使用SM150T土壤湿度传感器帮助探索冰岛的土壤侵蚀

2023-10-11 15:10:34 点将科技系统集成部 36

土壤侵蚀对冰岛生态系统造成了严重的破坏,未来气候变暖可能会加剧这一问题。

2019年,由纽卡斯尔大学的Nick Cutler博士领导的一个研究团队着手更好地了解局部土壤湿度水平在冰岛南部Hamragarðaheiði悬崖特征侵蚀中的作用。

研究团队假设,靠近现有侵蚀区域的植物会比远离侵蚀区域的植物承受更大的压力,而这种压力主要是由土壤水分的可用性和行为(润湿和干燥周期)驱动的。

因此,他们推断,这些健康程度较低(压力较大)的近端植物阻碍侵蚀的能力较低,可能会加速侵蚀区域的扩张,从而形成一种破坏性的反馈机制。

实验

为了验证他们的理论,该团队在rofabard(侵蚀悬崖)安装了九个SM150T土壤湿度和温度传感器,自2014年以来他们一直在密切监测侵蚀活动。

选择安装传感器的点的特点是表面相对平坦,覆盖着苔藓草甸以及覆盖植被的中等发达的土丘。

如下图所示,从侵蚀边缘到rofabard中心建立了一条11.10米长的样带。

土壤湿度测量案例

然后,将SM150T土壤传感器放置在沿着样带的点上——在小丘之间的空洞内,以测量侵蚀斜坡的土壤水分含量。

安装SM150T传感器

 研究团队在样带的所有测量点都移除了一小块草皮,使他们能够将每个传感器水平安装在5厘米的深度——见下图。

SM150T传感器安装示意图

然后,该团队使用SM150湿度传感器套件(带即时读数单元)在每个新埋设传感器的精确位置进行三次土壤湿度测量 - (三个读数的)平均数字作为特定于安装时间的参考数据 - 见下表。

土壤湿度测量数据

一旦就位,传感器就会被先前移除的草皮块完全覆盖。

传感器的电缆(通向Delta-T设备GP2数据记录器)埋在草皮上的一个插槽中,因此它们也被完全隐藏,GP2数据记录仪本身也埋在草皮下,见图。

GP2安装示意图

测量过程和结果

SM150T 和 GP2 记录仪在 21 个月内成功收集了水分数据,每个传感器总共进行了 15,095 次测量。

水份测定数据的摘要如下。

水份测定数据

研究团队的结论     


项目负责人Nick Cutler博士说:

“SM150T土壤湿度传感器在Hamragarğaheiği现场的部署取得了巨大成功,我们从2019年9月9日至2021年5月19日获得了相当完整的土壤湿度和温度测量结果。”

他继续说,

“数据显示,年平均土壤湿度水平变化了2倍,从17%到36%不等(在仅11米的距离上差异很大)。

最靠近rofabard悬崖(上图最左边)的传感器的读数比我们预期的要高,该传感器还显示,土壤湿度的变化最大。这可能是由于雨水渗透到陡崖表面和暴露沉积物的快速干燥造成的。

数据很杂,但至关重要的是,正如我们预期的那样,随着与陡坡的距离,土壤湿度似乎确实有所增加。