煤矿开采中SOM的遥感估算和时空动态分析

摘要

土壤是储存碳的最大潜在储层,土壤有机质(soil organic matter,SOM)含量则是影响土壤碳的关键驱动因素,因此,SOM是分析土壤碳储量变化的重要指标。了解煤矿开采过程中光谱对SOM含量最佳响应波段以及整体煤矿区的SOM时空动态格局变化情况,以位于陕蒙交界的典型煤矿区为研究区,利用实测SOM、近地高光谱反射率和卫星多光谱反射率线性回归分析,对研究区2019年6月1日、7月4日和9月21日SOM变化进行定量分析,同时监测井工矿(大海则、巴拉素、纳林河二号、营盘壕)及其所在流域周边的SOM变化情况。结果表明:与实测SOM对比,近地高光谱反射率一阶微分变换的SOM反演效果最佳。通过对高光谱、多光谱特征波段提取以及SOM相关性分析,建立回归反演模型,验证精度结果表明,反演SOM预测值与SOM实测值相关性达到0.90;研究区内土壤有机质含量呈东高西低态势,河流上、中、下游及河口处SOM逐渐降低。采矿前模拟SOM含量得到结果与采矿过程中遥感估算的SOM相比高5%,说明煤矿开采在一定程度影响SOM含量。证明线性回归SOM反演模型具有推广应用前景。上述结果将对研究区土壤资源和生态环境定量研究、管理以及可持续发展提供依据。