目錄
第1章 歷史土地面積和分布重建概述 1
1.1 歷史土地利用面積重建 2
1.2 歷史土地空間分布重建 2
1.2.1 歷史土地空間分布重建方法 2
1.2.2 歷史農(nóng)田分布重建數(shù)據(jù)集 4
1.3 歷史農(nóng)田利用時空變化研究前沿 5
第2章 農(nóng)田土壤有機碳時空變化研究概述 7
2.1 土壤碳庫與全球氣候變化 7
2.2 農(nóng)田土壤有機碳影響因素 8
2.2.1 氣候 9
2.2.2 地形 9
2.2.3 土壤 10
2.2.4 土地利用 10
2.2.5 農(nóng)田管理 11
2.3 土壤有機碳時空演變研究方法 13
2.3.1 以點代面法 14
2.3.2 計數(shù)統(tǒng)計法 14
2.3.3 數(shù)字土壤制圖法 14
2.3.4 過程模型法 15
2.3.5 結(jié)合土壤學(xué)科知識的機器學(xué)習(xí)法 17
2.4 土壤有機碳過程模型研究前沿 17
2.4.1 過程模型在土壤有機碳時空模擬中的挑戰(zhàn) 17
2.4.2 過程模型參數(shù)優(yōu)化的改進(jìn)潛力 18
第3章 研究區(qū)概況 20
3.1 沱江流域概況 20
3.1.1 地理位置與區(qū)位條件 20
3.1.2 自然環(huán)境概況 21
3.1.3 社會經(jīng)濟概況 23
3.1.4 行政區(qū)劃沿革 23
3.2 區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展特征 26
3.2.1 農(nóng)田墾殖歷程 26
3.2.2 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況 26
3.2.3 種植制度分析 27
3.2.4 農(nóng)業(yè)要素投入 28
第4章 近百年沱江流域農(nóng)田空間格局重建 29
4.1 數(shù)據(jù)來源與預(yù)處理 30
4.1.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 30
4.1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理 31
4.2 歷史農(nóng)田面積重建 32
4.2.1 農(nóng)田重建數(shù)據(jù)源的甄別 32
4.2.2 1911—2010年研究單元農(nóng)田面積重建 34
4.2.3 典型時間斷面的選擇 36
4.3 歷史農(nóng)田空間分布重建 37
4.3.1 農(nóng)田空間分布影響因素的選取 37
4.3.2 農(nóng)田空間分布影響因素的重要性排序 44
4.3.3 農(nóng)田空間分布重建模型的構(gòu)建 47
4.3.4 農(nóng)田面積與遙感數(shù)據(jù)的調(diào)和 49
4.4 結(jié)果與分析 50
4.4.1 1911—2010年農(nóng)田面積時序演變特征 50
4.4.2 1911—2010年農(nóng)田分布時空變化特征 54
4.4.3 1911—2010年縣域墾殖率特征 60
4.4.4 歷史農(nóng)田重建結(jié)果精度檢驗 62
4.4.5 農(nóng)田時空演變驅(qū)動機制分析 65
4.5 本章小結(jié) 66
第5章 融合管理因子的沱江流域農(nóng)田土壤有機碳分布現(xiàn)狀預(yù)測 68
5.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理 69
5.1.1 土壤數(shù)據(jù) 69
5.1.2 環(huán)境協(xié)變量數(shù)據(jù) 69
5.1.3 農(nóng)田管理數(shù)據(jù) 70
5.2 模型指標(biāo)篩選 74
5.3 融合管理因子的機器學(xué)習(xí)模型 75
5.4 SOC預(yù)測模型精度評價 76
5.5 結(jié)果與分析 77
5.5.1 土壤有機碳含量及環(huán)境變量的描述性統(tǒng)計特征 77
5.5.2 融合管理因子后的模型模擬精度分析 79
5.5.3 農(nóng)田土壤有機碳含量分布現(xiàn)狀特征 80
5.5.4 農(nóng)田土壤有機碳空間分布驅(qū)動因子分析 81
5.6 本章小結(jié) 83
第6章 長時序農(nóng)田土壤有機碳儲量演變模擬方法構(gòu)建 85
6.1 農(nóng)田AMG模型簡介 86
6.2 農(nóng)田AMG模型的改進(jìn) 87
6.2.1 基于Rock-Eval?熱解分析法的CS/C0校正 87
6.2.2 潛在礦化速率k0的優(yōu)化 88
6.3 農(nóng)田碳輸入量計算 88
6.4 模型精度評價 90
6.5 敏感性分析 91
6.6 結(jié)果與分析 91
6.6.1 農(nóng)田AMG模型的模擬效果 91
6.6.2 改進(jìn)的AMG模型與原模型精度比較 93
6.6.3 模型參數(shù)敏感性分析結(jié)果 96
6.6.4 模型殘差分析 97
6.7 本章小結(jié) 100
第7章 近百年沱江流域農(nóng)田土壤有機碳演變模擬 101
7.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理 102
7.1.1 農(nóng)田空間分布數(shù)據(jù) 102
7.1.2 氣候數(shù)據(jù) 102
7.1.3 土壤數(shù)據(jù) 103
7.1.4 農(nóng)田管理數(shù)據(jù) 103
7.2 區(qū)域農(nóng)田土壤有機碳演變模擬方法 103
7.3 模擬結(jié)果精度驗證流程 104
7.4 趨勢檢驗方法及精度評價指標(biāo) 106
7.5 影響因素定量分析情景實驗 106
7.6 結(jié)果與分析 107
7.6.1 不同尺度下農(nóng)田土壤有機碳演變模擬結(jié)果驗證 107
7.6.2 沱江流域1911—2017年農(nóng)田土壤有機碳儲量時間變化分析 111
7.6.3 沱江流域1911—2017年農(nóng)田土壤有機碳儲量空間變化分析 112
7.6.4 近百年農(nóng)田土壤有機碳儲量變化驅(qū)動因子定量分析 114
7.7 本章小結(jié) 116
第8章 沱江流域未來農(nóng)田土壤固碳減排優(yōu)化管理策略探討 117
8.1 數(shù)據(jù)來源及預(yù)處理 119
8.2 農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳氮養(yǎng)分流動量化方法簡介 119
8.3 流域未來農(nóng)業(yè)發(fā)展情景設(shè)定 124
8.4 未來農(nóng)田土壤有機碳儲量預(yù)測 125
8.5 結(jié)果與分析 125
8.5.1 2010—2020年沱江流域農(nóng)田生產(chǎn)-環(huán)境效益年際變化特征 125
8.5.2 未來不同情景下的農(nóng)田環(huán)境效益對比 128
8.5.3 典型情景下的農(nóng)田環(huán)境效益空間分布特征 131
8.5.4 流域未來農(nóng)田固碳減排優(yōu)化措施探討 133
8.6 本章小結(jié) 135
參考文獻(xiàn) 136