本文關(guān)鍵詞：江津區(qū)農(nóng)田土壤有效態(tài)鐵、錳、銅、鋅的含量預(yù)測及其影響因素研究

  更多相關(guān)文章： 影響因素 種植制度 成土母質(zhì) 隨機(jī)森林

【摘要】：土壤微量元素是土壤肥力的重要組成部分之一,而有效態(tài)是能夠被植物吸收和利用的部分微量元素,微量元素不僅影響植物的正常生長發(fā)育,重要的是還影響到農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)和產(chǎn)量。本文以重慶市江津區(qū)農(nóng)田土壤為研究對象,采用經(jīng)典統(tǒng)計(jì)分析和地統(tǒng)計(jì)分析原理,探討了成土母質(zhì),種植制度,坡位等因子對土壤有效鐵,有效錳,有效銅和有效鋅的影響規(guī)律及空間變異特征。其中,將分類變量(成土母質(zhì),種植制度,坡位)引入回歸模型,分析其對土壤微量元素的影響力；引入隨機(jī)森林機(jī)器學(xué)習(xí)方法研究各個因子對土壤微量元素的重要程度,比較虛擬變量回歸模型,克里格方法和隨機(jī)森林回歸三種預(yù)測模型對土壤微量元素的預(yù)測精度。得到以下主要結(jié)論：(1)研究區(qū)有效鐵的范圍為1.01-299.00mg/kg,均值為64.40mg/kg,有效錳的范圍為1.58-300mg/kg,均值為84.79mg/kg,有效銅的范圍為0.07-9.98mg/kg,均值為1.30mg/kg,有效鋅的范圍為0.42-17.40mg/kg,均值為3.59mg/kg。根據(jù)第二次土壤普查對江津區(qū)土壤微量元素分級發(fā)現(xiàn)其整體處于豐富的水平。(2)趨勢分析發(fā)現(xiàn)有效鐵在南北方向上變化呈二次函數(shù),有逐漸升高的趨勢；有效鋅在東西方向上呈“U”型,含量兩端高中間低；有效錳和有效銅在東西和南北方向上沒有明顯的變化趨勢。通過半方差函數(shù)對土壤微量元素進(jìn)擬合,土壤有效鐵、有效錳和有效鋅用指數(shù)模型擬合,有效銅用高斯模型擬合效果最好。(3)江津區(qū)的農(nóng)田土壤有效鐵與土壤pH和有效磷呈顯著的負(fù)相關(guān),與有機(jī)質(zhì)和堿解氮呈顯著的正相關(guān)；土壤有效錳與土壤pH和速效鉀呈顯著的負(fù)相關(guān),與有機(jī)質(zhì)和堿解氮呈顯著的正相關(guān)；土壤有效銅與土壤pH呈顯著的負(fù)相關(guān),與有機(jī)質(zhì)和堿解氮呈顯著的正相關(guān)；土壤有效鋅與土壤pH呈顯著的負(fù)相關(guān),與有機(jī)質(zhì)、堿解氮和有效磷呈顯著的正相關(guān)。(4)江津區(qū)的農(nóng)田種植制度分為主要的四類：水稻、柑橘、花椒、玉米-甘薯。種植制度對土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅的含量具有顯著影響(p0.05)。四種微量元素均在種植花椒的土壤中平均含量最低,分別為14.33mg/kg、 44.00mg/kg、0.66mg/kg、2.49mg/kg。(5)江津區(qū)農(nóng)田土壤主要由沙溪廟組,自流井組,遂寧組發(fā)育而來。成土母質(zhì)對土壤有效錳、有效銅和有效鋅的含量有顯著的影響(p0.05),對土壤有效鐵的含量沒有顯著影響。土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅均在由自流井組發(fā)育而來的土壤中的平均含量最高,分別為71.17mg/kg、104.2mg/kg、1.88mg/kg和4.42mg/kg。(6)江津區(qū)的坡位分為六種：山脊、上坡、中坡、平坡、下坡和溝谷。坡位僅對土壤有效錳的含量有影響(p0.05),對土壤有效鐵、有效銅和有效鋅的含量沒有影響。(7)建立虛擬變量變量回歸方程,分步將定性變量引入方程。在加入成土母質(zhì)和種植制度后,有效鐵比只含有連續(xù)性變量(土壤條件,地形)的回歸方程多解釋了4.0%的變異,有效錳多解釋了6.2%的變異,有效銅多解釋了4.9%的變異,有效鋅則多解釋了7.1%的變異。(8)隨機(jī)森林建立土壤微量元素的回歸模型,確定不同變量對土壤微量元素的重要性。影響研究區(qū)有效鐵含量的最重要的三個因素為：pH、種植制度-水稻、有機(jī)質(zhì)；影響有效錳含量最重要的三個因素為：pH、種植制度-花椒、有機(jī)質(zhì)；影響有效銅含量最重要的三個因素為：有機(jī)質(zhì)、高程、pH；影響有效鋅最重要的三個因素為：pH、堿解氮和種植制度-柑橘。(9)比較普通克里格,虛擬變量回歸和隨機(jī)森林回歸對四種土壤有效態(tài)微量元素的預(yù)測模型,通過精度比較發(fā)現(xiàn)虛擬變量回歸和隨機(jī)森林對離散性較大的有效鐵和有效銅的預(yù)測精度高于普通克里格,對有效錳和有效鋅的預(yù)測克里格效果最好。
【關(guān)鍵詞】：影響因素 種植制度 成土母質(zhì) 隨機(jī)森林
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：S153.6
【目錄】：

• 摘要6-8
• Abstract8-10
• 第一章 文獻(xiàn)綜述10-16
• 1.1 土壤微量元素研究現(xiàn)狀10-12
• 1.1.1 土壤微量元素與成土母質(zhì)和土壤類型10
• 1.1.2 土壤微量元素與pH10-11
• 1.1.3 土壤微量元素與有機(jī)質(zhì)11
• 1.1.4 土壤微量元素與大量元素11
• 1.1.5 土壤微量元素與地形條件11
• 1.1.6 土壤微量元素與其他因素11-12
• 1.2 土壤養(yǎng)分的空間變異性研究進(jìn)展12-16
• 1.2.1 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)13
• 1.2.2 支持向量機(jī)13
• 1.2.3 決策樹13-14
• 1.2.4 隨機(jī)森林14-16
• 第二章 緒論16-18
• 2.1 研究背景和意義16
• 2.2 研究目標(biāo)16
• 2.3 研究內(nèi)容16-17
• 2.4 技術(shù)路線17-18
• 第三章 材料與方法18-30
• 3.1 研究區(qū)概況18-19
• 3.1.1 地理位置18-19
• 3.1.2 地形地貌19
• 3.1.3 土壤條件19
• 3.1.4 氣候條件19
• 3.1.5 農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)19
• 3.2 樣品采集與化驗(yàn)分析19-20
• 3.3 數(shù)據(jù)獲取20-24
• 3.3.1 成土母質(zhì)、種植制度的數(shù)據(jù)獲取20
• 3.3.2 地形數(shù)據(jù)的獲取20-24
• 3.4 研究方法24-27
• 3.4.1 經(jīng)典統(tǒng)計(jì)方法24-25
• 3.4.2 定性變量的定量化25
• 3.4.3 地統(tǒng)計(jì)學(xué)方法25-26
• 3.4.4 隨機(jī)森林26-27
• 3.5 模型精度的檢驗(yàn)27-30
• 第四章 結(jié)果與分析30-60
• 4.1 土壤微量元素描述性統(tǒng)計(jì)30-31
• 4.2 土壤微量元素空間結(jié)構(gòu)分析31-33
• 4.3 土壤理化性質(zhì)對土壤微量元素的影響33-39
• 4.3.1 土壤pH與土壤微量元素33-35
• 4.3.2 土壤有機(jī)質(zhì)與土壤微量元素35-36
• 4.3.3 土壤堿解氮與土壤微量元素36-37
• 4.3.4 土壤有效磷與土壤微量元素37-38
• 4.3.5 土壤速效鉀與土壤微量元素38-39
• 4.4 種植制度、成土母質(zhì)和坡位對土壤微量元素的影響39-44
• 4.4.1 種植制度與土壤微量元素39-41
• 4.4.2 成土母質(zhì)與土壤微量元素41-42
• 4.4.3 坡位與土壤微量元素42-44
• 4.5 土壤微量元素的相關(guān)和回歸分析44-53
• 4.5.1 分類變量的定量化44-45
• 4.5.2 相關(guān)分析45-50
• 4.5.3 虛擬變量的回歸分析50-53
• 4.6 隨機(jī)森林回歸53-57
• 4.6.1 影響因子重要性排序53-55
• 4.6.2 主要影響因素的影響趨勢55-57
• 4.7 模型精度比較57-60
• 第5章 結(jié)論與展望60-62
• 5.1 結(jié)論60-61
• 5.2 研究展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-68
• 致謝68-70
• 攻讀碩士學(xué)位期間的科研成果70

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 廖金鳳;海南地帶性土壤微量元素含量及其地理分布[J];地域研究與開發(fā);2003年06期

2 廖琴;南忠仁;王勝利;黃璜;晉王強(qiáng);周婷;;干旱區(qū)綠洲農(nóng)田土壤微量元素有效態(tài)含量空間分布特征[J];環(huán)境科學(xué)研究;2011年03期

3 張秀英;孫棋;王珂;蔣玉根;林芬芳;韓凝;;基于決策樹的土壤Zn含量預(yù)測[J];環(huán)境科學(xué);2008年12期

4 葉志剛;屠人鳳;周俊;;安徽省亳州市耕地土壤養(yǎng)分調(diào)查[J];農(nóng)技服務(wù);2007年03期

5 蔣定安,成杰民;近十幾年來宜興市水稻土表層土壤pH及B、Cu、Zn、Mn有效態(tài)含量的變化[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1997年04期

6 劉錚,唐麗華,朱其清,韓玉勤,歐陽洮;我國主要土壤中微量元素的含量與分布初步總結(jié)[J];土壤學(xué)報(bào);1978年02期

7 沈掌泉,周斌,孔繁勝,John S.Bailey;應(yīng)用廣義回歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行土壤空間變異研究[J];土壤學(xué)報(bào);2004年03期

8 朱立新，周國華，任天祥，張連生，，王徽，顧金秋，杜雄進(jìn)，王成，蔣永平，周子泉;浙江杭嘉湖平原區(qū)土壤中營養(yǎng)元素豐缺狀況的評價[J];物探與化探;1994年04期

9 王其兵,李凌浩,劉先華,賀金生;內(nèi)蒙古錫林河流域草原土壤有機(jī)碳及氮素的空間異質(zhì)性分析[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);1998年05期

10 許紅衛(wèi);高克異;王珂;周斌;J.S.Bailey;;稻田土壤養(yǎng)分空間變異與合理取樣數(shù)研究[J];植物營養(yǎng)與肥料學(xué)報(bào);2006年01期

本文編號：921548