5.6.2 小结

5.6.2 小结

针对河套灌区秸秆深埋下土壤水盐变化复杂,及现有土壤水盐运移模型边界条件和数值计算繁杂、可操作性差、运用受限等方面的不足,本书基于深度学习理论及技术建立了递进水盐嵌入神经网络模型(PSWE),并模拟了灌区秸秆深埋、灌水量等综合因素下土壤水盐运移,预测了夏玉米产量和水分利用效率,得到以下结论:

①PSWE模型通过多变量整体协同分析,探究多因素在时间序列上的自然发展,并对秸秆深埋、不同灌水量等因素下土壤水盐运移时空变异规律进行模拟,经实测数据验证表明,模型具有较高精度,模型整体检验的RMSE为0.029,MAE为0.570,决定系数R2为0.981,能够有效表征夏玉米自然生长的综合条件、土壤水盐运移与夏玉米生产效益三者间双层递进因果关系,可用于灌区水盐运移规律模拟。

②模型模拟结果表明,秸秆深埋与不同灌水量对土壤含水率及含盐量影响显著,整个土体的含水率随灌水量增大而增大。耕作层和秸秆隔层含盐量随着灌水量增大呈先减后增趋势,耕作层积盐;在收获期,秸秆隔层在灌水量大于86 mm时脱盐,随灌水量增大脱盐率逐渐降低;不同灌水量的心土层均积盐。

③秸秆深埋下,夏玉米产量及水分利用效率随灌水量增大均呈先增后降的趋势,二者达到峰值时的灌水量不同。经综合分析认为,河套灌区夏玉米种植的优化单次灌水量为89.3~96.8 mm,生育期灌3水,耕作层含盐量调控在1.38~1.55 g/kg。

【注释】

[1]激活函数具体数学建模详见附录1。

[2]激活函数具体数学建模详见附录1。

[3]Adam算法优化详见附录3。

[4]基于深度学习的PSWE模型的具体算法详见附录4和附录5。