基于特征变量与支持向量机回归克里格(SVRK)法的湿地土壤有机质空间变异特征分析①
2021-01-11陈思明秦艳芳张红月
陈思明,王 宁,秦艳芳,张红月
基于特征变量与支持向量机回归克里格(SVRK)法的湿地土壤有机质空间变异特征分析①
陈思明1,2,王 宁2,秦艳芳1,张红月1
(1 闽江学院海洋学院,福州 350108;2 福建农林大学林学院,福州 350002)
选取有效变量与适宜方法有助于揭示河口湿地土壤有机质的空间分异特征,对维护湿地生态平衡和全球碳循环具有重要作用。以福州市闽江河口湿地为研究区,采用逐步回归分析(SLR)与主成分分析(PCA)法筛选显著的特征变量,运用支持向量机回归克里格(SVRK)法分析了湿地土壤有机质的空间异质性,并与神经网络克里格(BPNNK)法、回归克里格(RK)法进行了比较。结果表明:通过SLR和PCA分析发现,归一化植被指数(NDVI)、比值植被指数(RVI)、土壤水分指数(PDI)、汇流累积量(FA)及沉积物移动指数(STI)与土壤有机质含量关系密切,其判定系数2为0.446,显著性概率值<0.000 1,可转换为3个独立的特征变量用于模型的预测。研究区土壤有机质的空间变异主要受结构性因素影响,呈现出“北低南高”的空间格局,采用SVRK模型的预测精度更高,能较好地体现河口湿地土壤有机质的空间异质特征。该研究可为同类区域的土壤有机质空间特征研究提供方法支撑。
河口湿地;土壤有机质;逐步回归分析法;支持向量机回归克里格法
河口湿地位于陆地与海洋生态系统的交错地带,是深入研究湿地各种生态要素相互作用的重要区域,在生物多样性、区域生态平衡、全球生物化学循环中发挥着关键的作用[1]。然而,河口湿地又是一个较为独特的生态区,其土壤常年受到地表径流、泥沙输移、冲淤演变、周期性潮汐等多重作用影响[2],导致土壤属性在空间分布上呈现出明显的异质性[3]。土壤有机质(soil organic matter, SOM)作为土壤属性的重要组成部分,可促进植物生长发育,改善土壤理化性质,对湿地生态系统和全球碳氮循环影响显著[4-5]。……
