[發(fā)明專利]一種整合偏最小二乘法與數(shù)據(jù)包絡(luò)模型PLS-DEA的林地土壤質(zhì)量評價方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010146339.8
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111401610B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李春華;吳立潮;涂佳;劉鴻宇;蘇筱;王日鑫;藍(lán)琳;蔣承雨;楊承楷;李伊涵;劉森
• 申請（專利權(quán)）人: 中南林業(yè)科技大學(xué)
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/0639;G06Q50/02;G01N21/31;G01N27/26;G01N33/24;G01S19/42
• 代理公司: 長沙新裕知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

本發(fā)明公開了一種整合偏最小二乘法與數(shù)據(jù)包絡(luò)模型PLS?DEA的林地土壤質(zhì)量評價方法，包括選擇四種不同林齡的泡桐人工林地進(jìn)行土壤采樣，測試土壤主要的物理、化學(xué)和生物特性，并監(jiān)測每組人工林地中泡桐的生長狀況；對不同樣地的土壤質(zhì)量進(jìn)行評價。本發(fā)明首先用泡桐人工林土壤性質(zhì)與泡桐生長和生理狀況指標(biāo)進(jìn)行偏最小二乘法分析(PLS)，根據(jù)回歸系數(shù)的正負(fù)值決定土壤質(zhì)量評價的數(shù)據(jù)包絡(luò)模型(DEA)的投入指標(biāo)或產(chǎn)出指標(biāo)，同時也用PLS法篩選出影響土壤質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)，構(gòu)成土壤質(zhì)量評價的最小數(shù)據(jù)集(MDS)，最后，用DEA方法對林地土壤質(zhì)量進(jìn)行評價，這種整合PLS?DEA模型的林地土壤質(zhì)量評價方法針對性更強(qiáng)，能夠有效地識別影響泡桐人工林生長的土壤制約因素。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及土壤質(zhì)量評價技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種整合偏最小二乘法與數(shù)據(jù)包絡(luò)模型PLS-DEA的林地土壤質(zhì)量評價方法。

背景技術(shù)

土壤質(zhì)量對林木生長具有重要意義，土壤質(zhì)量評價是人工林管理的重要手段。選取合適的評價指標(biāo)是土壤質(zhì)量評價的關(guān)鍵，它涵蓋了土壤質(zhì)量的各個層次，多個方面。針對不同評價目的，研究者通常會選擇與之相適當(dāng)?shù)脑u價指標(biāo)。一般包括土壤物理指標(biāo)、土壤化學(xué)指標(biāo)和土壤生物指標(biāo)。其中，土壤物理指標(biāo)通常包括：土壤孔隙度、土壤質(zhì)地、土壤含水量、土壤土層厚度、土壤團(tuán)聚體和土壤容重等。在林地質(zhì)量評價中，土壤質(zhì)地和土壤容重作為不可或缺的兩個指標(biāo)發(fā)揮著重要作用，它們被廣泛認(rèn)為是最為有效的土壤質(zhì)量指標(biāo)。土壤化學(xué)指標(biāo)包括：土壤電導(dǎo)率、土壤Mg、土壤Zn、土壤陽離子交換量、土壤交換性K、土壤pH值、土壤全N、土壤有效P、土壤有機(jī)質(zhì)等。在林地土壤質(zhì)量評價中，常常選用的主要指標(biāo)是：土壤有機(jī)質(zhì)、土壤全N、土壤氨態(tài)N、土壤水解N、土壤硝態(tài)N、土壤全K、土壤速效K、土壤全P、土壤有效P、土壤CEC、土壤有效B、土壤Ca、土壤Fe、土壤Mn、土壤Mg、土壤Cu、土壤Zn、土壤pH等。在土壤化學(xué)指標(biāo)中，土壤有機(jī)質(zhì)是格外重要的關(guān)鍵指標(biāo)，它對土壤的營養(yǎng)保持能力、持水能力、脆弱性和結(jié)實度等土壤功能有著重要影響，是評價土壤質(zhì)量的重要的參數(shù)之一。此外它還有維持正常的土壤溫度、增加土壤的離子吸收能量等重要作用。如正常土壤溫度的維持，離不開微有機(jī)體活動所釋放的熱量。土壤生物指標(biāo)作為重要的一項評價指標(biāo)，可以極其敏感地對土壤質(zhì)量的變化做出反映。在土壤質(zhì)量評價中扮演者重要角色，不可缺少。評價土壤質(zhì)量的土壤生物指標(biāo)常常包括：土壤動物、植物與微生物。在眾多的土壤生物指標(biāo)中，被認(rèn)為是目前監(jiān)測土壤質(zhì)量變化最為敏感的指標(biāo)是土壤酶活性指標(biāo)。土壤酶活性指標(biāo)能極其靈敏地反映出土壤質(zhì)量的變化，具備著良好的精確性和時效性。土壤酶本質(zhì)上是催化土壤基礎(chǔ)代謝物質(zhì)，其本身關(guān)系著土壤的許多特性，在維護(hù)生態(tài)系統(tǒng)平衡中意義非凡。眾多研究評價指標(biāo)中的酶的種類大致如下：蔗糖酶、蛋白酶、過氧化氫酶、脲酶等。土壤微生物量數(shù)量是土壤質(zhì)量評價的又一重要生物指標(biāo)。其中，土壤微生物生物量尤其是微生物量生物量C與養(yǎng)分含量相關(guān)性顯著。

土壤質(zhì)量評價另外一個關(guān)鍵因素是評價方法的選擇，國內(nèi)外評價土壤質(zhì)量主要方法是：指數(shù)法、模型法和基于GIS技術(shù)的評價方法。