基于机器学习的稀疏样本下的土壤有机质估算方法   总被引：1，自引：0，他引：1  

刘明杰  徐卓揆  郜允兵  杨晶  潘瑜春  高秉博  周艳兵  周万鹏  王凌 《地球信息科学学报》2020,22(9):1799-1813

采用GRNN（Generalized Regression Neural Network）和RF（Random Forest）2种机器学习方法构建土壤有机质预测模型,以提高稀疏样本情况下的土壤有机质估算精度。依据北京市大兴区农用地2007年的土壤有机质采样数据,按MMSD准则（Minimization of the Mean of the Shortest Distances）抽稀为8种不同采样密度的样本（分别为2703、1352、676、339、169、85、43、22个样本）,分别采用GRNN、RF和Ordinary kriging对各采样密度下的未知采样点进行预测,采用交叉检验的方式验证各采样密度下未知样点的预测精度。随着采样点密度的下降,样点间的空间自相关性逐渐减弱,半变异函数的拟和精度变差,预测点结果误差增大,预测的置信度降低。当抽稀到43个和22个采样点时,样点间的空间自相关性接近歼灭,半变异函数的决定系数较低且残差较大。普通克里格受到采样点数量和采样密度、样点的空间结构的影响比较明显,其预测精度随采样点数量的下降而下降。在85个采样点及以下时,其预测值与观测值之间没有显著的相关性。GRNN和RF的预测精度受采样密度的影响不大,其预测精度在一个较小的范围内波动,其预测值围绕观测值在一定阈值空间内震荡波动,具有较好的相关性,在85个及以下的采样密度时,预测精度相对普通克里格有较大的提升。普通克里格法不适合在稀疏样本条件下空间插值计算,尤其是在空间自相关性比较弱的情况下。机器学习模型能充分学习土壤间环境信息、样点空间邻近效应信息,兼顾属性相似性和空间自相关,具有更好的稳定性和适应性,不容易受到采样点数量、构型和采样密度等因素的影响,即使在采样点空间自相关性很弱的情况下也能做出稳定预测精度。  相似文献   

黄铁矿对有机质成烃的催化作用讨论   总被引：22，自引：0，他引：22  

张景廉  张平中 《地球科学进展》1996,11(3):282-287

粘土矿物，碳酸盐，石英等无机矿物对有机质演化的催化作用已被确认，有机质干酪根类型还与黄铁矿含量，形态有关，而其中硫的含量直接影响到干酪根反应的活化能，反应速率，指出黄铁矿也是一种有效的催化剂。鉴于世界原油中有很大一部分产自高硫酪根，深入研究其中的机理是当前石油地球化学中的一项刻不容缓的任务。  相似文献   

影响海岸带盐沼土壤有机质、TN和TP含量时空变化的关键因子：潮水和植被     

王进欣  张威  郭楠  李超  王今殊 《地理科学》2016,36(2):247-255

为了更好地理解在潮水和植被交互作用梯度上有机质、全氮和全磷分布的特殊性,分别于生长季和非生长季在苏北盐沼沿近潮沟带和远潮沟带2条样线布设9个固定采样区,采集土壤样品,测定土壤有机质、全氮和全磷的含量。结果表明：植被和潮水的交互作用是决定土壤有机质、全氮和全磷时空变化的关键因素。相对于潮水,植被的影响更为稳定和持久;盐沼土壤有机质和全氮含量具有显著的空间和月份变化,空间变化主要包括植被带（潮水）梯度上和样带间（潮流）的差异,在植被带（潮水）梯度上植被带高于光滩,而植被带间呈现由海向陆的递减趋势,即互花米草(Spartina alterniflora)>盐地碱蓬(Suaeda salsa)>獐茅(Aeluropus littoralis)>芦苇( Phragmites australis);有机质样带间差异表现为在低位盐沼远潮沟带大于近潮沟带,而中位盐沼却是近潮沟带大于远潮沟带,全磷含量时间和空间变化上均不具显著性;pH、土壤含水量和盐分含量等与潮水作用直接相关的因子与距海距离呈负相关关系,土壤有机质、全氮和全磷与距海距离也表现为负相关关系,而土壤有机质、全氮和全磷含量与pH、土壤含水量及盐分含量等因子为正相关关系,一定程度上诠释了潮水对土壤有机质、全氮和全磷含量变化的影响。  相似文献   

基于贝叶斯概率模型的“非粮化”对耕地破坏评价研究     

许调娟  耿槟  张艳彬  梁颖  张悦悦 《浙江国土资源》2022,(2)

在大量社会资本逐年流入现代农业背景下,为在流转的土地上获取更多的收益,较多的土地承包经营者将收益较低的粮食作物改种为收益较高的景观苗木、挖塘养殖、草皮、果树、茶叶等“非粮化”作物。“非粮化”导致的耕地破坏问题也日益突出,并引起了中央高度重视,2020年国务院办公厅陆续印发《关于坚决制止耕地“非农化”行为的通知》《关于防止耕地“非粮化”稳定粮食生产的意见》。因此,制定“非粮化”破坏耕地认定标准,构建“非粮化”破坏耕地评价工作流程,逐步改变“非粮化”破坏耕地的利用方式,是深化“数量、质量、生态”三位一体的耕地保护政策,落实“藏粮于地”战略的重要措施。本文聚焦土壤质地、耕作层厚度、土壤有机质含量、土壤酸碱度、杂物侵入程度等核心指标,开展了县域“非粮化”对耕地破坏评价初步探索研究,并在浙江省义乌市进行了实证研究,以期为耕地“非粮化”治理管控提供坚实的理论和实践依据。  相似文献   

高温高压条件下铁岭灰岩晶包有机质的饱和烃演化特征   总被引：8，自引：2，他引：6  

解启来  周中毅 《地球化学》1999,28(5):487-495

对铁岭灰岩抽提除去沥青“Ａ”后的残渣进行高温高压模拟实验,模拟实验研究表明,晶包有机质的释放与温度与温度和压力有关,高压有利于晶包有机质释放。晶包有机质和干酪根主要释放出低碳数烷烃,Ｐｒ／ｎＣ１７、Ｐｈ－ｎＣ１８在热演化过程中变化不大,Ｐｒ／Ｐｈ则波动较大。  相似文献   

南海南沙海区沉积有机质分布特征及其指示意义     

陈芬  黎刚  朱小畏  颜文 《海洋地质与第四纪地质》2023,(2):45-54

对现在过程的研究可为了解过去沉积环境演变信息提供重要线索。对南海南沙广阔海域23个现代表层沉积物样品总有机碳(TOC)、总氮(TN)含量及同位素组成(δ¹³CTOC和δ15N)进行测试分析,以期通过沉积有机质的现代组成分布特征为反演其历史时空分布变化规律及其驱动机制提供参考。南沙海区表层沉积物TOC/TN(5.5～7.9,平均为6.5±0.6)和δ¹³CTOC(–21.9‰～–18.7‰,平均为–21.0‰±0.7‰)揭示了沉积有机质主要来自海源贡献;δ¹³CTOC与TOC和TOC/TN的相关性分析表明了TOC未受明显的早期成岩作用影响,因此表层沉积物TOC可用于反映现代上层海水生产力状况。南沙海区表层沉积物TOC(0.32%～0.97%,平均为0.67%±0.17%)呈现明显的西-东向分布差异,高值主要位于西部前缘地带,低值主要分布在东部海域。表层沉积物TOC的地理分布特征表明了西南夏季风对南沙海域表层海水生产力的主要调控作用—由夏季风产生的越南上升流和湄公河陆源输入带来的高通量营养盐促进了西部前缘海域浮游植物的勃发,...  相似文献   

溶解性有机质与水生生物的直接相互作用研究进展   总被引：4，自引：0，他引：4  

陈蕾  沈超峰  陈英旭 《湖泊科学》2011,23(1):1-8

溶解性有机质广泛存在于天然水体中,具有重要的生态与环境意义.然而在环境科学领域内,天然水体中的溶解性有机质长期以来仅仅被作为惰性的吸附剂对待,其自身的与生物的直接作用却一直被忽视.近年来,越来越多的研究证据表明溶解性有机质自身即具有生物效应.它能在生物表面吸附.并影响细胞膜的电化学性质与膜渗透性,能被生物吸收,进而诱导...  相似文献   

长江中下游浅水湖泊沉积物腐殖质组分赋存特征   总被引：9，自引：3，他引：6  

易文利  王圣瑞  杨苏文  赵海超  金相灿  王国栋 《湖泊科学》2011,23(1):21-28

应用化学方法,对长江中下游浅水湖泊表层沉积物有机质含量、腐殖质组成及结合形态进行了研究.结果表明:①长江中下游浅水湖泊11个沉积物的有机质含量变化较大.在0.98%-11.0%之问波动.污染程度重的沉积物中有机质含量均较污染程度轻的高.其有机质的分布特征与沉积物污染程度和湖泊周边的人类活动有关.②腐殖质组成中,胡敏酸(...  相似文献   

养马岛附近海域藻华期间有色溶解有机质的生物可利用性研究     

吕孝清  高学鲁  赵建民  刘永亮  王斌  杨波  谢磊  张乃星 《海洋科学》2023,47(6):30-41

本研究利用吸收光谱和荧光激发-发射矩阵光谱-平行因子分析(EEMs-PARAFAC),研究了养马岛附近海域海水中有色溶解有机质(CDOM)的浓度、组成、来源和生物可利用性,并估算了浮游植物生长繁殖对CDOM及具有生物可利用性CDOM的贡献。结果表明,表、底层海水中CDOM浓度(以吸收系数a₃₅₀计)平均值分别为1.62±0.42 m^-1和1.30±0.47 m^-1,光谱斜率(S_275-295)平均值分别为0.022±0.003 nm^-1和0.023±0.003 nm^-1。利用PARAFAC模型识别出4种荧光组分,分别为陆源类腐殖酸C1、类色氨酸C2、类酪氨酸C3和微生物源类腐殖酸C4。荧光指数(FIX)、腐殖化指数(HIX)和生物指数(BIX)显示,CDOM受陆源输入和海洋自生源的综合影响。降解实验结果显示,表、底层海水中生物可利用性CDOM百分比(%△a₃₅₀)平均值分别为(23.36%±17.94%)和(8.93%±20.30%)。C1、C2和C4组分的荧光强度在培养之后降低,而C3组分的荧光强度上升。各荧光组分生物可利用性依次递减的顺序为:%△C1(23.75%±8.96%)＞%△C4(20.83%±11.71%)＞%△C2(11.67%±38.87%)＞%△C3(-29.61%±39.90%),显示培养之后CDOM的平均分子量和腐殖化程度降低。表层海水中a₃₅₀、%△a350与Chl a之间存在显著线性相关关系,据此可以估算出浮游植物生长繁殖对CDOM的贡献为36.9%,对具有生物可利用性CDOM的贡献为85.0%。  相似文献   

陆相页岩气富集主控因素——以鄂尔多斯盆地延安探区山西组为例     

李艳霞  吴雨威  王巧玲  王凤琴  张凤奇  孙建波  郭皓炎 《地质通报》2023,(9):1423-1431

为揭示鄂尔多斯盆地东南部页岩及页岩气富集特征,选取延安探区页岩样品进行岩石热解、镜质体反射率、页岩解析气、等温吸附等实验分析,对研究区山西组页岩气的富集主控因素进行详细的探讨。结果表明：(1)有机碳总量变化范围较大,以Ⅲ型干酪根为主。镜质体反射率R_o平均值为2.39%～2.51%,处于高成熟—过成熟阶段。(2)有机碳含量、热解参数游离烃(S₁)及热解烃(S₂)均与解析气含量、等温吸附气含量呈现正相关性,镜质体反射率R_o与解析气、残余气及总含气量具正相关关系。(3)储层孔隙度较低,物性与页岩气含量成正比;粘土矿物含量较高,比表面积高,有利于提高页岩对气体的吸附能力,但是粘土矿物含量与页岩气产量成反比。(4)山1段早白垩世末期地层过剩压力较高,延川—张家滩—云岩—宜川一带的地层过剩压力基本在10 MPa以上,地层过剩压力对页岩气的保存具有决定作用。研究结果认为,页岩气的富集主控因素为高有机质丰度、高热演化程度,其次物性显示测试样品渗透率较高、早白垩世末期的地层过剩压力较大,为页岩气提供了重要的保存条件。  相似文献