土壤有機(jī)質(zhì),尤其是有機(jī)碳和氮,,在陸地生態(tài)系統(tǒng)中起著重要的作用,,通過土壤管理增加土壤固碳可抵消全球化石燃料排碳的5-15%,。高光譜成像技術(shù)可以將土壤特性測量從點(diǎn)尺度提升至空間尺度,,是土壤科學(xué)管理,、土壤有機(jī)質(zhì)研究的有力工具,。
左圖:SisuROCK產(chǎn)品圖,;右圖:SisuROCK可搭載的高光譜相機(jī)(覆蓋0.4-12.3μm)
加拿大阿爾伯特大學(xué)的研究者Sorenson利用Specim SisuROCK高光譜成像系統(tǒng),,采集三種不同輪作土壤剖面(a連續(xù)作物、b連續(xù)牧草,、c作物和牧草混合農(nóng)業(yè)生態(tài)輪作)的VNIR-SWIR高光譜數(shù)據(jù),,結(jié)合元素分析儀獲取的各土壤樣品有機(jī)碳(SOC)和總氮(TN)含量數(shù)據(jù),基于小波分析與貝葉斯正則化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立SOC和TN預(yù)測模型,。
結(jié)果表明,,輪作中添加牧草增加了土壤SOC和TN的含量,但這些變化多集中在表層,。這一結(jié)果具有重要的土地利用與管理意義,,為用戶提供決策支持,同時證明SisuROCK高光譜成像技術(shù)是研究土壤剖面中有機(jī)質(zhì)空間分布的重要工具,。
模型預(yù)測(a)連續(xù)谷物剖面,、(b)連續(xù)牧草剖面和(c)農(nóng)業(yè)生態(tài)剖面的土壤真色(RGB)、土壤有機(jī)碳(SOC),、氮(TN)和粘土含量,。
三種輪作土壤和經(jīng)典土壤有機(jī)碳、氮,、碳氮比和粘土含量的深度剖面
參考文獻(xiàn):Sorenson P T, Quideau S A, Rivard B, et al. Distribution mapping of soil profile carbon and nitrogen with laboratory imaging spectroscopy[J]. Geoderma, 2020.
北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司長期致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康領(lǐng)域儀器的研發(fā),、應(yīng)用與推廣,為土壤養(yǎng)分,、污染,、重金屬檢測,、土壤-植物互作關(guān)系研究提供從實驗室到野外,,從地面到無人機(jī)遙感全方位解決方案。
從左至右依次為:PhenoTron?-HSI實驗室高光譜成像分析系統(tǒng),、FENIX高光譜成像系統(tǒng)檢測土壤重金屬(K. Y. Lee等,,2018)、IQ智能手持式高光譜成像系統(tǒng),、Ecodrone?無人機(jī)高光譜遙感平臺