?/p>
中国科学院知识创新方向性项?/p>
(
KSCX2
-
Y
W
-
N
-
038
)
和国家自然科学基金项?/p>
(
40271104
)
资助
作者简?/p>
:
解宪?/p>
(
1974
?/p>
)
,
?/p>
,
博士
,
助理研究?/p>
,
主要从事遥感和地理信息系统在土壤学中的应?/p>
?/p>
E
-
:
xl
xie
@
issas
.
ac
.
cn
收稿日期
:
2006
-
07
-
06
;
收到修改稿日?/p>
:
2006
-
10
-
27
土壤可见?/p>
-
近红外反射光谱与重金?
含量之间的相关?/p>
?
解宪?/p>
?/p>
?/p>
郝红?
(
中国科学院南京土壤研究所
,
南京
210008
)
?/p>
?/p>
发展
基于反射光谱技?/p>
的快?/p>
?/p>
简
?/p>
?/p>
低成?/p>
的土壤重金属信息
提取方法是区域土
壤重金属
污染治理所需要的
?/p>
选择江西贵溪铜冶炼厂?/p>
染区
,
分析?/p>
9
种重?/p>
属元?/p>
(
Cu
?/p>
Pb
?/p>
Zn
?/p>
Cd
?/p>
Co
?/p>
Ni
?/p>
Fe
?/p>
Mn
?/p>
Cr
)
与土壤可见光
-
近红?/p>
反射光谱之间的相关?/p>
及其?/p>
关的?/p>
?/p>
?/p>
研究?/p>
?/p>
,
?/p>
究区?/p>
壤中?/p>
?/p>
Cu
(
含量
介于
66
.
71
?/p>
387
mg
kg
-
1
之间
)
?/p>
Cd
(
含量介于
0
.
36
?/p>
6
.
019
mg
kg
-
1
之间
)
的强
烈富?/p>
?/p>
土壤
重金属含
量与?/p>
射光谱之间存在显著相?/p>
,
污染
元素
Cu
的最高相关系?/p>
?/p>
-
0
.
87
,
Pb
?/p>
Zn
?/p>
Co
?/p>
Ni
?/p>
Fe
的最高相
关系数达
到高?/p>
相关
(
r
>
0
.
80
)
,
Cr
?/p>
Cd
?/p>
Mn
的最高相关系数达到显著相?/p>
(
r
>
0
.
70
)
?/p>
微分光谱适于获取土壤中的
重金?/p>
元素信息
,
利用组合波段能显著提高相
关?/p>
?/p>
Cu
与反射光
谱之间的相关性主
要受有机质的影响
;
Pb
?/p>
Zn
?/p>
Co
?/p>
Ni
主要受黏土矿物和铁锰氧化物的影响
;
Cr
与反射光谱之间的相关性同时受有机质和黏土矿物的影?/p>
?
关键?/p>
土壤污染
;
重金属元?/p>
;
反射光谱
;
可见?/p>
-
近红?/p>
;
相关关系
中图分类?/p>
S151
.
9
文献标识?/p>
A
在各种类型的土壤污染?/p>
,
重金属易于积?/p>
,
?
通过食物链蓄积危害人体健?/p>
[
1
]
?/p>
基于定点采样
?/p>
点源观测的土壤重金属污染传统监测方法成本?/p>
?/p>
效率?/p>
,
而且针对不同的重金属元素
,
往往需要不?/p>
的分析方?/p>
,
无法做到快?/p>
?/p>
动?/p>
?/p>
大范围的土壤?/p>
金属污染调查
,
难于满足区域尺度土壤重金属污?/p>
监测和修复的需?/p>
?
土壤的反射光谱包含有丰富的土壤信?/p>
,
是土
壤性状的综合反?/p>
[
2
]
?/p>
反射光谱特别是近红外反射
光谱分析能够较好的测定土壤中的水?/p>
?/p>
有机?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
黏土矿物
?/p>
碳酸?/p>
?/p>
酸碱度以及氧
化铁等属?/p>
?/p>
近年?/p>
,
研究者开始探索利用反射光谱预测土壤重
金属含量
?/p>
Kooistra
?/p>
[
3
]
使用可见?/p>
-
近红外反?/p>
光谱和偏最小二乘回归法预测?/p>
莱茵河流域土?/p>
?/p>
?/p>
锌含?/p>
?/p>
Kemper
?/p>
[
4
]
利用近红外反射光谱精?/p>
预测?/p>
西班
?/p>
Aznalcollar
?/p>
区土
壤中
铅和
汞的?/p>
?/p>
,
但是
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
镉的
?/p>
?/p>
精度
?/p>
?/p>
?/p>
Grzegorz
?/p>
[
5
]
使用近红
外和中红外漫反射
光谱预测了波?/p>
Tarnowskie
Gor
y
矿区土壤中铁
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
锌的?/p>
?/p>
,
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
(
R
2
)
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
0
.
98
?/p>
0
.
90
?/p>
0
.
95
?
0
.
86
?/p>
0
.
94
?/p>
?/p>
0
.
93
?/p>
Wu
?/p>
[
6
]
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
-
可见
?/p>
-
近红外光谱和偏最小二乘回归法预测了中国南
京郊区土壤中?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
锌以及砷元素的含
?/p>
?/p>
李巨宝等
[
7
]
发现滏阳河两岸农田土壤中?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
硒元素与土壤的可见光
-
近红外反射光谱存在较?/p>
的相关?/p>
?/p>
上述研究还发?/p>
,
利用反射光谱对土壤重
金属进行预测的精度往往取决于重金属元素与土?/p>
有机?/p>
?/p>
黏土矿物以及铁氧化物之间的相关?/p>
?/p>
这说
?/p>
,
虽然土壤中的重金属元素属于微量成?/p>
(
m
g
kg
-
1
级别
)
,
其光谱特征有可能会被土壤主要组分的光?/p>
特征所掩蔽
,
但是由于重金属元素一般吸附或赋存
于有机质
?/p>
铁锰氧化?/p>
?/p>
硅酸盐以及碳酸盐等具有明
显光谱特征的主要土壤组分?/p>
,
重金属与这些组分
之间的相关关系是利用反射光谱对其进行定量分析
的机?/p>
?
江西省贵
溪铜冶炼厂是
全国最大的铜冶
炼基
?/p>
,
?/p>
?/p>
产量
?/p>
全国
产量
?/p>
2
/
3
?/p>
?/p>
?/p>
已有
?/p>
?/p>
?/p>
[
8
?/p>
10
]
,
该厂附近区域表层土壤中铜
?/p>
镉含量已?/p>
达到严重污染水平
,
局部存在铅
?/p>
锌的污染
?/p>
本文?/p>
择该冶炼厂附近区域为研究?/p>
,
在其废渣渗滤液污
染区域采集土?/p>
,
分析可见?/p>
-
近红外光谱反射率
与土壤重金属含量之间的相关性及其形成原?/p>
,
?/p>
使用成像光谱进行土壤重金属污染的快速反演和?/p>
间预测提供理论支?/p>
?
?/p>
44
?/p>
?/p>
6
?/p>
?/p>
?/p>
?/p>
?
Vol
.
44
,
No
.
6
2007
?/p>
11
?
ACT
A
PED
OL
O
GI
CA
SI
NICA
Nov
.
,
2007