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土壤可蝕性是土壤受雨滴打擊、徑流沖刷以及壤中流等外營力作用而被分散和搬運(yùn)的難易程度。作為侵蝕預(yù)報(bào)模型的基礎(chǔ)，土壤可蝕性（K值）是影響土壤侵蝕的內(nèi)在因素。深入開展土壤可蝕性的診斷和評(píng)價(jià)研究，明確其關(guān)鍵影響因子，對(duì)于認(rèn)識(shí)和探索土壤侵蝕機(jī)理，開展土壤侵蝕預(yù)報(bào)和防治起著重要作用。然而，受自然生境退化及人類修復(fù)活動(dòng)的影響，土壤可蝕性存在明顯的時(shí)空分異特性，這無疑加大了土壤侵蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)測的難度和成本。快速、高效地獲取土壤可蝕性數(shù)據(jù)是實(shí)現(xiàn)常態(tài)化土壤侵蝕信息更新的迫切需求。

中國科學(xué)院武漢植物園全球變化生態(tài)學(xué)學(xué)科組的研究人員以丹江口庫區(qū)生態(tài)恢復(fù)小流域土壤為研究對(duì)象，通過挖掘土壤可蝕性與環(huán)境變量空間協(xié)同關(guān)系，提出了協(xié)同環(huán)境變量的土壤可蝕性近地高光譜診斷策略。主要進(jìn)展如下：

進(jìn)展一：研究表明流域表層土壤K值存在明顯的條帶性分布格局（具體表現(xiàn)為K值：中游>下游>上游），且受土地利用方式影響顯著（其中：灌叢>梯田和坡耕地>林地）。通過量化土壤K值與環(huán)境變量間的響應(yīng)關(guān)系，指出外部環(huán)境變量(空間位置、地形和植被覆蓋度)主要是通過影響土壤的內(nèi)在屬性（SOM含量和機(jī)械組成）間接影響土壤可蝕性，尤其是通過SOM。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析討論了造成上述空間格局差異的原因，并提出在流域生態(tài)恢復(fù)過程中，應(yīng)努力擴(kuò)大森林覆蓋率、增施土壤有機(jī)肥、并鼓勵(lì)農(nóng)地免耕。相關(guān)結(jié)果以“Spatial pattern of soil erodibility factor (K) as affected by ecological restoration in a typical degraded watershed of central China”為題發(fā)表在《Science of The Total Environment》雜志上，論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.141609.

進(jìn)展二：研究分別建立了不同土地利用類型土壤可蝕性的近地高光譜診斷模型，指出光譜模型對(duì)土壤K值的預(yù)測能力受用地類型及數(shù)據(jù)變異特征的影響，表現(xiàn)出不同的性能：其中模型對(duì)自然類用地土壤K值的反演效果良好(R2P = 0.74, RPDP = 1.93)，但對(duì)農(nóng)地土壤K值的反演效果欠佳(R2P = 0.24, RPDP = 0.99)。通過引入相關(guān)地形變量，改進(jìn)模型的預(yù)測能力得到一定提升，但提升能力有限。在此基礎(chǔ)上，研究進(jìn)一步探討了光譜反演模型的局限性并提出改進(jìn)措施，為便捷、高效、低成本的獲取土壤可蝕性信息開辟了新的途徑。相關(guān)結(jié)果以“Use of Visible and Near-infrared Reflectance Spectroscopy Models to Determine Soil Erodibility Factor (K) in an Ecologically Restored Watershed”為題發(fā)表在《Remote Sensing》雜志上，論文鏈接：https://doi.org/10.3390/rs12183103.

中國科學(xué)院武漢植物園助理研究員姜慶虎為論文第一作者，劉峰研究員為通訊作者。上述研究得到國家自然科學(xué)基金（31600377）和國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃（2014CB954004）的資助。

圖1 土壤可蝕性（K值）的重要光譜響應(yīng)波段及其模型反演精度結(jié)果