土壤颜色是人对土壤的直观感觉之一,是土壤在可见光波段的反射光谱特性 ,是土壤剖面特征描述的重要内容 。土壤系统分类中土壤颜色判别主要依据Munsell色空间绘制的土壤色卡 ,将土壤颜色用色调(Hue,以下简称H)、明度(Value,以下简称V)、彩度(Chroma,以下简称C)进行解释,明确土壤颜色在土壤Munsell色卡中的位置 。利用色卡目测土壤颜色易受主客观条件影响,例如判别者色彩敏感度,判别土壤颜色时周围光线、空气湿度等环境条件 。随着光学技术进步,测定土壤颜色的仪器设备已被陆续研发。光谱仪 、数码相机 及更便捷的手机 均可用于测定土壤颜色,却也存在部分问题,如光谱仪等较大型的设备便携性较差,价格昂贵;数码相机、手机这类便携式拍摄装置由于采用不同厂商的感光元件,且无校正,对同一土壤颜色还原程度仍有差距 。能提供准确的色彩信息的便携式测色仪逐渐应用于测定土壤颜色,冯力威等 利用分光测色计CM700d测定河南仰韶村遗址剖面色度指标,以反映该地区古气候变化特征;Stiglitz等 利用色彩色差计Nix测定土壤颜色,并利用色度指标预测土壤有机碳含量。目前正在开展的四川土系调查有大量土壤样品需测定土壤Munsell颜色,本实验利用2种原理不同、价格差距较大的便携式测色仪与利用色卡目测土壤Munsell颜色进行对比,比较二者间土壤颜色的差异,以实现对土壤颜色更准确、快捷的判别,为后续相关研究提供更精准的土壤颜色信息。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
供试土样采集于川中丘陵区(图1)。川中丘陵属典型方山丘陵,位于四川盆地中东部,地跨103°15′至108°30′E, 27°35′至32°52′N,地处长江以北,沱江、涪江、嘉陵江、渠江等中下游,属亚热带湿润季风气候,地貌以中、浅丘为主,丘陵出露地层主要为中生界侏罗系中上统的紫红色泥岩和砂岩,区域内主要土壤类型为雏形土、新成土等(发生分类的紫色土等类型)。
1.2 土样采集与处理
2015至2016年间在川中丘陵区获取27个土壤剖面,依据发生层次自下而上采集分析样品,共97个土样,其中发生分类的紫色土共18个剖面53个土样。由于新鲜土样土块大小不一,色彩均一性较差;水分含量不等,可能发生含水量过饱和现象 ,进而对颜色测定产生一定影响,因此对土样进行风干、过筛、混匀处理,即先将采集的土样平铺于干净牛皮纸,然后剔除动、植物残体和砖瓦等侵入体,置于阴凉处风干,最后将风干土碾碎,过2 mm尼龙筛,混合均匀,装袋备用。
1.3 土壤颜色测定