发布日期：2023-09-08
最新发表：基于探地雷达和层次密度聚类算法（HDBSCAN）的根系影响区自动识别
最新发表：基于探地雷达和层次密度聚类算法（HDBSCAN）的根系影响区自动识别
发布日期：2021-04-07 16:19
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植物地下根系影响区(ZOI)对于研究根-根和根-土相互作用的机制至关重要。这项研究提出了一种新的方法来确定自然群落中小叶锦鸡儿的ZOI。首先，利用探地雷达获取灌木样方中粗根的数据集，得到样方内根点的空间分布。然后，对GPR根点数据集执行层次密度聚类算法(HDBSCAN)，从而确定不同灌木的ZOI。最后，提取并比较每个ZOI的特征信息，如大小和形状。该方法通过三种方式验证了将根聚集到不同ZOI中的结果：（1）在小样方内的现场挖掘表明，地下的根部相互缠绕且无法分离，这与方法得出的ZOI模式相同；（2）在中等大小样方中的模拟GPR根点数据集中验证了此方法，发现大多数获得的ZOI模式与开挖后观察到的根系的实际分布非常吻合；（3）在野外一个较大的样方中对提出的方法进行了测试，证明了该方法的有效性，并使用玫瑰图提取了每个ZOI的大小和形状。根据研究结果，小叶锦鸡儿的根系地下分布远大于其地上冠层，并且不同的灌木根系表现出分离或者聚集模式的ZOI，从而加剧了自然群落中根系生长的复杂性。此外，我们发现与单独的ZOI相比，聚集的ZOI的形状不规则性较小，并且占据了较大的空间区域。基于这些结果，GPR和HDBSCAN的结合为研究ZOI的影响因素（例如植物之间的竞争，营养状况，土壤异质性和生态环境）提供了新的方式。该论文已发表在Remote Sensing上。
Reference: Cui, X.; Quan, Z.; Chen, X.; Zhang, Z.; Zhou, J.; Liu, X.; Chen, J.; Cao, X.; Guo, L. GPR-Based Automatic Identification of Root Zones of Influence Using HDBSCAN. Remote Sens. 2021, 13, 1227. https://doi.org/10.3390/rs13061227
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