泥石流物源区土壤分散性高光谱探测方法研究

土壤分散性是指在低含盐量水中，由于离子相互排斥力超过吸引力而导致土体颗粒分散的性质，它与泥石流源区土壤侵蚀类型及侵蚀量关系密切，是控制泥石流规模与危险性的关键因素。目前，土壤分散性的实验手段都是针对单个样本进行研究，无法直接获取大面积土壤分散性及其分布情况。高光谱的最大优势在于利用精细光谱反演物质成分，非接触式大面积探测物质性质。据调研，尚无人开展土壤分散性高光谱探测方法的研究。项目将通过土壤分散性测量实验，揭示土壤分散性与矿物成分、酸碱度、离子类型及含量间的内在机理；通过土壤分散性高光谱测量实验，研究土壤分散性高光谱探测方法。研究成果有望突破当前研究手段的局限性，不仅为反演土壤分散性提供一种新方法，而且还为计算泥石流土壤含量、定量分析泥石流规模、评价泥石流危险性提供一种直观、科学的研究手段。

土壤分散性是指在低含盐量水中，由于离子相互排斥力超过吸引力而导致土体颗粒分散的性质。项目按计划完成了研究内容，取得重要成果如下：.（1）开展土壤性质测量实验，揭示了泥石流物源区土壤分散性产生的内在机理。.结果表明，与舟曲泥石流源区土壤分散性关系较为密切的是方解石、粘土矿物、PH值和钠离子含量。究其原因是与钠离子具有的离子价低、半径小、水化力强的特点，方解石所具有的水溶性特点，蒙脱石所具有的层间结合力极弱、易吸附钠离子的特点有关。.（2）开展土壤分散性高光谱测量实验，构建了泥石流物源区土壤分散性高光谱探测模型。.结果表明，模型不仅具有较好的预测能力，而且也明确了土壤分散性的敏感波段位置：370-410、1918、1933nm指示了蒙脱石及其吸附钠离子的光谱特征；570、1918、1933、2444、2448nm指示了伊利石的光谱特征；2392、2401nm指示了方解石的光谱特征。它们从深层次揭示了土壤分散性高光谱探测因子。.（3）研发了“矿物组分精细鉴别系统”。.该系统通过了国家级软件测评机构的测评，对提高高光谱探测土壤分散性精度起关键作用。.（4）主办/参加的国际会议。.主办了“干旱半干旱环境对地观测国际研讨会”（2012年9月20日至22日，新疆喀什），来国内外20多个国家的150余位专家学者参加了会议。发表了《喀什宣言》、签署了《关于建立中亚对地观测国际合作网络的合作意向书》。.参加了35届国际环境遥感大会（2013年4月22日-26日，北京国际会议中心）和SPIE亚太遥感大会（2014年10月13日-16日，北京国际会议中心）。.（5）发表论文情况.发表论文14篇，包括：4篇SCI论文，8篇EI论文和2篇核心期刊论文。上述论文共被引用13次，应用于土壤重金属污染快速监测、土壤元素反演、土壤物化参数高光谱反演等领域。.（6）获奖.项目负责人荣获山东省科技进步二等奖，“多源遥感矿区环境及灾害动态监测技术与评价预警系统（JB2014-2-4-R07）”，排名第七。.（7）人才培养.2013年底，项目负责人从副研晋升为研究员；培养硕士研究生6名、博士后1名。.上述研究成果不仅为反演土壤分散性提供一种高光谱探测新方法，而且还为计算泥石流土壤含量、定量分析泥石流规模、评价泥石流危险性提供一种直观、科学的研究手段；对快速圈定泥石流危险区、探索泥石流机制具有重要意义。