吉林大学学报(地球科学版) ›› 2026, Vol. 56 ›› Issue (5): 1806-1819.doi: 10.13278/j.cnki.jjuese.20250052
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基于多源数据的土壤侵蚀时空分布预测模型
揭磊1,王明常1,刘星男1,刘子维2,李晓燕3
1.吉林大学地球探测科学与技术学院,长春130026
2.吉林建筑大学现代产业学院,长春130118
3.吉林大学地球科学学院,长春130061
Soil Erosion Spatial and Temporal Distribution Prediction Model Based on Multi-Source Data
Jie Lei1, Wang Mingchang1, Liu Xingnan1, Liu Ziwei2, Li Xiaoyan3
1. College of GeoExploration Science and Technology, Jilin University, Changchun 130026, China
2. Modern Industry College, Jilin Jianzhu University, Changchun 130118, China
3. College of Earth Sciences, Jilin University, Changchun 130061, China
摘要: 土壤侵蚀是制约农业生产和可持续发展的严峻挑战。其类型多样、驱动因素复杂,预测其发生发展难度较大。本文针对土壤侵蚀的驱动因素和发生特点,基于多源数据,提取特征变量集,通过模拟退火(SA)算法选择最优特征变量子集。使用随机森林回归(RFR)构建土壤侵蚀速率(SER)预测模型,并绘制1990—2020年(5 a间隔)的SER空间分布图。最后,通过相关性分析和统计方法探讨SER的时空异质性。研究表明:筛选出的最优特征变量子集主要包括气候因子、遥感指数、缨帽变换分量和地形因子,涵盖年降雨量、植被与土壤相关指数、地表湿度特征和地形因子等多源环境变量;基于这些特征变量子集构建的RFR模型,均方根误差为0.048 mm/a,决定系数为0.662。1990—2020年SER呈波动趋势,主要为降低—增加—降低的变化;2005年和2020年SER波动主要受年降雨量增加的影响;SER平缓波动,中位数为1.06~1.22 mm/a,主要为轻度侵蚀,中度以上侵蚀区域较少。SER的空间分布呈现西部低、东部高的特点,具有显著的空间自相关性,表现为聚集性空间分布;土壤性质和地形地势等因素显著影响SER,并在局部区域存在一定的空间差异。
中图分类号:
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