近日,中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所在作物種植結構優(yōu)化方面取得重要進展,研究結果以“Evaluating spatial heterogeneity and suitability patterns for soybean cultivation in Heilongjiang: A productivity-oriented approach”為題發(fā)表在《Journal of Cleaner Production》上。中國農業(yè)科學院農業(yè)資源與農業(yè)區(qū)劃研究所胡蒙蒙副研究員為本文第一作者,尹昌斌研究員為通訊作者。
該研究聚焦于中國大豆主產區(qū)黑龍江省,整合遙感植被指數(shù)時序數(shù)據(jù),構建了柵格尺度的大豆產量預測模型,系統(tǒng)比較了LightGBM與隨機森林(RF)的預測性能。結果顯示,RF模型精度更高,將關鍵物候階段植被指數(shù)(尤其是鼓粒期與成熟期)的趨勢斜率納入后,預測誤差(RMSE)較僅使用靜態(tài)指數(shù)指數(shù)的模型降低了9.8%,有效提升了產量預測精度。
在產量預測基礎上,研究進一步結合空間自相關分析與改進后的MaxEnt模型,將高產區(qū)視為大豆種植的適宜區(qū),系統(tǒng)識別了大豆生產的適宜性區(qū)域,進而估算潛在的碳減排量。結果發(fā)現(xiàn)資源稟賦與實際布局間存在錯位:2021年全省僅65.3%的大豆種植在適宜區(qū)內。這意味著,通過引導種植向高適宜區(qū)集中,不僅可提高單位面積產量,還可減少農業(yè)投入浪費,實現(xiàn)一定的碳排放削減。該研究突破了傳統(tǒng)MaxEnt模型僅依賴出現(xiàn)點的局限,將生產力作為適宜性的重要依據(jù),充分融合自然環(huán)境因子與人類活動特征,構建了更加精準的大豆種植適宜性評價框架。
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融合產量信息的大豆適宜性評估體系框架
https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2025.147264
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