近日，我校地理科学学院郑光辉副教授指导硕士生王傲胜在地学期刊Geoderma (IF=7.422)发表题为"Evolution of paddy soil fertility in a millennium chronosequence based on imaging spectroscopy"的科学论文。
近年来，人类活动对土壤的影响逐渐加深，导致了土壤资源的严重退化，并对粮食安全造成严重威胁。深入了解长期人为因素影响下土壤肥力质量的演变规律，对未来的粮食安全和土壤的可持续发展至关重要。光谱技术可以弥补土壤属性传统室内测定方法成本和复杂性高、时间长、有污染等不足。本研究调查了基于实验室成像光谱技术预测不同植稻年龄土壤剖面肥力属性的可行性，通过对比全光谱多变量模型和变量选择的优化模型的预测性能，使用最优模型和综合指数法量化土壤肥力质量，探讨了水稻土千年时间序列的肥力质量演变特征。
图1技术路线图
研究发现，不同水稻种植年龄土壤肥力的垂直分布均表现为表层(0 ~ 30 cm)土壤肥力较高，随深度增加逐渐降低，在深层(30 ~ 100 cm)趋于稳定。种植水稻显著改善了表层土壤肥力。土壤肥力随时间的变化更接近于线性函数，表明该地区土壤肥力可能仍具有较高的改善空间。目前的研究结果表明，成像光谱技术可以应用于土壤完整剖面的高分辨率属性制图，实现土壤肥力的快速监测。这些结果可为长期人为影响下的土壤肥力演化和土壤可持续性发展提供新的视野。
图2土壤剖面肥力质量高分辨率制图
图3土壤肥力随时间变化拟合趋势
论文信息：
Guanghui Zheng, Aosheng Wang, Chengyi Zhao, Mingxing Xu, Caixia Jiao, Rong Zeng, 2023. Evolution of paddy soil fertility in a millennium chronosequence based on imaging spectroscopy. Geoderma, 429, 116258.
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.geoderma.2022.116258