科学家认为探地雷达可能是土壤取样的一种更容易的替代方法

通常情况下,如果想知道不同深度的土壤特性如何变化,科学家们必须提取土壤样芯样本。科学家们现在已经确定,利用探地雷达可以更容易地获得同样的数据。

随着矿物质含量、密度、盐度、湿度和腐殖质含量等土壤特性的变化,土壤的颜色也会相应变化。这些颜色的变化可以在土壤样芯中清楚地看到。虽然手持工具可以用来提取相对较浅的样品,但要挖出较长、较深的样品则需要更专业的设备和工艺。

俄罗斯人民友谊大学的一个团队为了寻求一种劳动密集型的替代方法,尝试使用探地雷达(GPR)。基本上,GPR的工作原理是向土壤中发送微波无线电脉冲,然后分析地下元素将这些信号反射到地面的方式。不需要挖掘。

科学家们在俄罗斯Kamennaya Steppe自然保护区的七个地点进行了GPR扫描,该保护区以多种土壤类型而闻名。他们还从每个地点采集了30个岩心样本,深度从10厘米(3.9英寸)到3米(9.8英尺)不等。然后将GPR扫描的红色、绿色和蓝色波长数据与相应岩芯样品中不同层次的各种颜色进行比较。这样做建立了一个模型,将不同的波长读数与不同的土壤颜色相匹配。

后来发现,仅将该模型应用于GPR数据,就可以以80%的准确率确定某地的地下土壤颜色。随着技术的进一步发展,这个数字应该会有所提高。不过,还需要注意的是,在目前的形式下,该系统最初必须使用目标区域的样芯样本进行校准–然后可以在该区域内的多个地点进行扫描,而不需要额外的样本。

有关该研究的论文最近发表在《Eurasian Soil Science》杂志上。

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