白浆土障碍层空间分布特征的精准解析是实现土壤改良的关键。然而，传统的土壤发生层获取方法，如挖掘土壤剖面和土壤钻探，不仅耗时费力，而且信息量有限。这些方法的局限性使得我们难以全面了解障碍层分布，而这一信息对于制定科学的土壤改良措施至关重要。

为克服传统方法的局限性，中国科学院东北地理与农业生态研究所农业遥感学科组的研究人员采用了探地雷达（GPR）技术在三江平原的典型白浆土区域进行了实验，使用了中心频率为100 MHz、250 MHz、500 MHz和800 MHz的探地雷达（GPR）设备来收集数据。为了处理这些GPR数据，研究人员结合了小波变换、变分模态分解（VMD）和包络提取方法。这些方法有助于从雷达信号中提取土壤发生层的特征信息。研究人员还使用了同轴探头法来获取土壤的介电常数和电磁波速度，以提高不同土壤发生层识别的准确性。

研究结果表明，不同白浆土的介电特性存在显著差异，这为探地雷达技术识别土壤层提供了理论依据。通过不同频段探地雷达数据能够准确识别白浆土不同土壤发生层的边界位置，并成功识别出障碍层。例如，250 MHz天线的数据可以识别淋溶层和淀积层之间的边界，而500 MHz天线的数据则可以识别耕作层和淋溶层之间的边界。此外，研究还发现，不同频率的探地雷达天线适用于不同的土壤发生层检测，800 MHz天线的数据能够提供更清晰的土壤发生层信息，但由于其检测深度较浅，可能不适用于深层土壤层的检测。这些发现为三江平原地区白浆土改良提供了重要的技术支持。

图1 研究区及采样点分布图。图（a）为研究区位置，图（b）和（c）为曙光农场和852农场采样点

图2 852农场白浆土不同土壤发生层介电谱

该研究发表在农林科学领域1区Top期刊Computers and Electronics in Agriculture上，由农业遥感组2024级博士生阮伟民（第一作者）、研究员刘宝江（通讯作者）和研究员刘焕军等人共同完成。本研究得到吉林省发改委创新能力建设项目（2021C044-10）和国家重点研发计划（2021YFD1500100）资助。

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https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.110296