2024年10月27日第二十三屆中國生態大學在遼寧省沈陽市圓滿閉幕，本次大會土壤生態健康作為重要議題引發與會人員的熱烈討論，土壤生態健康對于維護生態平衡、保護生物多樣性、應對氣候變化、促進農業生產和土地資源可持續利用等方面具有重要意義。

       北京易科泰生態技術有限公司長期致力于土壤生態方向的技術研發與實驗研究，結合國際先進的高光譜成像技術創新應用，推出了土壤生態研究監測技術方案，可幫助用戶快速了解土壤有機質含量、土壤污染分布情況，同時了解土壤呼吸速率，評估土壤微生物的生物量和活性，可廣泛應用于土壤有機質含量分析、土壤污染物降解研究、礦區土壤生態修復等領域。該方案主要基于以下技術： 

 土壤呼吸測量技術

 SoilLab多通道實驗室土壤呼吸測量系統，可用于實驗室測量土壤動物、微生物呼吸、根呼吸等，特別適用于濕地土壤、工業污染土壤、固廢等的微生態實驗模擬觀測

EGA60多通道氣體交換測量系統可對24個土壤樣品持續測量分析CO2/H2O，并在線顯示分析結果，可選配熒光光纖氧氣傳感器進行土壤O2測量分析

土壤高光譜成像分析技術

左圖：Ecodrone? UAS-8高光譜無人機遙感系統，高性能推掃式高光譜成像技術，厘米級地面分辨率2cm@30m，可應用于大尺度土壤高光譜掃描分析；右圖：PhenoPlot輕便型移動掃描平臺，輕便、可折疊，高度80-180cm可調，內置溫濕度、光照度傳感器，可實現自動運行程序，適用于野外樣方土壤高光譜檢測

左圖：SisuROCK高通量土壤樣芯高光譜成像分析系統，一次可搭載VNIR、SWIR、MWIR 和 LWIR 等多款高光譜相機，每天可自動完成數百米長度的樣芯成像分析，實現土壤有機質、土壤重金屬污染的準確檢測；右圖：PhenoTron?-XYZ大型成像分析平臺，采用STP技術和在線視覺監控； XYZ三軸全自動運行，可精 準定位掃描成像分析，運行精度1mm，適用于實驗室或溫室大田的高通量土壤檢測

應用案例：

干旱地區土壤生物結皮與土壤地化循環

美國德克薩斯大學的Kristina等，研究了生物結皮滲漏液在促進地下營養和可溶性碳庫以及地下微生物循環中的作用。使用SoilLab土壤呼吸測量系統測量不同演替階段的生物結皮下的土壤樣本呼吸速率，用于評估土壤微生物的生物量和其活性，發現生物結皮和地下礦質土壤之間的養分和C連通性程度取決于生物結皮演替階段和其養分元素可以通過對養分的可利用性和CO2通量的反饋，來評估旱地土壤的生物地質化學循環狀況。（參考文獻：Young K E, et al. Vertical movement of soluble carbon and nutrients from biocrusts to subsurface mineral soils[J]. Geoderma, 2022.）

堆肥污水污泥改善土壤污染

 捷克生命科學大學的研究人員Martin等發現堆肥污水污泥在研究區作為土壤修復劑表現出適用性，盡管需要考慮堆肥原料的質量、異質性和場地背景值等因素，但土壤呼吸等指標表明，在污泥應用后六個月內，未對土壤健康造成不良影響，且土壤毒理性降低。（參考文獻：Vítková M, et al. Sustainable use of composted sewage sludge: Metal (loid) leaching behaviour and material suitability for application on degraded soils[J]. Science of The Total Environment, 2024.）

高光譜成像技術檢測土壤有機質

加拿大阿爾伯特大學的研究者Sorenson利用Specim SisuROCK高光譜成像系統，采集三種不同輪作土壤剖面的VNIR-SWIR高光譜數據，結合元素分析儀建立有機碳SOC和氮TN預測模型，發現輪作中添加牧草增加了土壤SOC和TN的含量，多集中在表層。（參考文獻：Sorenson P T, Quideau S A, Rivard B, et al. Distribution mapping of soil profile carbon and nitrogen with laboratory imaging spectroscopy[J]. Geoderma, 2020.）

無人機高光譜成像技術檢測土壤污染分布

西班牙奧維耶多大學的研究人員基于地面地球化學調查、無人機遙感獲取的高光譜數據以及機器學習技術實現了對土壤污染物分布的穩健預測。其中，隨機森林模型為土壤和植被中的As和Hg濃度提供了最 佳的無偏模型，對污染物含量和分布的預測與地面實測化學數據吻合良好，且對As的預測精度高于Hg。（參考文獻：Salgado L, López-Sánchez C A, Colina A, et al. Hg and As pollution in the soil-plant system evaluated by combining multispectral UAV-RS, geochemical survey and machine learning[J]. Environmental Pollution, 2023）

        北京易科泰生態技術公司長期致力于生態-農業-健康領域儀器的研發、應用與推廣，為土壤養分、土壤重金屬污染、土壤-植物互作關系研究提供從實驗室到野外，從地面到無人機遙感全方位解決方案：

· SoilLab實驗室多通道土壤呼吸實驗測量系統

· EGA60高通量實驗室土壤呼吸測量系統（最多可達24通道）

· SoilBox343便攜式土壤呼吸測量系統，可選配土壤水分與溫度測量傳感器

· OTC-Auto群落光合-呼吸原位監測系統

· PhenoTron?-HSI實驗室高光譜成像分析系統

· PhenoTron?-XYZ大型高光譜成像分析系統

· IQ智能手持式高光譜成像系統

· Ecodrone?無人機高光譜遙感平臺