武漢植物園在亞熱帶森林土壤碳、氮遙感監測研究方面取得進(jìn)展

　　快速、廉價(jià)、準確地獲取土壤中碳（C）、氮（N）含量信息是當前土壤質(zhì)量評價(jià)和全球土壤碳庫收支管理研究的基礎和前提，而土壤空間異質(zhì)性加大了人們對土壤屬性動(dòng)態(tài)監測的難度和成本。

　　森林土壤是調控陸地生態(tài)系統碳收支平衡的重要基礎。利用近地高光譜遙感技術(shù)實(shí)現多層次森林土壤C、N含量信息的快速、高效、無(wú)損、低成本建模估測，有望為當前土壤C、N動(dòng)態(tài)研究及制圖開(kāi)辟新的途徑，必將有助于加深對土壤C、N空間異質(zhì)性及影響因素的理解，對于森林土壤碳庫管理和持續經(jīng)營(yíng)具有重要意義。然而，受土壤層次的影響，土壤屬性的高光譜反演模型的預測能力降低，限制了模型的應用。

　　中國科學(xué)院武漢植物園助理研究員姜慶虎在研究員劉峰的指導下，以中亞熱帶（八大公山）森林不同層次土壤為例，利用光譜技術(shù)建立了該區表層和亞表層土壤有機碳（SOC）和全氮（TN）的光譜反演預測模型，從而較好地實(shí)現對高異質(zhì)性森林SOC和TN的快速預測。其中，光譜模型對SOC預測的R2為0.79-0.90，對TN預測的R2為0.66-0.86。在此基礎上，針對模型難以實(shí)現層次間的傳遞性應用問(wèn)題，利用spiking法并借助加權算法，成功解決了這一難題，使得預測模型的傳遞性得到大幅提升。該研究的開(kāi)展，為快速獲取高異質(zhì)性土壤屬性信息提供了潛在的可能。

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金（31270515, 31470526）和國家重點(diǎn)基礎研究發(fā)展計劃（2014CB954004）的資助，結果以Estimation of soil organic carbon and total nitrogen in different soil layers using VNIR spectroscopy: Effects of spiking on model applicability 為題發(fā)表在Geoderma 雜志上。

　　不同模式（未處理、Spiking以及Spiking加權處理）下SOC和TN光譜模型預測精度對比