基于DNA编码的人工免疫模型在土壤质量评价中的应用

针对目前土壤质量评价方法中存在的不足之处,该文通过分析人工免疫模型中二进制编码所存在的问题,提出采用DNA编码对其进行改进,构造一种基于DNA编码的人工免疫模型进行土壤质量评价。利用该模型对东莞赤红壤现代农业试验区进行土壤质量评价,将试验区土壤质量分为4等,根据实地抽样对照评价的结果,结果表明采用基于DNA编码的人工免疫模型进行土壤质量评价时与实际相符,并具有稳定、结果可靠等特点,能较好地解决在进行土壤质量评价时,对于具有空间特性、模糊性、不确定性以及多指标的对象难以评价等问题。     

投影寻踪等级评价模型在土壤质量变化综合评价中的应用

土壤质量动态变化研究是以土壤质量评价为基础，通过土壤质量指数的时空变化来反映。因评价实体、目标、指标体系的不同，评价模式（方法）也存在差异。由于涉及多个评价指标，所以属于高维数据处理问题。针对传统评价方法存在指标权重确定没有统一的理论和计算方法的不足，本文提出用基于实码加速遗传算法（Real coding based accelerating genetic algorithm，简称RAGA）的投影寻踪等级评价（Projection pursuit grade evaluation，简称PPE）模型。通过RAGA优化PPE模型中的投影方向参数，完成高维数据向低维空间的转换，即将每个样本的多个评价指标综合成一个综合指标，用倒S曲线建立投影寻踪土壤质量综合评价模型，从而实现对土壤样本的评价。     

基于RAGA的PPE模型在土壤质量等级评价中的应用研究

以往的土壤分类与等级综合评价多是建立在模糊数学 (Fuzzy)基础上的模糊聚类分析与模糊综合评判 ,因此不可避免的涉及权重矩阵人为干扰 ,导致分类与评价结果的人为倾向。本文将高维降维技术——投影寻踪评价模型 (PPE)应用到土壤学科领域 ,利用改进的加速遗传算法 (RAGA)优化投影方向 ,将多维数据指标转换到低维子空间 ,通过寻求最优投影方向及投影函数值来实现对土壤的分类与等级评价 ,避免了主观赋权的人为干扰 ,取得了较好效果 ,可为土壤分类与等级评价研究提供一条新思路     

模糊数学在土壤质量评价中的应用研究

针对我国土壤质量评价中目前尚未圆满解决的关于确定评价因素鉴定指标、单因素评价以及土壤质量综合评价等关键方法性问题，依据土壤质量评价中存在的模糊性特点，提出了利用模糊数学方法建立土壤质量单因素评价和综合评价模型的思想与方法，进行了实证分析，获得了满意的结果。     

投影寻踪模型的改进及其在生态农业建设综合评价中的应用

为提高生态农业建设综合评价模型的分辨率,提出了一种有效的和通用的模型——投影寻踪模型(PP)。模型中密度窗宽R是求解局部密度的窗口半径,是由样本数据本身特性确定的局部宽度参数,主要通过试算或经验来确定,缺乏理论根据,该文对模型中密度窗宽R进行了理论改进,推导得出了计算的经验公式,使模型更具有科学性和稳定性。采用基于实码的加速遗传算法寻找最优的投影方向,同时用投影方向信息研究了各因子对生态农业建设综合评价的影响水平,取得了符合客观实际的分类结果,为生态农业合理建设提供了决策依据。     

土壤质量评价方法述评

 为全面总结土壤质量评价方法的研究进展,从指数法、模型法及GIS的参与等方面综述当前一些定量评价土壤质量的方法。指数法计算方法较简单、实用;模型法具有较强的逻辑性和系统性;应用GIS评价土壤质量客观且潜力大,对土壤进行时空动态监测以实现土壤持续经营管理。在土壤质量评价工作中将定量与定性评价结合起来,选择适宜的土壤质量评价指标,不断完善现有的评价方法,发挥信息技术的优势,为合理开发利用土壤提供依据。     

土壤微生物研究在农田质量评价中的应用

农田生产能力的可持续发展,是当前农田质量评价的主要目标之一。随着土壤微生物学研究的逐渐成熟,可考虑通过微生物角度对农田质量进行分析,以期从土壤微观机理解释农田发展的可持续性。基于文献汇总、统计学分析及对土壤微生物研究的认知,阐述了微生物群落如何反馈农田土壤质量,如对农田管理、作物产量以及土壤污染的反馈功能,并提出了可纳入农田质量评价系统的微生物学指标及相应的测定方法。根据统计学显著性检验方法,综合最小数据集法、土壤质量指数、内梅罗指数等农田土壤质量评价方法,提出农田质量评价的路径流程,以及土样采集与数据分析的具体方案。综上可知,利用土壤微生物指标构建的评价体系,能够更直观反映出农田整治改良项目对耕地造成的影响及收益状况。     

三江平原土壤质量变化评价的模糊神经网络模型构建及应用

针对土壤质量变化评价指标值的选取具有模糊性的特点,将BP网络和模糊数学相结合建立了土壤质量评价的模糊BP网络模型。选取三江平原具有典型性土壤质量变化趋势的试验点——富锦市永富乡土壤进行取样分析,选择与土壤质量相关的指标因子和相应的等级值建立评价模型。结果表明,该模型具有很强的学习能力,对参数的改变也有较强的鲁棒性,而且各个评价指标的权重都是由网络通过学习自动生成的,避免了主观赋权的人为干扰,因此评价结果更具有客观性和准确性,同时也为该领域研究提供了新的思路。     

基于RAGA的PPE模型在小流域土地适宜性评价中的应用

将高维降维技术—投影寻踪评价模型 (PPE)应用于水土保持学科领域 ,利用改进的加速遗传算法 (RAGA)优化投影方向 ,将多维数据指标转换为低维子空间 ,通过寻求最优投影方向及投影函数值来对克山县东大沟小流域进行土地适宜性评价 ,为水土保持小流域规划中土地适宜性评价提供了一条新的思路与方法     

基于GIS的土壤质量模糊变权评价

以广东省东莞赤红壤农业现代化实验区为例，在地理信息系统（GIS）技术和数学模型的支持下，应用AcrInfo进行空间数据采取、处理与分析，采用叠置分析的方法，以评价因素的组合确定评价单元；采用层次分析法确定评价因素的权重，在对评价标准进行模糊化处理后，建立变权评价模型进行土壤质量评价，应用ArcView GIS绘制了评价结果图，并对变权评价结果与常权评价结果进行了比较与分析，结果证明，采用变权模型进行土壤质量评价，比常权评价更能反映土壤质量的实际情况。     

加速遗传算法在小流域水土保持多目标综合优化模型中的应用

将基于实数编码的加速遗传算法 (RAGA)与多目标规划相结合 ,解决了多目标规划中多维参数寻优问题 ,避免了逐步法 (STEM)早熟、提前收敛以及易陷入局部最优等弊端。在建立松嫩平原兴隆小流域水土保持多目标综合优化模型中得以应用 ,取得了满意效果 ,为该方面研究提供了新的思路与研究模式     

青海湖流域土壤保持量动态变化

[目的]对青海湖流域近24a的土壤保持量进行评估,揭示其时空变化规律,为定量评估青海湖流域土壤保持功能和区域土壤保持的重要性提供理论支撑。[方法]利用通用土壤流失方程(USLE)和GIS技术,评估和揭示1987—2010年青海湖流域土壤保持量的时空动态变化。[结果]近24a来青海湖流域土壤保持量平均为4.68×108 t/a;单位面积土壤保持量高值区分布在青海湖流域主要河流的河源区及中部地区,低值区主要集中分布在青海湖周围、河谷以及青海湖流域西北部地区。在各生态系统中,高寒草甸的土壤保持量最大,平均为2.68×108 t/a。近24a来青海湖流域土壤保持量呈先增加后减小的变化趋势,并在2005年达到最大,相比于1987年,2010年其土壤保持总量共计增加了2.17×108 t,其中,高寒草甸的土壤保持量增加最多,增加了1.20×108 t。[结论]近24a来,青海湖流域土壤保持功能在不断增强,土壤侵蚀程度不断减弱,表明青海湖流域的生态环境在不断改善。     

基于GWR模型的河北省土壤水分空间分异研究

为研究环境因素对土壤水分空间分异的影响,利用2013—2017年SMOS Level-3土壤水分数据,选取降水、DEM、坡度、植被、地表温度为影响土壤水分的环境因子,对河北省土壤水分进行了空间自相关分析,建立了河北省土壤含水量与影响因子之间的地理加权模型,将GWR模型与一般线性回归模型对比,分析了影响因子在空间上对土壤水分作用的异质特征。结果表明:河北省土壤含水量具有空间异质性,集聚特征明显。GWR模型的拟合效果在拟合优度和空间分布上都远远优于OLS模型。GWR模型的拟合优度R2比OLS模型提高了43%,GWR模型对土壤水分影响因子的解释能力比OLS模型提高了34.6%,GWR模型的残差平方和、AIC值均远远小于OLS模型。研究区影响因子对土壤水分的作用参数具有空间分异特征,影响因子的作用程度也不同,DEM影响最大,其次是坡度、地表温度、降水、NDVI。各因子在空间上对土壤水分既有负向又有局部正向的作用,但在大部分范围里都呈负向影响。研究成果对研究区的精准农业发展、水土保持利用和生态建设具有重要意义。     

不同扰动高寒草地土壤微生物数量时空变化特征

为揭示东祁连山高寒草地不同扰动生境中土壤三大类微生物和氮素生理群数量的时空变化特征,采用2003年、2011年和2017年在相同样地(一年生、多年生、围栏内和围栏外草地)、相同研究方法(平板菌落计数)对草地土壤三大类微生物(真菌、细菌和放线菌)数量和氮素生理群(硝化细菌、反硝化细菌、好气性固氮菌和嫌气性固氮菌)数量进行时空动态比较。结果表明:(1)在相同时间、不同扰动生境中土壤三大类微生物和氮素生理群数量变化差异显著(p0.05),均随着土层的加深而逐渐减少,具有明显的垂直分布规律;(2)在不同时间、不同扰动生境中,土壤三大类微生物和氮素生理群数量变化差异显著(p0.05),土壤细菌、放线菌、硝化细菌和好气性固氮菌数量分布为2003年2011年2017年;真菌、反硝化细菌和嫌气性固氮菌数量分布为2017年2011年2003年;(3)不同扰动生境中微生物总数量变化表现为2003年2011年2017年。2011年、2017年的微生物总数量与2003年相比较,一年生草地分别下降了1.65,2.86倍,多年生草地分别下降了3.12,5.12倍,围栏内草地分别下降了3.05,4.09倍,围栏外草地分别下降了2.11,3.26倍。综上,随着不合理放牧和人为利用方式,东祁连山高寒草地土壤微生物数量随时间变化逐渐减少,为此应对该地区草地的利用和保护给予足够的重视。     

基于RUSLE模型的孙水河流域土壤侵蚀空间分异特征

土壤侵蚀一直是我国开展区域生态环境治理所关注的热点问题之一.在RS和GIS技术支持下,基于RUSLE模型分析了凉山州孙水河流域不同土地利用类型、海拔和坡度条件下土壤侵蚀强度的特征,定量评价了研究区土壤侵蚀空间特征.结果表明:孙水河流域平均土壤侵蚀模数为1954.32 t/(km2·a),土壤侵蚀严重区域主要集中于孙水河...     

基于RAGA一PPPCA模型的区域农业水土资源承载力综合评价

在全面分析影响农业水土资源复杂系统承载力变化诸多因素的基础上,初步提出了农业水土资源承载力的概念,选取27个与农业水土资源密切相关的承载力评价指标,为了解决评价指标过多引起的评价过程复杂性问题,将主成分分析法有效解决指标间多重相关性的特性和投影寻踪模型高效降维技术有效结合在一起,提出了投影寻踪主成分分析模型。将该模型应用于三江平原农垦建三江分局农业水土资源承载力综合评价中,取得了满意的结果,同时为农业水土资源承载力评价研究提供新的研究思路和研究方法。     

基于RUSLE模型的2000-2010年长江三峡库区土壤侵蚀评价

[目的]探究三峡库区土壤侵蚀程度,为区域土壤侵蚀合理化治理提供依据。[方法]采用RUSLE模型,结合多源数据（MODIS-NDVI,DEM,土地利用等）,定量评价长江三峡库区2000-2010年的土壤侵蚀时空分布。[结果]①三峡库区除西部地区外,其它地区土壤侵蚀情况严重;2000-2010年,长江沿岸以剧烈侵蚀和极强度侵蚀为主;②三峡库区土壤侵蚀状况在2000-2010年间得到一定程度的改善,强度以上土壤侵蚀面积由2000年的1.71×10⁶ hm²下降为2010年的6.82×10⁵ hm²;库区内平均侵蚀模数由2000年的36.75 t/（hm²·a）下降为2010年的22.79 t/（hm²·a）;③三峡库区经过多年侵蚀治理,强度、极强度、剧烈侵蚀面积逐渐减少的同时,轻度、中度土壤侵蚀面积在逐渐增加。[结论]研究区需要进一步加强对轻度、中度土壤侵蚀的治理。     

参数投影寻踪模型在坡耕地水土保持牧草优选中的应用

针对坡耕地水土保持牧草选择问题,采用高维降维技术———投影寻踪分类模型（PPC）,利用基于实数编码的加速遗传算法（RAGA）优化其投影方向,将多维数据指标（样本评价指标）转换到低维子空间,根据投影函数值的大小评价出样本的优劣,从而做出决策,最大限度避免了灰色关联法评判中的人为干扰,取得了满意的效果,为坡耕地水土保持牧草选择及其它评判决策问题提供一条新的方法与思路。     

基于ArcGIS的武乡县土壤侵蚀评价研究

以武乡县为评价区域,综合采用遥感和野外调查数据,建立县域环境数据库。在ArcGIS分析平台的支持下,通过建立数字高程DEM模型、不规则三角网TIN模型,利用遥感影像提取土地利用类型、植被类型、土壤类型等矢量图层,实现空间数据与属性数据连接,矢量、栅格数据转换,地图代数运算等数据库的运算操作,获取基于栅格数据的县域土壤侵蚀量和侵蚀强度,评价土壤侵蚀敏感性,得出县域内土壤侵蚀强度的空间分布规律。     

基于PPC模型与RI指数法的茶产地土壤重金属污染评价

以某喀斯特山区茶产地表层土壤为研究对象,依托GIS空间分析技术,采用投影寻踪聚类(PPC)模型和潜在生态风险指数(RI)法两种较新的评价方法对土壤重金属污染进行综合评价。投影寻踪聚类模型将236个土壤样本中的Hg、As、Cd、Pb、Cr含量指标作为多维投影参数寻求其最优投影方向,由投影指标函数得出土壤重金属污染投影值来反映重金属含量的特征,建立投影寻踪聚类模型,从而得出研究区土壤重金属污染实际现况,结合潜在生态风险指数法,进一步对研究区土壤重金属污染风险程度和演变趋势进行预测。结果表明:(1)在指标投影方向上Hg和As对研究区土壤污染影响最大,Cd对土壤污染影响最小;(2)根据PPC评价标准,研究区土壤环境质量状况良好,无污染的样点区域达到96.61%,清洁占总样点数的30.08%,尚清洁占总样点数的66.53%;(3)在潜在生态风险上存在低度、中度,分别占采样点的89.41%和10.59%,风险程度较低,但有向中度演变的趋势;(4)在污染情况上,清洁和尚清洁的空间分布广阔,轻度污染进行内插后空间分布不明显。本文研究结果有利于综合评价该地的土壤环境质量状况,在实践中将为喀斯特山区的土壤资源的管理和茶叶种植区的合理布局起到参考作用。