應(yīng)用伽馬射線和可見(jiàn)近紅外光譜測(cè)定土壤容重*

王曉晴 孫孝林，2? 王會(huì)利

（1 中山大學(xué)地理科學(xué)與規(guī)劃學(xué)院，廣東省城市化與地理環(huán)境空間模擬重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510275）（2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(中國(guó)科學(xué)院南京土壤研究所)，南京 210008）（3 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，南寧 530002）

土壤容重是土壤質(zhì)地和孔隙狀況的綜合反映［1］，決定著土壤的物理?xiàng)l件和多項(xiàng)生態(tài)、環(huán)境功能，例如調(diào)節(jié)溶質(zhì)和氣體流動(dòng)、影響土壤與環(huán)境間交換的界面、影響植物生長(zhǎng)等［2］。特別是在當(dāng)前全球氣候變化的大背景下，它是土壤碳儲(chǔ)量估算的重要參數(shù)，對(duì)土壤碳儲(chǔ)量、固碳潛力等的估算有重要影響［3］。因此，土壤容重在農(nóng)業(yè)、環(huán)境、氣候變化研究等多個(gè)方面均具有重要意義。

目前，國(guó)內(nèi)外研究學(xué)者測(cè)定土壤容重時(shí)通常采用環(huán)刀取樣后烘干稱(chēng)重的方法［4-6］。其他方法還有蠟封法、水銀排除法、填砂法、排水法等，即用已知體積的水、沙或泡沫填補(bǔ)土樣取走后的空隙體積，或者用防水物質(zhì)（例如石蠟）涂抹土塊再排水從而測(cè)定土樣的體積，最后稱(chēng)重烘干土樣來(lái)計(jì)算容重［4］。這些直接測(cè)定容重的方法存在著人力、物力花費(fèi)高而效率低、破壞性大等缺點(diǎn)。為此，Petrovic等［7］提出用計(jì)算機(jī)斷層掃描（computed tomography, CT）技術(shù)間接估算土壤容重，即用X射線對(duì)土壤進(jìn)行斷面掃描并利用X射線穿透土壤后的衰減特征作為容重計(jì)算的依據(jù)。盡管該方法具有較高的精度，但所用到的CT掃描儀價(jià)格昂貴，并不適應(yīng)大規(guī)模的普及應(yīng)用，也不能應(yīng)用于野外快速、無(wú)損分析。此后，Rossi等［8］利用三維激光掃描儀對(duì)土樣進(jìn)行掃描，然后分析三維土壤圖像來(lái)間接計(jì)算容重。……