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绿洲土壤盐分含量高光谱反演建模: 2024年; 以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,以实测土壤高光谱数据和土壤盐分作为基础数据,分析多种光谱指数与土壤盐分的相关性,筛选特征波段,使用逐步多元线性回归、单变量回归和主成分回归3种方法构建土壤盐度高光谱监测模型。研究表明,基于逐步多元线性回归方法,以对数二阶微分光谱特征波段所构建的盐渍化遥感监测模型最优,模型的稳定性和预测精度最高,可有效估测土壤含盐量。此项研究成果满足了对干旱区盐渍化监测的需求,为干旱区土壤盐分定量反演提供了可靠的参考。; 黄帅谭宏婧付尚可李晓慧王志新邢健吕囿成; 关键词：土壤盐渍化主成分分析

湖滨绿洲土壤有机碳含量的支持向量机估算模型: 2024年; 【目的】利用高光谱数据快速估算土壤有机碳含量,为干旱区湖滨绿洲合理开发土地资源提供科学依据。【方法】以新疆博斯腾湖北岸湖滨绿洲为研究区,将实测的土壤有机碳含量数据与高光谱数据相结合,对原始光谱进行SG平滑(SavitzkyGolay smoothing,SG)、连续统去除(Continuum Removal,CR)、连续小波变换(Continuous Wavelet Transform,CWT)预处理,采用连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)筛选特征波段;应用支持向量机(Support Vector Machines,SVM)模型估算土壤有机碳含量。【结果】(1)研究区土壤有机碳含量为0.69~50.32 g/kg,平均值为14.15 g/kg,标准差为9.51 g/kg,呈中等变异性,变异系数为67.20%。(2)土壤原始光谱反射率在350~750 nm,光谱反射率呈上升趋势,在750~2150 nm,光谱反射率呈相对平稳趋势,在2150~2500 nm,光谱反射率逐渐下降;连续小波变换对土壤原始光谱预处理后随着分解尺度的增加,光谱局部特征明显,吸收峰和反射峰越来越平滑;采用连续投影算法筛选的光谱特征波段集中于350~952 nm、1007~1742 nm、2082~2381 nm,且特征波段仅占可见光-近红外光谱波段的0.30%。(3)连续小波变换结合连续投影算法构建的SVM模型,其训练集和验证集分别R^(2)=0.76,RMSE=4.78和R^(2)=0.94,RMSE=3.30,RPD=2.50。【结论】CWT-SPA-SVM可有效估算研究区土壤有机碳含量。; 杨吉祥李新国; 关键词：土壤有机碳含量连续小波变换连续投影算法支持向量机模型

基于变量筛选与机器学习算法的渭-库绿洲土壤有机质含量估测研究: 2024年; 选择合适的变量筛选方法和模型可有效提升土壤有机质含量的估测精度。本研究以新疆渭干河-库车河绿洲为研究区,基于哨兵2号(Sentinel-2)卫星影像和实测土壤有机质,通过对土壤有机质与遥感影像波段及多种光谱指数进行相关分析,结合Boruta算法和连续投影算法(Successive Projections Algorithm,SPA)进行变量筛选,构建随机森林(Random Forest,RF)模型和BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)模型进行表层土壤有机质含量的估测。结果表明:(1)波段B3、B4、B5、B7和B8A以及转换植被指数(Transformed Vegetation Index,TVI)、颜色指数(Color Index,CI)对土壤有机质含量的估测具有重要作用;(2)单独使用Boruta算法和SPA算法筛选的变量集建模效果要优于全变量集以及结合算法筛选的变量集,Boruta算法优于SPA算法;(3)RF模型的估测能力优于BPNN模型,最优估测模型训练集和验证集的决定系数(R^(2))均大于0.74,模型拟合效果较好,均方根误差(RMSE)小于2.0 g/kg,相对分析误差(RPD)大于1.6,能够较好地进行土壤有机质含量的估测。采用Boruta算法结合随机森林模型可较好地反演绿洲表层土壤有机质的空间分布,为该区域土壤养分评价提供参考。; 李顿王雪梅李坤玉安柏耸; 关键词：连续投影算法 BP神经网络土壤有机质

退耕对民勤绿洲土壤碳氮循环关键微生物及功能基因的影响被引量：2: 2024年; 采用时空互代法,以巴丹吉林沙漠东南缘民勤绿洲不同退耕年限样地土壤为研究对象,利用微生物宏基因组测序技术,以KEGG数据库碳固定、氮代谢途径为工具,研究长期退耕对参与区域土壤碳固定和氮代谢途径的主要微生物群落组成及其功能基因变化的影响。试验共设置9个退耕年限梯度样地:未退耕耕地、退耕1年样地、退耕2年样地、退耕4年样地、退耕8年样地、退耕13年样地、退耕20年样地、退耕30年样地和退耕40年样地。结果表明:退耕明显改变了碳固定、氮代谢土壤微生物和功能基因丰度,细菌在碳固定和氮代谢两个过程中均起到主导作用;还原三羧酸循环途径、还原乙酰辅酶A途径以及3-羟基丙酸/4-羟基丁酸循环途径等为研究区土壤微生物主要碳固定途径,厌氧氨氧化途径、硝酸盐异化还原途径、硝酸盐同化还原途径、反硝化途径以及硝化途径等为研究区土壤微生物主要氮代谢途径;芽单胞菌属(Gemmatimonas)、未分类绿弯菌属(unclassified_Chloroflexi)和链霉菌属(Streptomyces)等是区域土壤微生物碳固定主要菌属,氮代谢则以腈基降解菌属(Nitriliruptor)、芽单胞菌属(Gemmatimonas)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、未分类绿弯菌属(unclassified_Chloroflexi)和链霉菌属(Streptomyces)等为主;Gemmatirosa、未分类绿弯菌属(unclassified_Conexibacter)、未分类念珠菌门(unclassified_Candidatus Rokubacteria)、Gaiella和Geminicoccus等5个属分类土壤微生物可作为研究区退耕地碳固定途径标记性微生物种群,coxL.cutL和ACO.acnA等是研究区退耕地土壤微生物碳固定途径主要响应功能基因;腈基降解菌属(Nitriliruptor)、未分类念珠菌门(unclassified_Candidatus Rokubacteria)、Geminicoccus、未分类绿弯菌属(unclassified_Conexibacter)、土壤红杆菌属(Solirubrobacter)、未分类酸杆菌门(unclassified_Acidobacteria)和红色杆菌属(Rubrobacter)等7个属分类土�; 宋达成赵文智李广宇王理德马瑞任珩吴昊; 关键词：民勤绿洲退耕地土壤微生物

流域绿洲土壤盐分多模型反演效果评估: 2024年; 为更好地实现区域土壤盐分的监测和治理,促进绿洲可持续发展,本文基于气候、地形、植被等相关数据,结合三工河流域平原绿洲土壤表层盐分调查,对比评估不同模型(随机森林,支持向量机,决策树,普通克里金)土壤盐分反演效果。结果表明:绿洲土壤样本盐分含量为0.29~30.18 g·kg^(-1),平均值为4.06 g·kg^(-1),变异系数为149.73%,属于强变异;随机森林模型相较于其他模型具有更高的反演精度,决定系数、均方根误差和绝对平均误差分别为0.73、1.89 g·kg^(-1)和1.49 g·kg^(-1);随机森林模型反演显示,高值区主要分布在西北部和中部区域,并且在9种环境协变量中,高程和地下水矿化度对土壤盐分反演精度影响较大。总的来说,以随机森林模型为手段的机器学习方法,不仅能够避免数据的平滑效应和图斑边界两侧的突变,还能有助于识别绿洲局部空间盐分状况,研究结果可为干旱区绿洲土壤盐渍化的长期监测提供技术和方法参考。; 龙威夷施建飞李双媛孙金金王玉刚; 关键词：土壤盐分三工河流域干旱区

一种干旱区绿洲土壤无机碳汇的定量分析方法: 本发明涉及碳汇分析技术领域，具体涉及一种干旱区绿洲土壤无机碳汇的定量分析方法，分析步骤为：S1、分析人员通过无人机对绿洲情况进行拍摄，飞往绿洲上空，对绿洲的面积进行拍摄；再飞往绿洲的前方，在绿洲地面上建立出高度参考物，对...; 丁照耘宿翠翠周彦芳魏玉斌马凤捷张靖

联合ALOS-2和Landsat 8的绿洲土壤水分反演模型研究: 2024年; 机器学习和多源数据融合是土壤水分反演研究的热点方向,但对L波段合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)数据的研究较少。以额济纳绿洲为研究区,利用ALOS-2 PALSAR-2和Landsat 8影像提取雷达和光学特征参数,通过参数重要性评分进行特征筛选,采用随机森林方法建立基于雷达、光学以及雷达-光学特征参数协同的土壤水分反演模型,对比模型精度,反演绿洲土壤水分。结果表明,与C波段相比,L波段SAR数据对干旱荒漠绿洲区土壤水分含量敏感性更高;雷达特征参数中重要性较高的为表面散射和体散射分量,二面角散射和螺旋体散射分量相对偏低;光学特征参数中植被供水指数重要性最高,增强型植被指数重要性最低。雷达特征参数方案最优模型决定系数R^(2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)分别为0.67、2.16%,光学特征参数方案模型精度普遍较低且精度相当,R^(2)、RMSE分别为0.5、2.47%;雷达-光学参数协同反演的最优模型R^(2)、RMSE分别为0.72、1.99%,相比单一数据源,R^(2)分别提升7.46%、38.4%,RMSE分别降低8.54%、22.6%。研究证明,基于多源数据融合的随机森林模型在干旱荒漠绿洲区具有较高的预测精度和良好的适用性。; 王宇杨丽萍任杰张静孔金玲侯成磊; 关键词：土壤水分特征参数

一种新绿洲土壤团粒结构优化的均衡配肥方法及应用: 本发明提供了一种新绿洲土壤团粒结构优化的均衡配肥方法，将化学氮肥、磷肥、钾肥和农家有机肥混合作为底肥，配合凹凸棒石粉于春季撒于地面，随翻耕施入土壤；玉米播种前覆盖地膜，采用宽窄行种植；在玉米种植带宽行内套种绿肥，播种后镇...; 杨荣苏永中牛子儒周立峰陈仕阳杜泽玉孔君洽宋淑均

基于特征优选和机器学习的塔里木盆地东缘绿洲土壤镉元素含量预测及健康风险评价被引量：1: 2024年; 土壤重金属污染对粮食安全、人类健康和土壤生态系统均造成重大威胁.基于塔里木盆地东缘典型绿洲区获取的644个土壤样品,运用多元线性回归(LR)、神经网络(BP)、随机森林(RF)、支持向量机(SVM)和基于径向基函数神经网络(RBF)方法构建土壤重金属预测模型,利用最优预测结果分析重金属污染的空间分布特征与健康风险.结果表明:①研究区ω(Cd)均值为0.14 mg·kg^(-1),是新疆土壤背景值的1.17倍,是区内土壤重金属污染的主要因子;区内成人和儿童Cd元素致癌风险系数均小于10~(-4),对人类无明显的长期健康风险影响.②对比5种反演模型的预测精度,RF模型验证集R^(2)值为0.7637,在5种模型中最大;且其RMSE、MAE和MBE值在5种模型中最小,土壤Cd元素实测值与RF模型的预测值拟合效果最佳.同时,基于RF模型的研究区土壤Cd含量空间分布预测结果与实测样点插值结果具有较好的一致性.③在土壤Cd元素健康风险预测中,RF模型对成人与儿童的反演精度均优于其他4种模型,预测结果较好;LR模型验证集预测值变化幅度大,预测结果较差.综上,RF模型具有较好的泛化能力和抗过拟合能力,为研究区土壤Cd含量预测和健康风险评价的最优模型.; 刘靖宇李若怡梁永春刘磊尹芳唐塑何林森张毅; 关键词：镉(CD)健康风险评价

荒漠绿洲土壤微型生物群落特征及分布格局研究: 孙雪

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