丘陵山区农田土壤有机碳密度影响因素与制图研究
发布时间：2020-12-15 03:54
土壤有机碳（SOC）是陆地生态系统中最大的碳库之一,对全球气候和农业有非常重要的影响。作为评价土壤质量的一个重要指标,土壤有机碳可以维持土壤良好的物理结构、土壤稳定性、和土壤生物多样性。自然和人为的干扰对土壤有机碳的分布和储量有着重要影响,而且影响的关系随着不同研究尺度而变化。在不同地理环境和地形地貌上,土壤有机碳影响因素和空间分布也有所不同。本文以多山丘陵地区农田土壤为研究对象,研究区域选在重庆江津区,借助数字地形分析方法,地理信息系统,计算机技术,应用经典统计学方法和机器学习方法全面系统地探讨了土壤类型,土地利用类型,地形因子对土壤有机碳密度的影响和作用机理。分类探讨了影响因子对研究区不同土壤类型的影响。将分类决策树,支持向量机,梯度提升回归树和随机森林应用到土壤有机碳密度预测分析中,并比较四种方法的预测精度,应用最佳预测方法完成影响因子的相对重要性分析和土壤有机碳密度制图。得到以下结论:（1）研究区农用地0-20cm土壤有机碳密度的变化范围为0.45 kg/m2-6.18 kg/m2,变异系数为39.8%,属于中等程度变异,平均值为2.64 kg/m2。通过预测得出研究区的农田土...
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 土壤有机碳概述
1.1.1 土壤有机碳研究意义
1.1.2 土壤有机碳研究进展
1.2 土壤有机碳影响因子研究现状
1.2.1 土壤有机碳与气候
1.2.2 土壤有机碳与成土母质和土壤类型
1.2.3 土壤有机碳与人类活动
1.2.4 土壤有机碳与地形条件
1.3 土壤有机碳空间预测方法研究
1.3.1 分类回归树
1.3.2 人工神经网络
1.3.3 支持向量机
1.3.4 随机森林
1.3.5 梯度提升回归树
第2章 绪论
2.1 研究背景及意义
2.2 研究目标
2.3 研究内容
2.4 技术路线
第3章 材料和方法
3.1 研究区概况
3.1.1 区位及地形
3.1.2 气候条件
3.1.3 土壤类型
3.1.4 土地利用现状
3.2 数据获取
3.2.1 土壤类型、土地利用类型、土壤有机碳密度的获取
3.2.2 地形数据的获取
3.3 研究方法
3.3.1 分类回归树模型 （CART）
3.3.2 支持向量机（SVM）
3.3.3 梯度提升回归树模型（GBRT）
3.3.4 随机森林（RF）
3.3.5 精度检验
第4章 结果与分析
4.1 描述性统计分析
4.1.1 土壤有机碳密度基本统计
4.1.2 地形指数的统计分析
4.1.3 土壤类型与有机碳密度
4.1.4 土地利用类型与土壤有机碳密度
4.1.5 坡位与土壤有机碳密度
4.2 土壤有机碳与地形因子的相关性分析
4.3 土壤有机碳的预测模型建立及选择
4.3.1 随机森林模型
4.3.2 梯度提升回归树模型
4.3.3 支持向机回归
4.3.4 精度检验结果
4.3.5 土壤有机碳密度的影响因素要性
4.3.6 连续变量因素的影响趋势
4.4 地形对不同土壤类型有机碳密度的影响
4.4.1 地形对水稻土有机碳密度的影响
4.4.2 地形对紫色土有机碳密度的影响
4.4.3 地形对黄壤土有机碳密度的影响
4.4.4 地形对冲积土有机碳密度的影响
4.5 研究区农田土壤有机碳密度预测图
第5章 结论
5.1 主要结论
5.1.1 土壤有机碳密度的特征
5.1.2 土壤类型对土壤有机碳密度的影响
5.1.3 土地利用类型对土壤有机碳密度的影响
5.1.4 地形因子对土壤有机碳密度的影响
5.1.5 影响因子的重要性排序
5.1.6 预测模型的比较
5.1.7 研究区土壤有机碳密度的空间分布
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：2917607
【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 文献综述
1.1 土壤有机碳概述
1.1.1 土壤有机碳研究意义
1.1.2 土壤有机碳研究进展
1.2 土壤有机碳影响因子研究现状
1.2.1 土壤有机碳与气候
1.2.2 土壤有机碳与成土母质和土壤类型
1.2.3 土壤有机碳与人类活动
1.2.4 土壤有机碳与地形条件
1.3 土壤有机碳空间预测方法研究
1.3.1 分类回归树
1.3.2 人工神经网络
1.3.3 支持向量机
1.3.4 随机森林
1.3.5 梯度提升回归树
第2章 绪论
2.1 研究背景及意义
2.2 研究目标
2.3 研究内容
2.4 技术路线
第3章 材料和方法
3.1 研究区概况
3.1.1 区位及地形
3.1.2 气候条件
3.1.3 土壤类型
3.1.4 土地利用现状
3.2 数据获取
3.2.1 土壤类型、土地利用类型、土壤有机碳密度的获取
3.2.2 地形数据的获取
3.3 研究方法
3.3.1 分类回归树模型 （CART）
3.3.2 支持向量机（SVM）
3.3.3 梯度提升回归树模型（GBRT）
3.3.4 随机森林（RF）
3.3.5 精度检验
第4章 结果与分析
4.1 描述性统计分析
4.1.1 土壤有机碳密度基本统计
4.1.2 地形指数的统计分析
4.1.3 土壤类型与有机碳密度
4.1.4 土地利用类型与土壤有机碳密度
4.1.5 坡位与土壤有机碳密度
4.2 土壤有机碳与地形因子的相关性分析
4.3 土壤有机碳的预测模型建立及选择
4.3.1 随机森林模型
4.3.2 梯度提升回归树模型
4.3.3 支持向机回归
4.3.4 精度检验结果
4.3.5 土壤有机碳密度的影响因素要性
4.3.6 连续变量因素的影响趋势
4.4 地形对不同土壤类型有机碳密度的影响
4.4.1 地形对水稻土有机碳密度的影响
4.4.2 地形对紫色土有机碳密度的影响
4.4.3 地形对黄壤土有机碳密度的影响
4.4.4 地形对冲积土有机碳密度的影响
4.5 研究区农田土壤有机碳密度预测图
第5章 结论
5.1 主要结论
5.1.1 土壤有机碳密度的特征
5.1.2 土壤类型对土壤有机碳密度的影响
5.1.3 土地利用类型对土壤有机碳密度的影响
5.1.4 地形因子对土壤有机碳密度的影响
5.1.5 影响因子的重要性排序
5.1.6 预测模型的比较
5.1.7 研究区土壤有机碳密度的空间分布
5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：2917607
本文链接：https://www.wllwen.com/nykjlw/nyxlw/2917607.html
