土壤含水量对采用Vis-NIR光谱分析土壤质地的影响.pdfVIP

第 31 卷第6 期 VoL 31 No.6 地理与地理信息科学 2015 年 11 月 Geography and Geo-Information Science November 2015 doi:10.3锁商/j. 怡511.1672-α刃4.2015.06.010 土壤含水量对采用 Vis-NIR 光谱分析土壤质地的影晌 王德彩1 ，张俊辉1 ，韩光中2 祷 (1.河南农业大学林学院，河南郑州 450002;2. 内江师范学院地理与资源科学学院，四川内江 641112) 摘要:Vis-NIR 光谱应用于野外土壤质地分析时，其分析精度将受到土壤含水量的影响。该文旨在定量研究基于 Vis-NIR 光谱对土壤质地分析时，土壤含水量对精度的影响。在实验室条件下分别测定 8 种不同含水量状态下土 壤样品(78 个)的 Vis-NIR 光谱反射率，运用偏最小二乘回归(PLSR)分别建立不同含水量状态下土壤质地分析模 型，每一模型分别分析8 种不同含水量状态下验证集的土壤质地。结果表明，当土壤处于同一湿度状态时，各含水 量状态下均可获得较好的结果，粘粒含量和砂粒含量最佳分析模型对应的含水量分别为 150-200 g/kg 和 200- 250 g/峙。当土壤含水量差异较大时，分析精度随着验证样本与建模样本水分含量的差异增大而急剧降低。研究 认为，当土壤处于同一湿度状态时，可直接应用 Vis-NIR 光谱分析湿土的土壤质地，在土壤水分状态差异较大时， 宜根据含水量建立分组分析模型。 关键词:土壤质地;Vis-NIR 光谱;士壤含水量;PLSR 中图分类号:TP79;S151. 9 文献标识码:A 文章编号:1672一0504(2015)06一0052一04 Vis-NIR 光谱反射率，并按土壤含水量进行分组，建 0 引言 立不同土壤含水量状态的土壤质地分析模型，研究 土壤含水量对土壤质地分析精度的影响，以期为野 目前可见光近红外(Vis-NIR) 光谱技术的发展 外土壤质地快速测定提供理论依据和方法。 为土壤质地的快速获取提供了新途径。反射光谱之 所以能识别质地，一方面是基于不同质地土壤表面 1 材料与方法 粗糙度差异引起的土壤反射曲线形状的差异，另一 方面基于粘粒矿物的波谱差异[IJ 。大量的以风干土 1. 1 研究区及采样分析 为研究对象的研究表明，Vis-NIR 光谱可以较好地 研究区位于河南省封丘县，属暖温带大陆性季 0 识别土壤质地[2 叭但这些研究均未考虑土壤含水 风气候，年均气温 16.0 C ，年均降水量 615.1 mmo 量对基于光谱分析土壤质地的影响。 该区为黄泛平原区，地势由西南向东北倾斜，海拔 65~72. 5 m，土壤主要为雏形士和新成土。在研究 土壤含水量是土壤的重要组成部分，水分对土 壤的光谱反射率影响较大，随着土壤含水量增大，光 区，按 3kmX3km正交网格布设样点，以多点混合 谱反射率不断降低[7-IOJ 。当土壤存在水分时，如何 采样方式采样，每个采样点中心及四角周围 10 m 采 应用高光谱反演土壤质地有待研究[4J 。目前针对土