基于随机森林模型与SHAP算法的渝东北烟区土壤交换酸含量影响因素分析研究

【背景和目的】土壤交换酸含量在农业生产中对于指导施肥和调节土壤pH具有重要作用,研究环境因子（气候、地形、成土母岩）和种植年限对土壤交换酸（Exchangeable Acidity, EA）含量的影响。【方法】以重庆市东北烟区为研究区,对该区中483个采样点的土壤交换酸数据进行统计分析,构建随机森林（Random Forest, RF）模型并结合Shapley Additive exPlanations(SHAP)算法,探讨影响土壤交换酸含量的主控因素。【结果】（1）研究区土壤交换酸含量在1.56～27.50 cmol/kg之间,与降水、日照时数、坡向、种植年限呈极显著负相关性。二叠系石灰岩发育的土壤交换酸含量显著高于三叠系石灰岩发育的土壤。（2）RF模型可解释土壤交换酸含量空间变异的64%,影响因子对土壤交换酸含量的重要性为气候>成土母岩>种植年限>地形。（3）SHAP算法揭示了土壤交换酸含量在不同气候条件下存在明显的阈值效应。当年均降水量、日照时数和均温分别超过1250 mm、1290 h和12℃时,会导致土壤交换酸含量的减少,反之则会促使其增加。【结论】气候是影...     

渝东南地区烤烟气候适宜性评价

为优化烤烟生产种植布局,收集渝东南多年气象资料和烤烟生产数据,采用隶属函数法选择烤烟生长期间重要时段的温度、降水和日照作为评价指标,利用主成分分析法（PCA）确定各气候因子权重,建立烤烟适宜性综合评价模型,分析渝东南气候综合适宜度及其与烤烟产量、质量之间的关系。结果表明：（1）重庆东南烟区烤烟生长发育期综合气候适宜度在0.51～0.92之间,其中7—8月均温度适宜度最高,均值为0.93,对88.5%的地区而言温度不是限制烟草生长的气象因子;7—8月平均累计降水量较高,均值为0.80;5—8月累计日照时数适宜度次之;5月累计降水量适宜度最小,对部分地区烤烟的发育存在一定限制。（2）使用PCA法对评价指标进行权重分配,7—8月均温、5月累计降水量、7—8月平均累计降水量、5—8月累计日照时数在综合评价中的权重分别占0.09、0.11、0.42、0.38。（3）综合适宜性分析得出：气候最适宜区占该区域的1.48%,但受地形影响不适宜烤烟栽培;较适宜区占43.98%,其中最优烤烟栽培区在海拔800～1600 m的中山地带;次适宜区占54.54%,零星分布在低山地带,可发展一般烤烟。