青海高寒区土壤光谱特性研究
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关 键 词 ：光 谱特 性 ； 壤 有 机 质 ； 化 铁 ； 关性 土 氧 相
中图 分 类 号 ： １ １９ Ｓ５ ．
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１０ — ０ （ ０ １ Ｏ —０ ００ ０ ０７ １ ２ １ ） １０ ８ —４ ６
土 壤 是 维 持 地 球 表 层 生 态 系 统 生 物 量 的基 础 资
孙 宁 ， 常庆 瑞
（ 北 农 林 科技 大学 资 源 环 境 学 院 ，陕 西 杨 凌 ７２０ ） 西 １１０
摘 要 ：以青 海 高 寒 区 ４种 主 要 土 壤 类 型 为 观 测 对 象 ， 用 Ａ Ｄ 手扶 式 波谱 辐 射 仪 测 定 其 土 壤 剖 面 光 谱 反 射 利 Ｓ 率 ， 合 土 壤 有 机 质 和 氧 化 铁含 量进 行 统 计 分 析 。 结 果 表 明 ： 类 型土 壤 的 光谱 反 射 率 表 现 为 流 动 风 沙 土 ＞半 固 结 ４种 定风 沙土 ＞淡栗 钙 土 ＞暗栗 钙 土 ； 壤 有 机 质 含 量 与 光 谱 反 射 率 在 ３ ５ｎ 土 ７ ｍ波 段 、７ ｍ 波 段 和 ７ ５ａ 波 段 附 近 有 ５ ５ｎ ７ ｍ 较 好 的 负 相关 性 ； 壤 反 射 率 与 氧化 铁 的 负相 关 性 在 ９ ０ ｎ 附 近 最 强 ， 机 质 对 土 壤 反 射 率 的 影 响 大 于 氧 化铁 。 土 ０ ｍ 有
１ 材 料 与方 法
１ １ 土 样 采 集 ．
供试 土壤分 别采 自青 海省 的青海 湖和 沙珠玉地 区 ， ８个 剖 面 ， 壤 各 剖 面 均 按 发 生 层 次 进 行 划 共 土 分 。实地 调查记 载 剖 面形 态 特 征和 成 土 环境 条 件 ， 同时分 层采 集 比样标本 和分 析样 本 。样 品在 实验室 经 自然 风干 ， 木棒 压磨后 去 除沙砾 及植物 残体 ， 然后 过 ２ ｍ尼龙 筛 混合 均 匀 ， 制 备 ３ ｍ 共 ３个 土 样 用 于 光 谱 测定 和土壤 理化 性质 测试 。
第２ ９卷 第 １ 期
２ １ 年 １月 ０１
干 旱 地 区 农 业 研 究
Ａｇ ｉ ｕｔ ｒ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｈ ｉｄ Ａｒ ａ ｒｃ ｌｕ ａ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ Ａｒ ｅ ｓ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １２ １
Ｊ ｎ． ０ １ ａ ２ １
青 海 高 寒 区 土 壤 光 谱 特 性 研 究
１２ 分 析 测 试 及 数 据 预 处 理 ．
质含量 、 含水 量 、 氧化 铁 含 量 、 械组 成 、 物 成 分 、 机 矿 母质 等是影 响土壤 光谱 特性 的主要理 化性状 。土壤
有机质 含量对 土壤 肥 力有 着ห้องสมุดไป่ตู้非 常 重要 的作 用 ， 衡 是
量 土壤肥 力 的一个 重要指标 ¨ 。有机 质会导 致整个 Ｊ
意 义 。 本 研 究 通 过 对 不 同 土 壤 类 型 反 射 光 谱 和 土 壤 有 机 质 、 化 铁 的 分 析 测 试 ， 究 区 域 主 要 土 壤 类 型 氧 研 的 光 谱 特 征 ， 结 合 土 壤 的 有 机 质 含 量 和 氧 化 铁 含 并 量 ， 讨 土壤 的光谱 变 量 与 土壤 有 机质 和氧 化铁 之 探
此 有 机 质 和 氧 化 铁 共 同 影 响 下 土 壤 的光 谱 特 征 的 变 化规 律是本 论文 的研究 重点 。
ｖ ｅ公 司 的手 持 式光 谱 辐 射 计 （ ａｄｈｌ ｓｅｔ ｒ。 ｉ） ｃ Ｈ ｎ ｏ ｐｃ ｏ ｄ ｒａ ｄｏ ｅ ｒ ， ｉ ｔ ） 该仪 器 的光谱 范 围为 ３ ５ ７ ｍ， 有 ｍ ｅ ２ ～１ ５ｎ 共 ０ ５ ２ 通道 。光 谱 分 辨 率 约 为 ３１１光 谱采 样 间 隔 １个 １， １ １ 是 １６Ｉ 波 长精 度 １ｎ ． ｍ， ｌ ｍ。实验 是 在 室 内 １００Ｗ ０ 卤素灯 光照条 件下 ， 采用 ７ ５视场 角探头 ， 土壤 样 ．。 距
波 段土壤 反射 率下 降 ， 当有机 质含 量 ＞２ ％时 ，它所 引 起 的土 壤反射 率 的下降 可能掩 盖其 它成分 的光谱
特 征 ； ａｖ ｏ３发 现 有 机 质 含 量 与 反 射 率 最 强 的 Ｇ ｌａ ｌ
土壤 样 品的有 机质 和氧化铁 测定 用常 规方法 进
行 ， 果 见 表 １ 表 中 的 百 分 数 为 植 被 覆 盖 度 ） 结 （ 。 反 射 光 谱 测 定 采 用 Ａ Ｄ（ ｎｌ ｉ ｌ ｐｃ ａ Ｄ ． Ｓ Ａ ａ ｔ ａ Ｓ ｅｔ ｅ ｙｃ ｒ ｌ
源， 为地球 上生 物提 供 了生存 环 境 。土 壤遥 感 技 术 的引入 ， 土壤 科学 的研 究 开辟 了新 天地 。土壤 光 为 谱 特征 的研 究是 土壤 物 理 遥感 的基 础 ， 为 土壤 属 并
性 研 究 提 供 了新 途 径 。 目前 ， 遍 认 为 土 壤 的 有 机 普
品 ４ ｍ 处 垂 直 角 度 进 行 光 谱 采 集 ， 源 角 度 为 ５ｃ 光
３ 。测 量 时问范 围为上 午 １ ：０～１ ：０ Ｏ， １０ ２ ０ 。为减 小 测 量误 差 ， 一样 品重 复测 定 １ 每 ０次 ， 均后 得 到 该 土 平 壤反 射光谱 数 据 。
高寒 地 区在 我 国 占有 近 １４的 国土 面 积 ， 该 ／ 对 地 区土壤 资源进 行研究 具有 十分重 要 的理 论 和实践
相关 总 是 出现 在 可 见 光 部 分 ； ｅｄｒ ｎ发 现 可 见 Ｈ ｎｅ ｏ ｓ
光 、 红 外 波 段 是 有 机 质 分 类 最 重 要 的 波 段 Ｌ 。Ｏ、 近 ４ Ｊ
ｓ、 ｌＦ 、 ａ Ｎ 、 Ｍ 、ｉ ９种元 素是 土壤 的主 体 ｉＡ 、ｅｃ 、 ａ Ｋ、 ｇ Ｔ 等 元素 ， 在可见 光及 近红外 波段具 有 光谱 特 征 的仅 但 有 Ｆ Ｊ氧化 铁 是 土壤 赋 色 的重 要 成 分 ， ｅ ５， 也是 可见 光谱 中最活跃 的 因素 Ｊ 目前关 于 土壤有机 质和 氧 。 化 铁含量 分别 对土 壤 光谱 特 征 的影 响 研 究较 多 ， 因
中图 分 类 号 ： １ １９ Ｓ５ ．
文献标识码 ： Ａ
文章 编 号 ：１０ — ０ （ ０ １ Ｏ —０ ００ ０ ０７ １ ２ １ ） １０ ８ —４ ６
土 壤 是 维 持 地 球 表 层 生 态 系 统 生 物 量 的基 础 资
孙 宁 ， 常庆 瑞
（ 北 农 林 科技 大学 资 源 环 境 学 院 ，陕 西 杨 凌 ７２０ ） 西 １１０
摘 要 ：以青 海 高 寒 区 ４种 主 要 土 壤 类 型 为 观 测 对 象 ， 用 Ａ Ｄ 手扶 式 波谱 辐 射 仪 测 定 其 土 壤 剖 面 光 谱 反 射 利 Ｓ 率 ， 合 土 壤 有 机 质 和 氧 化 铁含 量进 行 统 计 分 析 。 结 果 表 明 ： 类 型土 壤 的 光谱 反 射 率 表 现 为 流 动 风 沙 土 ＞半 固 结 ４种 定风 沙土 ＞淡栗 钙 土 ＞暗栗 钙 土 ； 壤 有 机 质 含 量 与 光 谱 反 射 率 在 ３ ５ｎ 土 ７ ｍ波 段 、７ ｍ 波 段 和 ７ ５ａ 波 段 附 近 有 ５ ５ｎ ７ ｍ 较 好 的 负 相关 性 ； 壤 反 射 率 与 氧化 铁 的 负相 关 性 在 ９ ０ ｎ 附 近 最 强 ， 机 质 对 土 壤 反 射 率 的 影 响 大 于 氧 化铁 。 土 ０ ｍ 有
１ 材 料 与方 法
１ １ 土 样 采 集 ．
供试 土壤分 别采 自青 海省 的青海 湖和 沙珠玉地 区 ， ８个 剖 面 ， 壤 各 剖 面 均 按 发 生 层 次 进 行 划 共 土 分 。实地 调查记 载 剖 面形 态 特 征和 成 土 环境 条 件 ， 同时分 层采 集 比样标本 和分 析样 本 。样 品在 实验室 经 自然 风干 ， 木棒 压磨后 去 除沙砾 及植物 残体 ， 然后 过 ２ ｍ尼龙 筛 混合 均 匀 ， 制 备 ３ ｍ 共 ３个 土 样 用 于 光 谱 测定 和土壤 理化 性质 测试 。
第２ ９卷 第 １ 期
２ １ 年 １月 ０１
干 旱 地 区 农 业 研 究
Ａｇ ｉ ｕｔ ｒ ｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｉ ｈ ｉｄ Ａｒ ａ ｒｃ ｌｕ ａ ｓ ａ ｃ ｎ ｔ ｅ Ａｒ ｅ ｓ
Ｖｏ ． ９ Ｎｏ． １２ １
Ｊ ｎ． ０ １ ａ ２ １
青 海 高 寒 区 土 壤 光 谱 特 性 研 究
１２ 分 析 测 试 及 数 据 预 处 理 ．
质含量 、 含水 量 、 氧化 铁 含 量 、 械组 成 、 物 成 分 、 机 矿 母质 等是影 响土壤 光谱 特性 的主要理 化性状 。土壤
有机质 含量对 土壤 肥 力有 着ห้องสมุดไป่ตู้非 常 重要 的作 用 ， 衡 是
量 土壤肥 力 的一个 重要指标 ¨ 。有机 质会导 致整个 Ｊ
意 义 。 本 研 究 通 过 对 不 同 土 壤 类 型 反 射 光 谱 和 土 壤 有 机 质 、 化 铁 的 分 析 测 试 ， 究 区 域 主 要 土 壤 类 型 氧 研 的 光 谱 特 征 ， 结 合 土 壤 的 有 机 质 含 量 和 氧 化 铁 含 并 量 ， 讨 土壤 的光谱 变 量 与 土壤 有 机质 和氧 化铁 之 探
此 有 机 质 和 氧 化 铁 共 同 影 响 下 土 壤 的光 谱 特 征 的 变 化规 律是本 论文 的研究 重点 。
ｖ ｅ公 司 的手 持 式光 谱 辐 射 计 （ ａｄｈｌ ｓｅｔ ｒ。 ｉ） ｃ Ｈ ｎ ｏ ｐｃ ｏ ｄ ｒａ ｄｏ ｅ ｒ ， ｉ ｔ ） 该仪 器 的光谱 范 围为 ３ ５ ７ ｍ， 有 ｍ ｅ ２ ～１ ５ｎ 共 ０ ５ ２ 通道 。光 谱 分 辨 率 约 为 ３１１光 谱采 样 间 隔 １个 １， １ １ 是 １６Ｉ 波 长精 度 １ｎ ． ｍ， ｌ ｍ。实验 是 在 室 内 １００Ｗ ０ 卤素灯 光照条 件下 ， 采用 ７ ５视场 角探头 ， 土壤 样 ．。 距
波 段土壤 反射 率下 降 ， 当有机 质含 量 ＞２ ％时 ，它所 引 起 的土 壤反射 率 的下降 可能掩 盖其 它成分 的光谱
特 征 ； ａｖ ｏ３发 现 有 机 质 含 量 与 反 射 率 最 强 的 Ｇ ｌａ ｌ
土壤 样 品的有 机质 和氧化铁 测定 用常 规方法 进
行 ， 果 见 表 １ 表 中 的 百 分 数 为 植 被 覆 盖 度 ） 结 （ 。 反 射 光 谱 测 定 采 用 Ａ Ｄ（ ｎｌ ｉ ｌ ｐｃ ａ Ｄ ． Ｓ Ａ ａ ｔ ａ Ｓ ｅｔ ｅ ｙｃ ｒ ｌ
源， 为地球 上生 物提 供 了生存 环 境 。土 壤遥 感 技 术 的引入 ， 土壤 科学 的研 究 开辟 了新 天地 。土壤 光 为 谱 特征 的研 究是 土壤 物 理 遥感 的基 础 ， 为 土壤 属 并
性 研 究 提 供 了新 途 径 。 目前 ， 遍 认 为 土 壤 的 有 机 普
品 ４ ｍ 处 垂 直 角 度 进 行 光 谱 采 集 ， 源 角 度 为 ５ｃ 光
３ 。测 量 时问范 围为上 午 １ ：０～１ ：０ Ｏ， １０ ２ ０ 。为减 小 测 量误 差 ， 一样 品重 复测 定 １ 每 ０次 ， 均后 得 到 该 土 平 壤反 射光谱 数 据 。
高寒 地 区在 我 国 占有 近 １４的 国土 面 积 ， 该 ／ 对 地 区土壤 资源进 行研究 具有 十分重 要 的理 论 和实践
相关 总 是 出现 在 可 见 光 部 分 ； ｅｄｒ ｎ发 现 可 见 Ｈ ｎｅ ｏ ｓ
光 、 红 外 波 段 是 有 机 质 分 类 最 重 要 的 波 段 Ｌ 。Ｏ、 近 ４ Ｊ
ｓ、 ｌＦ 、 ａ Ｎ 、 Ｍ 、ｉ ９种元 素是 土壤 的主 体 ｉＡ 、ｅｃ 、 ａ Ｋ、 ｇ Ｔ 等 元素 ， 在可见 光及 近红外 波段具 有 光谱 特 征 的仅 但 有 Ｆ Ｊ氧化 铁 是 土壤 赋 色 的重 要 成 分 ， ｅ ５， 也是 可见 光谱 中最活跃 的 因素 Ｊ 目前关 于 土壤有机 质和 氧 。 化 铁含量 分别 对土 壤 光谱 特 征 的影 响 研 究较 多 ， 因