农业环境科学学报

作者：牟力言,刘春湘,陈敏,秦莉,林大松,Batsaikhan Bayartungalag

单位：农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站, 湖南 湘潭 411100,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站, 湖南 湘潭 411100,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站, 湖南 湘潭 411100,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站, 湖南 湘潭 411100,农业农村部环境保护科研监测所, 天津 300191,农业农村部环境保护科研监测所湘潭综合实验站, 湖南 湘潭 411100,蒙古科学院地理与生态地质研究所, 乌兰巴托 1568683

关键词：镉,砷,决策树,随机森林,生物有效性模型,

基金：“一带一路”创新人才交流外国专家项目（DL2022051004L）

本研究在全国大尺度空间范围内，基于机器学习识别稻米镉（Cd）、砷（As）富集的重要影响因素，探究了中微量元素对稻米Cd、As超标的贡献率并构造了生物有效性模型。首先，通过决策树算法构造中微量元素判别Cd、As超标的预测模型，其预测精度分别为95.55%、97.55%，表明中微量元素是识别稻米Cd、As超标的重要指标；其次，利用随机森林算法筛选影响稻米Cd、As富集的主控因子，不同区域的主控因子表现出明显差异，其单一因子主要驱动的Cd富集在不同区域的差异表现为：华东片区pH的贡献占主导、华南片区的交换性钙（Ca）和东北片区的土壤有机质（SOM）分别占主要贡献，而有效铁（Fe）对As富集表现出特异性的区域贡献（如华东、华南和西南片区）；最后，将各区域确定的主控因子引入构建土壤-稻米生物有效性模型，其中，Cd、As的生物有效性九因子模型在不同片区的决定系数最高，分别为0.680、0.664 （P<0.05）。本研究为大尺度地域水平上稻米Cd、As重金属污染防控和环境管理提供了科学依据和决策支撑。

来源：2023年第10期

《农业环境科学学报》期刊编辑部

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