使用SM150T土壤濕度傳感器幫助探索冰島的土壤侵蝕

時間：2023/10/11閱讀：1956

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，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，使他們能夠將每個傳感器水平安裝在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，但至關重要的是，正如我們預期的那樣，隨著與陡坡的距離，土壤濕度似乎確實有所增加。

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