灌区种植结构反演优化与土壤盐分空间分布协同解析

摘要：

种植结构与土壤盐分的协同程度与发展关系关乎灌区水土生态质量与农业可持续发展,联动灌区种植结构提取与土壤盐分空间分析对于灌区生态环境评价与治理、保障耕地和粮食安全等具有重要意义.本文以内蒙古河套灌区永济灌域为研究区,利用2021-2022年生育期Landsat 8 OLI遥感数据与地面种植结构调查数据,分别构建决策树、支持向量机、随机森林分类模型,通过对比分析遴选出灌域适用的最优模型,准确获取灌域种植结构分布结果,同时进一步结合灌域土壤盐分实测数据及其空间异质特征,对种植结构与土壤盐分的协同关系进行深入探讨与分析.结果表明,3种模型的分类精度由大到小为随机森林、决策树、支持向量机,2021、2022年随机森林分类模型的总体精度、Kappa系数分别为92.81％、0.91,91.64％、0.89,为3种模型中精度最高,故选定随机森林模型作为最优模型;灌域内土壤盐分呈现"北部重,中、南部轻"的空间分布特征,2021、2022年土壤盐分的半方差函数适用于Gaussian模型,土壤盐分空间自相关在"中—强"等级变化;受土壤盐分制约,葵花以北部地带种植为主,玉米、小麦、小麦套种玉米(套种)和瓜菜等其他作物主要分布在中、南部地带,作物的耐盐能力由大到小为葵花、玉米、套种、小麦;2021、2022年研究区作物种植结构与土壤盐分耦合协调度D分别为0.784、0.787,为高度耦合协调,因此观测期内研究区作物种植结构与土壤盐分空间分布均衡、发展协调.研究结果一定程度上可以为灌区优化作物种植结构、改善土壤环境等提供参考依据.

关键词：种植结构、遥感、随机森林、土壤盐分、协同分析、耦合协调度

所属期刊栏目：54

分类号：S127(农业物理学)

资助基金：国家自然科学基金;科技兴蒙专项

在线出版日期：2023-06-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：373-385