基于RF和EBKRP算法的新安江流域有效土壤厚度反演

摘要

[目的]快速、准确地获取区域有效土壤厚度，分析其空间分布特征和影响因素，为植被生长、土壤保持和粮食安全工作提供理论指导。[方法]以新安江流域为研究区，将野外调查数据、地形、岩性和气候等成土因素结合起来，采用经验贝叶斯克里金回归预测（EBKRP）和随机森林（RF）算法，得到有效土壤厚度反演结果，并分析其与环境变量之间的关系。[结果]（1）区域平均有效土壤厚度为0.2～0.3 m,城镇建设集中和人类活动密集的盆地和平原区土壤厚度较高，丘陵山地区则较低。（2）从MAE（平均绝对误差）、R²（判定系数）和RMSE（均方根误差）3项精度评价指标来看，RF算法的预测结果明显优于EBKRP算法，而且更能显示出土壤厚度空间异质性分布特征，在一定程度上提高了土壤厚度数字制图的效果。（3）有效土壤厚度的估算受地形和气候变量的影响较大，它们分别占变量重要性的46.77%和18.78%。[结论] RF算法能够有效实现对区域有效土壤厚度的反演，克服了土壤厚度空间异质性的特点，相较于有限采样的模型更精确，分辨率也更高。

关键词

有效土壤厚度 / 随机森林(RF) / 土壤数字制图 / 经验贝叶斯克里金回归预测(EBKRP) / 新安江流域

基金资助

中国地质调查局项目“华东地区自然资源动态监测与风险评估”(DD20230103),“华东地区国土空间用途管制技术支撑与应用服务”(DD20230495);; 江苏省科技计划(“一带一路”创新合作项目)“黑土地土壤退化诊断评价与动态监测技术合作研发”(BZ2023003)