论方法,而且可以阐明人类活动对土壤环境的影响方向。因而,土壤质量一直是土壤学领域中的研究热点。地统计学能够对研究对象的空间格局进行检验、模拟和估计。空间局部内插法提供了最小方差的无偏估计,在生态学中得到了广泛的应用[2 ] 。考虑到土壤属性空间上的渐变性与一定范围内属性信息的空间相关性,因而地统计学的方法用于研究土壤的时空…