基于多角度测量分析土壤粒径对反射的影响

来源 :东北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:glrioa
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着遥感技术的发展,使用现代遥感技术工具来分析和监测生态空间中的空间现象需要更多的关注。土壤,作为全球生态系统的组成部分,是构成地球的最上层,是植物、动物和其他生物的家园,为了保持其可持续性功能,需要不断地进行研究。土壤结构参数与太阳能(光)能量相互作用产生种类型的反应,分别是吸收、反射和透射。在土壤参数与光能相互作用的三种反应中,反射在遥感分析和估算土壤固有性质方面起着至关重要的作用。土壤颗粒大小是土壤结构参数中的一个协调元素,它决定了土壤的化学和生物学特性的相互作用。在土壤中的其他的土壤参数的性质,取决于被调查土壤的粒度分布,这就导致了土壤颗粒大小所反映的能量程度的变化。土壤表面的BRF为遥感土壤特性的评估提供了基础,有助于土壤资源的有效利用。本研究主要分析不同角度测量的不同土壤颗粒大小的BRF分布。由于土壤表面反射是环境监测、评价和精准农业的重要组成部分。本研究将有助于解释和理解光能的复杂相互作用及其对土壤参数(特别是土壤颗粒尺寸)的影响,以及从土壤表面测量的反射能量如何进行土壤有效分类和表征。为了研究不同土壤种类和土壤粒径对反射的影响,我们选择了三种不同类型的土壤样本。其中两个土壤样本为黑土、栗钙土,包括14个粒径范围,从2毫米-0.027 mm依次降序筛分得到。另一个土壤样本为风沙土,包含6个粒径范围,从0.525 mm到0.075mm依次降序筛分得到。样品的反射光谱测量使用东北师范大学实验室角谱仪系统(NENULGS)进行,在可见和近红外波长范围内进行探测。同时,测量了不同视角双向反射系数(BRFs)。之后,在选定波长下,将土壤表面BRF和ARF的非朗伯现象与之前的研究进行比较,以验证本研究测量的准确性。并定量分析了各粒径土壤在可见光和近红外波段最低点方向上反射的平均BRF,以实现其他角度检测数据的标准化。此外,研究发现,与之前的研究一样,反射峰和最小反射的所有粒径的BRF都在前向散射方向。接着,计算了3个土样0.3mm粒径的多角度ARF相对差值。观测到最大的相对ARF差出现在后向散射方向,最小的相对ARF差出现在前向散射方向。黑土颗粒大小在可见光和近红外波段均表现出最大和最小的ARF相对差异。此外,3个样品的粒径变化表明,土壤表面各向异性特征是检验和分析土壤粒径变化的重要参数之一。我们对土壤样品的有效粒径与最低点的BRF进行相关分析,并在所有视角下进行评估。结果表明,风沙土在各观测角度下的平均线性关系最强(R2=0.84),栗钙土的线性关系次之(R2=0.64),黑土的线性关系最弱(R2=0.41)。黑土出现的弱线性关系主要与有机质含量较高有关。风沙土的自然对数相关系数(R2)最弱。基于风成沙土最小粒径分布假设,进一步证实了这种弱关系。栗钙土和黑土的自然对数关系分别最强和较强。结果表明,粒径分布的体积决定了使用BRF进行有效定量检测土壤表面的统计工具类型。本研究所采用的方法有助于理解不同视角下不同土壤表面的反射光能量。该方法的合理应用对土壤的特征、制图和分类具有重要意义,有助于土壤的有效利用。
其他文献
在现代农业中,农业生产高度依赖于大量使用化学肥料。由于化肥的施用方法和/或管理方法不当,其养分利用效率普遍较低,不可避免地造成许多严重的生态问题,如污染地下水和破坏土壤结构,以及影响作物品质等不良结果。与化肥农业相比,施用各种类型的有机肥料或生态友好型农业肥料被认为是发展环保农业的基础。其中,生物堆肥被认为是一种优质肥料,可以改善土壤质量,增加作物产量。但由于其矿化速度慢,某些堆肥中的大量养分不能
土壤碳库作为陆地生态系统中最大的碳储库,在全球碳循环中发挥着重要作用,土壤碳库的稳定性关系到全球生态系统碳循环的发展。全球气候变化影响大气环流和水文循环,引发降水格局的改变。降雨频率减少和降雨强度增大变化导致更多降水脉冲事件发生,刺激土壤微生物在短期内迅速提高土壤有机质分解速率并释放大量CO2到大气中,目前每年由降水脉冲引起的CO2排放量约占土壤微生物年呼吸总量的1/5。森林作为陆地生态系统的主体
亲缘地理学研究对解释物种现今地理分布格局、群体遗传结构、遗传多样性的形成等问题具有重要意义。本研究以杜鹃花科(Ericaceae)杜鹃属(Rhododendron L.)迎红杜鹃亚属(Rhododendron subg.Rhodorastrum(Maxim.)C.B.Clarke)四个物种:Rhododendron ledebourii Pojark.、兴安杜鹃(R.dauricum L.)、R.
随着信息数据化的发展,纸质乐谱逐渐不能满足音乐从业者、学生及爱好者的需求,因此如能将300多个戏曲剧种已出版的乐谱资料,由专业人员进行处理及筛选并转化为数字化音乐资源,其意义不仅限于戏曲唱腔乐谱资料的整理工作,更能推动戏曲音乐教学及学术研究的发展。笔者于2017年以"当代
期刊
最大集合K覆盖问题(MKCP)作为集合覆盖问题的一个变型,在近些年来得到了研究者特别的关注。然而,现实生产生活中许多问题需要额外标签来刻画不同集合对不同覆盖元素的影响。因此,最大加权集合K覆盖问题(MWKCP)应运而生。最大加权集合K覆盖问题是一个应用广泛的NP难组合优化问题。目前,相关研究主要集中在最大集合K覆盖问题的求解上,如何有效地解决该加权优化问题具有重要的理论价值和现实意义。本文详细介绍
昆虫产卵偏好与后代表现关系是植食性昆虫与寄主植物协同进化的核心,根据“选择-表现”假说(preference-performance hypothesis),雌性昆虫通常会在有利于后代生存的寄主上产卵。然而,这一现象受到诸多生物因素和非生物因素的影响。以往大多数学者主要关注昆虫自身特性对产卵偏好与后代表现的影响,而忽略了其他生物因素和非生物因素的调控作用。本研究以亚洲玉米螟(Ostrinia fu
全球变暖及干旱、排水引起水位下降已经导致全球11%的泥炭沼泽退化,使得泥炭沼泽原本稳定的碳循环过程发生改变。水位条件与泥炭沼泽的形成和发育过程密切相关,是退化泥炭沼泽恢复过程中最重要的环境要素,决定着碳循环各个关键过程的作用机制与强度。作为长白山地区典型的泥炭沼泽湿地,白江河泥炭沼泽具有净化水质、调节径流和改善微气候等生态系统服务功能,但上世纪八十年代末和九十年代初,当地政府对该泥炭沼泽实施了大面
土壤是陆地生态系统中有机碳的最大储藏库,也是大气中二氧化碳(CO2)的重要来源。微生物作为土壤有机碳(SOC)周转的主要驱动者,对SOC的矿化和固持起到关键的作用,特别是微生物碳利用效率(CUE)在很大程度上决定着土壤碳的储存与排放,因此,关于CUE的研究已成为当前土壤碳循环研究的前沿和热点问题。东北黑土虽然土质肥沃、有机质含量丰富,但由于人类不合理的开采和利用,导致了严重的土壤侵蚀问题,严重影响
以苔原带为代表的寒冷地区是土壤有机碳库变化的关键和敏感区域。在全球气候变化背景下苔原带植被已经发生显著变化,会引起土壤有机碳库的变化;同时苔原生态系统受氮限制明显,一旦氮素增加,不仅直接影响土壤有机碳的变化;还将通过改变植被,进而改变外源性碳的数量与质量,影响土壤的碳输入,间接影响土壤有机碳变化。近三十年来,以小叶章为代表的草本植物上侵到长白山苔原带,灌木苔原退化为灌草苔原;并且该区域已监测到氮沉
土壤中碳氮元素的动态变化和空间分布对土壤的质量有重要的指示作用,作为陆地生态系统中最大的碳库,土壤碳库在调节全球气候变化方面有着巨大的作用。土壤氮是植物生长需求量最大的元素,土壤氮在自然生态系统中对植物的生长至关重要,研究土壤中碳氮的储量对整个陆地生态系统有着重要的作用。长岭县位于吉林省西部,五十年代初自然资源丰富,草原辽阔,畜牧业和农业都比较发达。但是随着近几十年来自然气候的变化、人类因素的影响