中国沿岸の塩基農地における新しい生態系因子組み込みの解釈可能な機械学習モデルを用いた土壌地化学要素の空間的変動
Jiazheng Li1, Yunting Liu1, Xiaohang Yang1
1School of Civil Engineering and Geomatics, Shandong University of Technology, Zibo 255000, China.
Marine pollution bulletin
|August 26, 2025
まとめ
新しい生態系要因は,沿岸の農地における土壌地化学要素 (SGE) を効果的に予測します. このアプローチは,持続可能な農業と汚染診断のための監視を強化します.
科学分野:
- 環境科学
- 農業科学
- 地化学
背景:
- 地質化学要素 (SGE) の迅速なモニタリングは,持続可能な沿岸農業にとって不可欠です.
- 伝統的な環境要因は,地域的な地化学的変化を検出するための感度が欠けている.
研究 の 目的:
- 新しい生態系因子を用いたモデルを開発し,沿岸の塩塩性土壌におけるSGE (Co,Mn,Sr,V,Zr) の空間的変動性を予測する.
- 環境と気候の要因がSGEの空間分布に及ぼす影響を評価する.
主な方法:
- ツリー構造のパーゼン推定器極度のグラデント強化 (TPE-XGBoost) モデルの開発
- 予測要因として生態学的品質と土壌侵食の統合
- 分析のためのシャップリー添加式説明 (SHAP) と構造方程式モデリング (SEM) の適用.
主要な成果:
- TPE-XGBoostモデルは,生態系因子を使用した5つのSGEすべてで予測精度 (R2) > 0.6を達成しました.
- SHAPの分析では,SGEの空間的変動の主な要因として気候と生態学的要因が特定されました.
- SEMは,気候変数によるSGEに対する環境品質と土壌浸食の間接的な影響を明らかにしました.
結論:
- 低コストの生態系要因は,沿岸の農業生態系におけるSGEの空間的変動を正確に予測することができます.
- 環境と気候の要因は,SGEの濃度に影響し,作物の吸収と分解に影響します.
- この予測能力は,効率的な汚染診断と持続可能な農業管理をサポートします.
