使用SM150T土壤濕度傳感器幫助探索冰島的土壤侵蝕

點擊次數(shù)：745 發(fā)布時間：2023-10-11

土壤侵蝕對冰島生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴重的破壞，未來氣候變暖可能會加劇這一問題。

2019年，由紐卡斯爾大學的Nick Cutler博士領(lǐng)導的一個研究團隊著手更好地了解局部土壤濕度水平在冰島南部Hamragareaheiei懸崖特征侵蝕中的作用。

研究團隊假設(shè)，靠近現(xiàn)有侵蝕區(qū)域的植物會比遠離侵蝕區(qū)域的植物承受更大的壓力，而這種壓力主要是由土壤水分的可用性和行為(潤濕和干燥周期)驅(qū)動的。

因此，他們推斷，這些健康程度較低（壓力較大）的近端植物阻礙侵蝕的能力較低，可能會加速侵蝕區(qū)域的擴張，從而形成一種破壞性的反饋機制。

實驗

為了驗證他們的理論，該團隊在rofabard（侵蝕懸崖）安裝了九個SM150T土壤濕度和溫度傳感器，自2014年以來他們一直在密切監(jiān)測侵蝕活動。

選擇安裝傳感器的點的特點是表面相對平坦，覆蓋著苔蘚草甸以及覆蓋植被的中等發(fā)達的土丘。

如下圖所示，從侵蝕邊緣到rofabard中心建立了一條11.10米長的樣帶。

土壤濕度測量案例

然后，將SM150T土壤傳感器放置在沿著樣帶的點上——在小丘之間的空洞內(nèi)，以測量侵蝕斜坡的土壤水分含量。

安裝SM150T傳感器

研究團隊在樣帶的所有測量點都移除了一小塊草皮，使他們能夠?qū)⒚總€傳感器水平安裝在5厘米的深度——見下圖。

SM150T傳感器安裝示意圖

然后，該團隊使用SM150濕度傳感器套件（帶即時讀數(shù)單元）在每個新埋設(shè)傳感器的精確位置進行三次土壤濕度測量 - （三個讀數(shù)的）平均數(shù)字作為特定于安裝時間的參考數(shù)據(jù) - 見下表。

一旦就位，傳感器就會被先前移除的草皮塊覆蓋。

傳感器的電纜（通向Delta-T設(shè)備GP2數(shù)據(jù)記錄器）埋在草皮上的一個插槽中，因此它們也被隱藏，GP2數(shù)據(jù)記錄儀本身也埋在草皮下，見圖。

GP2安裝示意圖

測量過程和結(jié)果

SM150T 和 GP2 記錄儀在 21 個月內(nèi)成功收集了水分數(shù)據(jù)，每個傳感器總共進行了 15,095 次測量。

水份測定數(shù)據(jù)的摘要如下。

水份測定數(shù)據(jù)

研究團隊的結(jié)論

項目負責人Nick Cutler博士說：

“SM150T土壤濕度傳感器在Hamragar?ahei?i現(xiàn)場的部署取得了巨大成功，我們從2019年9月9日至2021年5月19日獲得了相當完整的土壤濕度和溫度測量結(jié)果。"

他繼續(xù)說，

“數(shù)據(jù)顯示，年平均土壤濕度水平變化了2倍，從17%到36%不等（在僅11米的距離上差異很大）。

最靠近rofabard懸崖(上圖最左邊)的傳感器的讀數(shù)比我們預(yù)期的要高，該傳感器還顯示，土壤濕度的變化最大。這可能是由于雨水滲透到陡崖表面和暴露沉積物的快速干燥造成的。

數(shù)據(jù)很雜，但至關(guān)重要的是，正如我們預(yù)期的那樣，隨著與陡坡的距離，土壤濕度似乎確實有所增加。