含水率對復墾土壤光譜特征及屬性估測的影響

張世文，楊 斌，馮志軍，徐云飛，程 琦，黃亞婕

（1.安徽理工大學地球與環境學院，安徽 淮南 232001；2.安徽理工大學空間信息與測繪工程學院，安徽 淮南 232001；3.生態環境部環境發展中心，北京 100029）

0 引 言

土壤復墾工程作為緩解我國人地矛盾的主要方式之一，為國家提供大量土地利用后備資源［1］。 然而復墾土壤與自然土壤結構不同，復墾土壤改變了土壤原有的水、肥、氣、熱等特性，且復墾土壤會隨著耕作年限的增長不斷熟化，土壤含水率、有機質含量、堿解氮含量等土壤成分逐年增加［2］。 與自然土壤相比，復墾土壤擾動性較強，其理化性質具有無序、易變、非均質等特征［3］。 復墾土壤屬性檢測可為礦區復墾方法選擇、治理效果評價及區域分區管理等方面提供指導。 傳統實驗室檢測方法費時費力，通常不能滿足田間管理實用性、實時性的需要。光譜定量分析是一種利用輻射能量與土壤組成之間的內在關聯來定量化描述土壤理化屬性的技術［4］。近年來，高光譜遙感以其無損、快速、成本低等特點，可以實現土壤理化性質的快速監測，在土壤屬性測定中潛力巨大，已成為當前的研究熱點［5］。

目前，針對野外原位測量vis-NIR 高光譜技術主要為“in situ”靜態野外原位測量和“on-the-go”動態實時測量技術。 這些方法在獲取光譜數據過程中受諸如土壤含水率、室外溫度及光照條件等因素的影響，而土壤含水率是影響光譜特征的主要因素之一［6］。 土壤水分對光譜反射率的影響是非線性的：當土壤含水率小于凋萎系數時， 孔隙水附著在土壤顆粒上，導致土壤散射增加，在此含水率范圍內光譜反射率隨著土壤含水率的增加而降低；……