不同盐结皮光谱特征及其盐渍化信息预测研究

盐碱地是我国重要的后备耕地资源,及时、准确获取土壤盐渍化信息,对治理盐碱地、防止其进一步退化和促进农业可持续发展至关重要。以宁夏银北地区不同盐结皮土壤为研究对象,运用土壤学和地统计学方法,以土壤野外原位光谱数据和室内盐分指标测定数据为基本信息源,系统分析不同盐结皮光谱特征,确定对结皮层pH值、EC和盐分离子最敏感的土壤光谱反射率转换形式、波段和光谱盐分指数,进而建立并验证基于敏感盐分指数的盐分指标预测模型。结果表明:研究区白碱结皮光谱反射率在450～1050 nm最高,马尿碱结皮次之,黑油碱结皮最低。通过野外光谱反射率可以将研究区主要盐结皮类型进行分类。反射率平滑后再经过一阶微分、倒数对数一阶微分、连续统去除和连续统去除一阶微分转换后最大相关系数比只作平滑处理的反射率显著增大。与pH值、EC、CO_3~(2-)和Mg~(2+)相关性最强的转换方式是连续统去除一阶微分,与SO_4~(2-)、Ca~(2+)和K~+相关性最强的转换方式是倒数对数一阶微分,与HCO_3~-和Cl~-和Na~+相关性最强的转换方式是一阶微分。整体上连续统去除一阶微分与各盐分指标的相关性最强。整体来看,盐分敏感区域在蓝光450、470、485 nm附近、绿光501、575 nm附近、红光680 nm附近和近红外多个波段。与各盐分指标最强相关性盐分指数:pH值为盐分指数S1(Salinity index);Cl~-、K~+为盐分指数SI3(Salinity index 3);SO_4~(2-)、Mg~(2+)为盐分指数S2(Salinity index);EC、HCO_3~-及Na~+为盐分指数S3(Salinity Index);CO_3~(2-)、Ca~(2+)为盐结皮指数SCI(Soil curst index)。除土壤CO_3~(2-)外,利用敏感盐分指数可以准确预测土壤结皮层pH值、EC和其他盐分离子,其中对Na~+的拟合度最大。该研究可以为银北地区不同盐结皮土壤分类及盐渍化信息的准确预测提供科学依据。