史文娇研究组基于成分数据转换原理的视角提升了土壤粒径空间预测精度

  土壤粒径空间预测是数字土壤制图领域的重要内容,作为一种典型的成分数据(不同粒径加和为100%),土壤粒径空间制图常与对数比转换方法相结合特别是等距对数比转换(ILR)。ILR是基于正交坐标系(组分平衡采用顺序二元分区构建,组分平衡选择的差异会生成不同的转换数据。很少有研究评估基于不同组分平衡转换数据,及其结合不同空间预测模型 (线性、机器学习和混合模型)导致的土壤粒径预测精度的差异 

  近期,史文娇研究组基于种组分平衡的ILR转换数据集,采用广义线性模型(GLM)、随机森林(RF)及其与回归克里金结合的混合模型(GLMRK和RFRK),对中国黑河流域上游的土壤粒径进行空间预测,阐明了基于不同ILR组分平衡的模型性能变化。发现ILR组分数据与正态分布的一致性是提升模型性能的关键,即当两个ILR组分都遵循正态分布时,模型表现最佳,三种粒径提升幅度可达2.3–4.3%本研究可为土壤粒径空间建模与制图精度提升提供有益参考。 

  论文第一作者为中国科学院地理资源所博士研究生张沫,通讯作者为中国科学院地理资源所史文娇研究员,合作作者为新西兰土地保护研究所马渝欣研究员,以及江西师范大学教授、中国科学院地理资源所葛咏研究员。相关研究成果发表于农林和土壤科学领域一区Top期刊《CATENA(IF=6.2)。 

  本研究得到了国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金创新群体项目和国家重点研发计划项目支持。 

  论文信息:Zhang, M., Shi, W.*, Ma, Y., Ge, Y., 2024. Mapping soil particle-size fractions based on compositional balances. CATENA, 234, 107643. 

  论文链接https://doi.org/10.1016/j.catena.2023.107643  

    

  图1.不同方法的预测值在USDA土壤质地三角图上的分布 


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