【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及土壤分析，更具體的說是涉及一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法及系統。
技術介紹
1、全球土壤退化的方式之一是鹽漬化。目前，我國鹽漬化總面積是3600萬公頃，其中26％是鹽漬化耕地面積。土壤鹽漬化問題影響全球生態環境和農業生產的穩定發展。目前，新疆鹽漬化耕地面積為126.39萬hm2，鹽分含量復雜，一般以氯化鹽和硫酸鹽為主。季節性凍融期是土壤休耕期向春播期過渡，土壤恢復地力的關鍵時期，土壤微生物參與soc(有機碳)轉化和固存過程，驅動土壤氮素養分循環，是土壤生態系統的重要成分。鹽漬化的土壤不僅會導致土壤物理化學性質惡化，還會引起作物的生理干旱，導致作物產區，嚴重威脅農業糧食安全與可持續發展。
2、季節凍融土壤微生物對生態系統功能、多樣性及土壤健康有著深遠的影響。不同的凍融周期可以促進某些微生物種類的繁殖，增加土壤微生物的多樣性。這種多樣性對于生態系統的抵御能力和穩定性至關重要，也是評判土壤健康的重要指標之一。然而，土壤微生物種類繁多，種群數量可達到每克土壤數百萬至數十億，通過試驗并不能很精準的描述土壤微生物的豐度變化。
3、因此，如何提出一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法及系統，準確表述土壤微生物的豐度變化是本領域技術人員亟需解決的問題。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法及系統，準確表述土壤微生物的豐度變化，為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
2、
3、收集初始數據，建立logistic模型；
4、通過logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程；
5、根據模擬變化過程得到適合季節性凍融期土壤微生物生存的鹽分值，并對鹽分值進行優化處理，得到適合土壤微生物生存的最佳鹽分值；
6、基于實測土壤微生物豐度以及最佳鹽分值進行logistic模型參數調整；
7、根據調整好的logistic模型進行土壤微生物豐度模擬。
8、可選的，所述收集初始數據包括：收集季節性凍融期不同凍融時期土壤鹽分的濃度和土壤微生物豐度。
9、可選的，還包括對初始數據進行清洗和預處理，包括，處理缺失值、異常值，數據標準化以及數據歸一化。
10、可選的，所述logistic模型為：
11、
12、其中y為土壤微生物豐度(cfu/g)，x為土壤鹽分濃度(g/kg)，a1，a2，x0，p為待定系數。
13、可選的，所述通過logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程包括：以單因素分析中p<m的土壤鹽分濃度為自變量，以微生物豐度為因變量，采用前進法進行多因素logistic回歸分析。
14、可選的，所述根據模擬變化過程得到適合季節性凍融期土壤微生物生存的鹽分值包括：構建土壤微生物豐度預測的列線圖模型，通過計算土壤鹽分濃度的分值之和得到相對應影響土壤微生物豐度的風險概率。
15、可選的，所述并對鹽分值進行優化處理，得到適合土壤微生物生存的最佳鹽分值包括：進行土壤微生物豐度預測的列線圖模型的acu值計算、擬合優度檢驗以及飽和模型判定。
16、可選的，還包括計算殘差絕對值，當殘差絕對值>n時，表示數據在多維空間中是異常點。
17、可選的，基于實測土壤微生物豐度以及最佳鹽分值下的模擬土壤微生物豐度進行logistic模型參數調整包括：將模擬土壤微生物豐度和實測土壤微生物豐度進行一致性檢驗，完成模擬校正；其中，校驗的指標包括決定系數r2、均方根誤差rmse和納什效率系數nse。
18、可選的，一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬系統，包括：
19、采集模塊：用于收集初始數據，建立logistic模型；
20、擬合模塊：用于通過logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程；
21、優化模塊：用于根據模擬變化過程得到適合季節性凍融期土壤微生物生存的鹽分值，并對鹽分值進行優化處理，得到適合土壤微生物生存的最佳鹽分值；
22、調整模塊：用于基于實測土壤微生物豐度以及最佳鹽分值進行logistic模型參數調整；
23、輸出模塊：用于根據調整好的logistic模型進行土壤微生物豐度模擬。
24、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術公開提供了一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法及系統，具有如下有益效果：
25、本專利技術公開了一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，包括：收集初始數據，建立logistic模型；通過logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程；根據模擬變化過程得到適合季節性凍融期土壤微生物生存的鹽分值，并對鹽分值進行優化處理，得到適合土壤微生物生存的最佳鹽分值；基于實測土壤微生物豐度以及最佳鹽分值進行logistic模型參數調整；根據調整好的logistic模型進行土壤微生物豐度模擬。本專利技術通過確定土壤微生物豐度與鹽分濃度的logistic模型，準確表述土壤微生物的豐度變化，減少了大量組合試驗，節約了成本，為穩定季節性凍融期土壤分析提供了技術支撐。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述收集初始數據包括：收集季節性凍融期不同凍融時期土壤鹽分的濃度和土壤微生物豐度。
3.根據權利要求2所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，還包括對初始數據進行清洗和預處理，包括，處理缺失值、異常值，數據標準化以及數據歸一化。
4.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述Logistic模型為：
5.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述通過Logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程包括：以單因素分析中P<m的土壤鹽分濃度為自變量，以微生物豐度為因變量，采用前進法進行多因素Logistic回歸分析。
6.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述根據模擬變化過程得到適合季節性凍融期土壤微生物生
7.根據權利要求6所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述并對鹽分值進行優化處理，得到適合土壤微生物生存的最佳鹽分值包括：進行土壤微生物豐度預測的列線圖模型的ACU值計算、擬合優度檢驗以及飽和模型判定。
8.根據權利要求6所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，還包括計算殘差絕對值，當殘差絕對值>n時，表示數據在多維空間中是異常點。
9.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，基于實測土壤微生物豐度以及最佳鹽分值進行Logistic模型參數調整包括：將模擬土壤微生物豐度和實測土壤微生物豐度進行一致性檢驗，完成模擬校正；其中，校驗的指標包括決定系數R2、均方根誤差RMSE和納什效率系數NSE。
10.一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬系統，其特征在于，包括：
...【技術特征摘要】
1.一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述收集初始數據包括：收集季節性凍融期不同凍融時期土壤鹽分的濃度和土壤微生物豐度。
3.根據權利要求2所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，還包括對初始數據進行清洗和預處理，包括，處理缺失值、異常值，數據標準化以及數據歸一化。
4.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述logistic模型為：
5.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述通過logistic模型模擬季節性凍融期鹽堿地土壤微生物豐度的變化過程包括：以單因素分析中p<m的土壤鹽分濃度為自變量，以微生物豐度為因變量，采用前進法進行多因素logistic回歸分析。
6.根據權利要求1所述的一種季節性凍融期鹽堿化土壤微生物豐度模擬方法，其特征在于，所述根據模擬變化過程得到...
【專利技術屬性】
技術研發人員：楊躍發，王春霞，何新林，汪全勇，王宏鑫，王遠，周方圓，秦達，范子康，李曉鈺，李博，
申請(專利權)人：石河子大學，
類型：發明
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。