模拟和预测土壤生物可用性的空间异质性在不同的层级尺度
Jiayu Zhao1, Yonglin Liu1, Xinglei Tian2
1School of Geography and Tourism, Chongqing Normal University, Chongqing, 401331, China; Key Laboratory of GIS Application Research, Chongqing Normal University, Chongqing, 401331, China.
Chemosphere
|September 28, 2023
概括
层级石质学显著影响土壤可用 (ASe) 的分布. 使用随机森林模型和考虑地质构造提高了ASE预测准确度,揭示了西部农业地区未来的潜在损失.
科学领域:
- 土壤科学 土壤科学
- 地质化学 地质化学
- 环境建模环境建模
背景情况:
- 层级岩层学是土壤可用 (ASe) 空间异质性的关键因素.
- 在区域土壤ASE模拟中,这种岩石学影响往往被忽视.
- 了解ASE分布对于富含的土壤资源管理至关重要.
研究的目的:
- 在不同的空间尺度上模拟和预测土壤ASE变化.
- 评估层级石质学对ASe空间异质性的影响.
- 为了比较多重线性回归 (MLR),随机森林 (RF) 和BP神经网络 (BPN) 模型的预测性能.
主要方法:
- 使用地质探测器与MLR,RF和BPN模型相结合,用于空间模拟.
- 研究重点是江津区,这是一个富含的地区.
- 分析了变量重要性,确定了土壤总 (TSe) 和土壤有机物 (SOM) 作为关键预测因素.
主要成果:
- 在"形成"空间尺度上的建模提高了预测准确性,并减少了石质学影响.
- 射频模型 (R2 = 0.67,RMSE = 10.85 μg kg−1) 的表现优于MLR和BPN模型.
- 模拟预测,由于SOM和pH的变化,土壤ASe在中罗时期的沙西米亚形成 (J2s) 中将在40年内减少7.8%,主要是在西部农业地区.
结论:
- 在形成尺度上纳入层级石质学可以增强区域土壤ASE模拟.
- 预计长期的农业活动会导致土壤ASe损失,特别是在干旱地区.
- 这些发现为土壤ASE预测提供了一种新的方法,有助于可持续的资源管理和农业发展.
