A Two-Stage Approach to the Estimation of High-Resolution Soil Organic Carbon Storage with Good Extension Capability
Notice bibliographique
Résumé
Soil organic carbon storage (SOCS) estimation is a crucial branch of the atmospheric–vegetation–soil carbon cycle study under the background of global climate change. SOCS research has increased worldwide. The objective of this study is to develop a two-stage approach with good extension capability to estimate SOCS. In the first stage, an artificial neural network (ANN) model is adopted to estimate SOCS based on 255 soil samples with five soil layers (20 cm increments to 100 cm) in Luoding, Guangdong Province, China. This method is compared with three common methods: The soil type method (STM), ordinary kriging (OK), and radial basis function (RBF) interpolation. In the second stage, a linear model is introduced to capture the regional differences and further improve the estimation accuracy of the Luoding-based ANN model when extending it to Xinxing, Guangdong Province. This is done after assessing the generalizability of the above four methods with 120 soil samples from Xinxing. The results for the first stage show that the ANN model has much better estimation accuracy than STM, OK, and RBF, with the average root mean square error (RMSE) of the five soil layers decreasing by 0.62–0.90 kg·m−2, R2 increasing from 0.54 to 0.65, and the mean absolute error decreasing from 0.32 to 0.42. Moreover, the spatial distribution maps produced by the ANN model are more accurate than those of other methods for describing the overall and local SOCS in detail. The results of the second stage indicate that STM, OK, and RBF have poor generalizability (R2 < 0.1), and the R2 value obtained with ANN method is also 43–56% lower for the five soil layers compared with the estimation accuracy achieved in Luoding. However, the R2 of the linear models built with the 20% soil samples from Xinxing are 0.23–0.29 higher for the five soil layers. Thus, the ANN model is an effective method for accurately estimating SOCS on a regional scale with a small number of field samples. The linear model could easily extend the ANN model to outside areas where the ANN model was originally developed with a better level of accuracy.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».