研究表明,流域表层土壤K值存在明显的条带性分布格局(具体表现为K值:中游>下游>上游),且受土地利用方式影响显著(其中:灌丛>梯田和坡耕地>林地)。通过量化土壤K值与环境变量间的响应关系,指出外部环境变量(空间位置、地形和植被覆盖度)主要是通过影响土壤的内在属性(SOM含量和机械组成)间接影响土壤可蚀性,尤其是通过SOM。在此基础上,进一步分析讨论了造成上述空间格局差异的原因,并提出在流域生态恢复过程中,应努力扩大森林覆盖率、增施土壤有机肥,并鼓励农地免耕。相关成果以Spatial pattern of soil erodibility factor (K) as affected by ecological restoration in a typical degraded watershed of central China为题发表在Science of The Total Environment上。
此外,研究分别建立了不同土地利用类型土壤可蚀性的近地高光谱诊断模型,指出光谱模型对土壤K值的预测能力受用地类型及数据变异特征的影响,表现出不同的性能,其中模型对自然类用地土壤K值的反演效果良好(R2P = 0.74,RPDP = 1.93),但对农地土壤K值的反演效果欠佳(R2P = 0.24,RPDP = 0.99)。通过引入相关地形变量,改进模型的预测能力得到一定提升,但提升能力有限。在此基础上,研究进一步探讨了光谱反演模型的局限性并提出改进措施,为便捷、高效、低成本的获取土壤可蚀性信息开辟了新途径。相关成果以Use of Visible and Near-infrared Reflectance Spectroscopy Models to Determine Soil Erodibility Factor (K) in an Ecologically Restored Watershed为题发表在Remote Sensing上。
武汉植物园助理研究员姜庆虎为论文第一作者,武汉植物园研究员刘峰为论文通讯作者。上述研究得到国家自然科学基金和国家重点基础研究发展计划的资助。
土壤可蚀性(K值)的重要光谱响应波段及其模型反演精度结果