基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究——以新疆建设兵团第十二师中型灌区为例

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象,采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数,在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上,用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法,对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明:两年测算数据表明,4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上,且最大值达到0.668,分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%;主成分分析得出,渠道衬砌率(0.944)、滴灌灌溉面积比(0.746)、作物需水量(0.635)、实际灌溉面积(0.734)等都具有超过60%的正贡献率,而葡萄种植比(-0.586)和灌区毛灌溉用水量(-0.645)等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出,作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著(P<0.05),其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著(P<0.01),相关系数分别为0.875、0.742,同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验P...     

基于主成分分析的榆林市水资源承载力评价

采用主成分分析法选取人均水资源量、水资源开发利用程度、COD浓度、人均粮食占有量、人均用水量、人口自然增长率、人均GDP、用水效益、生态环境用水率等9个指标建立评价指标体系,得到影响榆林市水资源承载力的四大主成分,对榆林市各分区水资源承载力状况进行综合评价。结果表明:榆林市水资源承载力分布不均,综合评价值差异明显;横山、定边、府谷、榆阳区和神木的综合评价值介于1 365.12~10 447.86之间,水资源承载力属中等水平;靖边的综合评价值为10 468.962,略大于Ⅰ级标准值10 447.86,可知其水资源承载力较弱;子洲、佳县、清涧、绥德、米脂、吴堡各区综合评价值均小于1 365.12的三级标准界限值,说明该六区水资源承载能力较强,其水资源还具有较大的开发潜力。最后提出提高榆林市水资源承载力的对策。     

基于主成分分析和隶属函数的谷子全生育期耐旱性鉴定

优异耐旱种质资源鉴定及耐旱指标筛选研究对于挖掘耐旱基因和提高耐旱育种效率具有重要作用。2019—2020年以30份谷子种质为试材,采用随机不完全区组设计（alpha-格子设计）,设干旱胁迫（DS）和正常供水（CK）2个处理,考察了谷子农艺性状的耐旱系数,通过综合评价指标耐旱性度量值D对供试谷子材料的耐旱性进行鉴定。联合方差分析表明：土壤水分环境和基因型显著影响谷子农艺性状,而且基因型与土壤水分环境的互作显著影响谷子生长性状,但对产量性状的影响不显著（千粒重除外）。t测验结果表明干旱胁迫效果显著（千粒重除外）。主成分分析将11个单项耐旱评价指标转化为3个相互独立的综合指标,方差累计贡献率为81.27%。第一主成分相当于5.866个原始指标的作用,可以解释53.327%的方差,其中株高、倒二叶叶面积、茎叶干重、穗长、穗重、穗粒重指标载荷系数绝对值较大;第二主成分主要反映的是穗颈长和穗粒数指标;第三主成分中起主要作用的是主茎节数、千粒重和产量指标。依据D值非加权组平均法聚类分析,将供试谷子材料耐旱性分为5类。判别分析表明株高和穗重可作为谷子全生育期耐旱性鉴定首选指标。基于主成分分析和隶属函数确定耐旱性评价指标D值,通过D值可对谷子全生育期耐旱性进行有效可靠的鉴定。     

基于主成分分析和层次分析法相结合的陕西省农业干旱风险评估

农业干旱灾害发生机理复杂,评价指标众多,为确定合理的干旱风险评价指标,以陕西省为研究对象,提出基于主成分分析和层次分析法(AHP)相结合的农业干旱风险评价指标体系和评估方法。运用主成分分析,结合陕西省干旱成因及特点,基于风险四要素(危险性、暴露性、脆弱性和抗旱能力)筛选并构建了农业干旱风险评价指标体系,采用AHP评估了陕西省农业干旱风险。结果表明,在考虑地区抗旱能力情况下,陕西省农业干旱风险从北向南,从东向西均呈现出递减趋势,北部榆林地区和东部渭南、商洛地区,农业干旱风险较高。通过主成分分析和AHP相结合的评价体系,可以合理选取评价指标,缩减指标个数;准确评估干旱风险,指出风险要素来源,为抗旱部门有效识别致灾因子,提出相应的抗旱减灾方法。     

基于主成分分析的陕西省石油天然气产业竞争力研究

以波特的钻石理论为基础,建立评价指标体系,运用大量的数据,应用主成分分析法,分析陕西省石油天然气产业在我国陆上油气生产各省区中的竞争地位。研究显示陕西省石油天然气产业具有产业上游油气生产和资源潜力的优势,同时存在产业下游的石油加工和石油化工规模太小、管理效率差和科技研发投入不足等方面的劣势。     

基于主成分分析的山东省城市化发展研究

在剖析城市化水平传统测度方法缺陷的基础上,从人口发展、经济发展、社会发展、生活条件、生态环境等5个方面,构建了包括24个指标在内的城市化发展现代评价指标体系。采用主成分分析法,对山东省区域城市化发展水平进行了测度。根据综合得分,运用系统聚类方法将全省17地市划分为六大类型。分析了山东省城市化水平的地域分异特征,就各类城...     

基于主成分分析的西北地区城市竞争力评价与演变研究

城市竞争力的高低是决定城市发展潜力的重要因素,全面科学地评价城市竞争力是决定城市未来发展战略和方向的基础.文中从经济、社会、科教、环境竞争力4大方面建立了西北地区城市竞争力评价指标体系.采用主成分分析法,对西北地区30个地级城市的竞争力作出定量评价,进而研究了城市竞争力在2004、2007、2011年三个时间断面上的演变特征,对城市竞争力排序进行了比较分析.在此基础上,提出了西北地区城市竞争力的提升措施.     

基于主成分分析的巴州耕地变化趋势与驱动力

土地利用与覆盖变化是全球变化研究的重要组成部分,干旱区土地利用与覆盖变化的机制与其驱动力又是干旱地区相关问题研究的核心。巴州地区作为新疆的农业大区,随着人口规模的扩张对耕地的需求不断增加,因此研究其耕地的变化具有重要的现实意义。利用1978-2009年的统计数据,分析了30年间巴州耕地变化的总体趋势、运用定性、定量相结合的方法对耕地数量变化的驱动力进行分析,最终建立耕地变化多元回归模型。结果表明:30年之间巴州地区耕地呈持续增长趋势,耕地变化除具有以全区总体变化为代表的普遍特征外,还有明显的区域差异;耕地变化主要与经济因素有关,并与总人口、粮食总产、机械总动力等人口和农业生产因素显著相关。     

基于主成分分析的宁夏银北地区龟裂碱土盐分特征研究

为探明宁夏银北地区龟裂碱土的盐分状况,并构建滴灌利用龟裂碱土过程中具有代表性和限制性的盐分特征因子,利用经典统计和主成分分析方法对龟裂碱土原状土剖面和滴灌利用下的土壤盐分特征进行了研究。结果表明,龟裂碱土剖面盐分离子含量总体呈现"T"字型分布,0~40 cm土壤SAR值较大,均高于15(mmol/L)0.5,土壤pH值9.5左右;Cl-和Na+是该土壤中最主要的阴阳离子;HCO3-含量在100 cm以下的土层中逐渐增加;土壤可溶性总盐(TSS)与Cl-和Na+的相关性较大,相关系数分别为0.967和0.910(P<0.01),TSS与饱和浸提液电导率(ECe)亦存在着显著的正相关(P<0.01);主成分分析表明影响土壤利用的4个主成分依次为土壤盐化状况、土壤结构状况、土壤碱化特征以及除Na+、Mg2+和Ca2+等离子之外的其它离子含量状况,其累积方差贡献率为87.18%。由此可见,在宁夏银北地区龟裂碱土具有干旱区盐碱土壤盐分表聚特征,在利用过程中仍需要首先降低土壤盐度,通过改变离子组成减小土壤碱度,改善土壤结构。     

基于主成分分析和参数设计的畦灌技术参数优化

针对畦灌灌水质量评价指标较多、自然因素存在时空变异性和技术参数有控制误差而造成的灌水质量评价不合理、灌水质量不高且波动大的现状,在田间灌水试验的基础上,利用主成分分析计算灌水质量综合主成分作为评价指标,采用参数设计的方法对畦灌灌水技术参数进行了优化。结果表明,灌水质量综合主成分可以代表99.99%的灌水质量变异信息,且服从正态分布,同时自然参数的变异和技术参数的误差对灌水质量及其稳健性产生了较大影响,经模拟和实测结果验证,泾惠渠灌区畦灌技术参数优化组合为畦宽3.5~4.5 m,畦长120 m左右,单宽流量9 L·s~(-1)·m~(-1)左右,改水成数7成左右,此时具有很好的灌水质量和稳健性。     

基于主成分分析的黄土沟壑区土壤肥力质量评价——以长武县耕地土壤为例

以陕西省长武县所处的黄土高原沟壑区土壤为研究对象,通过主成分分析并结合Norm值的方法,筛选出活性有机质、全氮、速效磷、速效钾、粘粒、CEC、过氧化氢酶、磷酸酶和转化酶等12项指标,建立了黄土沟壑区土壤综合质量评价的最小数据集(MDS)。采用客观方法(主成分分析法)以及主客观相结合的方法确定了两种类型的权重系数,分别计算了土壤综合质量指数,发现两种方法计算所得的土壤综合质量指数之间具有很好的一致性。另外,把由主成分分析法计算的土壤综合质量指数与利用偏相关系数法计算出的土壤综合质量指数进行了线性回归分析,两者之间达到极显著相关,说明用主成分分析法在该地区进行土壤质量综合评价是客观可行的。各因子的隶属度表明,活性有机质是该地区主要的限制性因子,全氮次之。几种不同方法计算的土壤质量表明,果园土壤质量优于农田土壤的,不同地形部位土壤质量比较发现,塬面的土壤质量相对最高,坡地(梯田)次之,河滩地相对最低。     

基于主成分分析法的温室甜瓜生长方程研究

利用主成分分析法拟合了不同水分下限控制条件下温室甜瓜生长过程,并对该方法的通用性进行了验证.研究表明,利用表征作物长势的综合植株性状与有效积温建立Logstic经验模型,模型的决定系数均在0.9以上,模型的拟合精度较高.利用该模型拟合第3试验小区的甜瓜生长状况,观测值与拟合值的相对误差大部分处于10%之内.主成分分析既充分保留原始变量的信息量,又剔除了原变量之间的信息重叠部分,该方法在作物生长方程模拟中具有很好的实用性.     

膜孔沟灌条件下春玉米水分利用效率研究

结合膜孔灌溉技术的特点,利用正交试验设计方法设计了实验方案,利用田间试验资料,分析研究了春玉米膜孔沟灌条件下水分利用效率及水分消耗规律,并相应得出春玉米地膜覆盖条件下各个生育期的水分消耗系数,为膜孔沟灌技术推广应用提供了理论和技术依据。     

温室膜下沟灌水氮耦合对番茄品质的影响与评价研究

以温室番茄为试材,研究了膜下沟灌水氮耦合对番茄一些品质指标(有机酸、可溶性糖、Vc、硝酸盐、糖酸比)的影响,并采用主成分分析法对其进行多目标综合评价。试验设置1485 m3.hm-2、2080m3.hm-2两个灌水水平和225 kg.hm-2、410 kg.hm-2和630 kg.hm-2三个施氮水平。结果表明,灌水量和施氮量作为单一因子和水氮交互作用对番茄不同品质指标影响均不同;增加灌水量,可提高番茄果实有机酸、硝酸盐含量;施氮过多或过少可降低番茄果实可溶性糖含量、Vc含量、糖酸比;果实中硝酸盐含量随施氮量的增加而提高,随灌水量的增加而降低。采用主成分分析法对番茄品质指标进行多目标综合评价,得到综合评价最高的处理为低水中氮(W1485N410)处理,综合评价最低的处理为高水高氮(W2080N630)处理。     

新疆主要粮食作物滴灌条件下作物系数及水分生产率试验研究

通过3a小区试验,摸清新疆主要粮食作物在滴灌条件下作物系数和水分生产率的变化规律,为提高水资源利用效率、加强灌区用水管理、编制流域综合规划等项工作提供科学的试验数据和决策依据.采用小区试验方法,以小麦、早稻、玉米、土豆、谷子、大豆6种粮食作物为试验对象,设置灌水定额单因素4水平(300m3/hm2、375m3/hm2、...     

生育期水分亏缺和施氮对设施番茄叶片酶活性和水氮利用效率的影响

为探究不同生育期水分亏缺和不同施氮水平对番茄叶片生理特征和水氮利用的影响,以提高番茄抗逆性,增加有机物积累并提高水氮利用效率为目标,开展温室小区试验,设置4个灌水水平（W1:全生育期充分灌水;W2:苗期减少50%灌水量;W3:苗期和开花坐果期各减少50%灌水量;W4:苗期、开花坐果期和成熟期各减少50%灌水量）和3个施氮水平(N1:400 kg·hm^-2;N2:300 kg·hm^-2;N3:200 kg·hm^-2),分析番茄叶片酶活性和SPAD值对不同灌水和施氮水平的响应,并探究水氮供应对番茄生长及水氮利用的影响。结果表明：减少灌水量可提高番茄超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性,降低丙二醛（MDA）含量,W2水平的SOD、POD活性最高,MDA含量最低,W2水平下SOD、POD活性随着施氮量的减少呈先增大后减小的趋势,而MDA含量变化趋势则相反,W2N2处理的SOD、POD活性最大,分别较W1N1处理提高25.90%、71.74%,MDA含量最低,较W1N1处理降低8.07%;番茄中位叶SPAD值与不同叶...