可見-近紅外光譜原位估測土壤有機質(zhì)含量中測試點和采樣位置導(dǎo)致的誤差分析

張昊丹，孫孝林, 2*，王曉晴，王會利

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)境空間模擬重點實驗室，廣東 廣州 510275 2. 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點實驗室(中國科學(xué)院南京土壤研究所)，江蘇 南京 210008 3. 廣西壯族自治區(qū)林業(yè)科學(xué)研究院，廣西 南寧 530002

引 言

土壤是一種復(fù)雜綜合體，其反射光譜是由其組成成分及結(jié)構(gòu)等多種內(nèi)在性質(zhì)共同決定的結(jié)果[1-3]。因此，土壤光譜作為土壤理化性狀的綜合指標(biāo)，在研究中常用于估測土壤屬性，特別是可見-近紅外(visible-near infrared, Vis-NIR)光譜。與傳統(tǒng)化學(xué)分析土壤屬性相比，室內(nèi)測定土壤光譜雖已大大提高了效率，但仍需對樣品進(jìn)行預(yù)處理(如風(fēng)干、研磨、過篩等)。相較之下，原位測定土壤光譜的效率更高，還具有快速、無損、可多次重復(fù)等優(yōu)點。因此，越來越多的研究致力于發(fā)展原位土壤光譜估測土壤屬性的技術(shù)，并取得了一定進(jìn)展。例如，Viscarra Rossel等[4]、Li等[5]使用原位土壤Vis-NIR光譜估測土壤顏色、礦物組成、粘粒含量和有機碳。

這些研究也指出，利用原位土壤光譜估測土壤屬性的準(zhǔn)確性受諸多因素影響，包括兩方面。一是土壤方面，主要是土壤非均質(zhì)性所導(dǎo)致的水分條件、粒徑差異、質(zhì)地條件等；二是光譜測定方面，主要有光譜分辨率、測量時的外部環(huán)境、幾何條件、土樣表面處理方法、光譜處理技術(shù)等。前一方面的影響因素與室內(nèi)測定土壤光譜影響因素的研究結(jié)果都較一致。史舟等[1]已對此做了比較全面、系統(tǒng)的總結(jié)。后一方面的因素在很多光譜估測土壤屬性的研究中得到了深入分析。……