本書面向農業資源與環境領域需求，基于地理大數據、土地資源學、土壤計量學和空間智能理論與方法，集成機器學習方法和陸地生態系統過程模型，創新性地提出歷史農田空間分布重建和農田土壤碳儲量時空演變規律模擬方法，全面分析西南傳統農業區沱江流域近百年農田利用變化以及碳儲量演變規律及關鍵驅動機制。

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 歷史農田分布重建數據集 4
1.3 歷史農田利用時空變化研究前沿 5
第2章 農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 計數統計法 14
2.3.3 數字土壤制圖法 14
2.3.4 過程模型法 15
2.3.5 結合土壤學科知識的機器學習法 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 17
2.4.2 過程模型參數優化的改進潛力 18
第3章 研究區概況 20
3.1 沱江流域概況 20
3.1.1 地理位置與區位條件 20
3.1.2 自然環境概況 21
3.1.3 社會經濟概況 23
3.1.4 行政區劃沿革 23
3.2 區域農業發展特征 26
3.2.1 農田墾殖歷程 26
3.2.2 農業生產狀況 26
3.2.3 種植制度分析 27
3.2.4 農業要素投入 28
第4章 近百年沱江流域農田空間格局重建 29
4.1 數據來源與預處理 30
4.1.1 基礎數據 30
4.1.2 數據預處理 31
4.2 歷史農田面積重建 32
4.2.1 農田重建數據源的甄別 32
4.2.2 1911—2010年研究單元農田面積重建 34
4.2.3 典型時間斷面的選擇 36
4.3 歷史農田空間分布重建 37
4.3.1 農田空間分布影響因素的選取 37
4.3.2 農田空間分布影響因素的重要性排序 44
4.3.3 農田空間分布重建模型的構建 47
4.3.4 農田面積與遙感數據的調和 49
4.4 結果與分析 50
4.4.1 1911—2010年農田面積時序演變特征 50
4.4.2 1911—2010年農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 歷史農田重建結果精度檢驗 62
4.4.5 農田時空演變驅動機制分析 65
4.5 本章小結 66
第5章 融合管理因子的沱江流域農田土壤有機碳分布現狀預測 68
5.1 數據來源及預處理 69
5.1.1 土壤數據 69
5.1.2 環境協變量數據 69
5.1.3 農田管理數據 70
5.2 模型指標篩選 74
5.3 融合管理因子的機器學習模型 75
5.4 SOC預測模型精度評價 76
5.5 結果與分析 77
5.5.1 土壤有機碳含量及環境變量的描述性統計特征 77
5.5.2 融合管理因子后的模型模擬精度分析 79
5.5.3 農田土壤有機碳含量分布現狀特征 80
5.5.4 農田土壤有機碳空間分布驅動因子分析 81
5.6 本章小結 83
第6章 長時序農田土壤有機碳儲量演變模擬方法構建 85
6.1 農田AMG模型簡介 86
6.2 農田AMG模型的改進 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的優化 88
6.3 農田碳輸入量計算 88
6.4 模型精度評價 90
6.5 敏感性分析 91
6.6 結果與分析 91
6.6.1 農田AMG模型的模擬效果 91
6.6.2 改進的AMG模型與原模型精度比較 93
6.6.3 模型參數敏感性分析結果 96
6.6.4 模型殘差分析 97
6.7 本章小結 100
第7章 近百年沱江流域農田土壤有機碳演變模擬 101
7.1 數據來源及預處理 102
7.1.1 農田空間分布數據 102
7.1.2 氣候數據 102
7.1.3 土壤數據 103
7.1.4 農田管理數據 103
7.2 區域農田土壤有機碳演變模擬方法 103
7.3 模擬結果精度驗證流程 104
7.4 趨勢檢驗方法及精度評價指標 106
7.5 影響因素定量分析情景實驗 106
7.6 結果與分析 107
7.6.1 不同尺度下農田土壤有機碳演變模擬結果驗證 107
7.6.2 沱江流域1911—2017年農田土壤有機碳儲量時間變化分析 111
7.6.3 沱江流域1911—2017年農田土壤有機碳儲量空間變化分析 112
7.6.4 近百年農田土壤有機碳儲量變化驅動因子定量分析 114
7.7 本章小結 116
第8章 沱江流域未來農田土壤固碳減排優化管理策略探討 117
8.1 數據來源及預處理 119
8.2 農田生態系統碳氮養分流動量化方法簡介 119
8.3 流域未來農業發展情景設定 124
8.4 未來農田土壤有機碳儲量預測 125
8.5 結果與分析 125
8.5.1 2010—2020年沱江流域農田生產-環境效益年際變化特征 125
8.5.2 未來不同情景下的農田環境效益對比 128
8.5.3 典型情景下的農田環境效益空間分布特征 131
8.5.4 流域未來農田固碳減排優化措施探討 133
8.6 本章小結 135
參考文獻 136