近日，我院张锐教授团队在《Agricultural Water Management》（中科院一区Top期刊，影响因子6.5）发表了题为“Cross-scale estimation of layered soil moisture in arid walnut orchards via hyperspectral feature fusion”的研究论文。张锐教授担任独立通讯作者，生命科学与技术学院研究生陈天财和园艺与林学学院研究生耶尔扎提·叶尔哈孜共同第一作者。园艺与林学学院包建平教授、团队研究生森宇、夏邱浩和本科生侯纪行参与了本研究，塔里木大学为第一完成单位。该研究得到了国家重点研发计划项目、自治区重点研发项目和塔里木大学校长基金重大培育项目支持，并受到合作单位第一师三团农发中心、河北农业大学、新疆农业大学的支持。

该研究立足于根-冠水力耦合信号跨尺度传递的物理瓶颈，创新性地提出了基于贝叶斯优化权重分配的光谱指数与波段反射率特征融合策略，系统解决了单一光谱特征难以稳定表征核桃深层根系活动层土壤含水量的难题。研究表明，开发的DIV三波段指数有效协同了直接水分吸收波段与间接胁迫响应波段，将中部土层（40–60 cm）的水分探测敏感度提升了10.4%。在此基础上，经贝叶斯优化的特征融合模型对20–40 cm与40–60 cm关键功能层取得了高精度估算（R²分别为0.7878与0.7585）。结合SHAP可解释性分析与t-SNE可视化，研究进一步揭示了驱动光谱响应的生理机制随土深增加发生系统性偏移，从机理层面确立了80 cm作为核桃冠层光谱反演根区水分的理论极限，为干旱区核桃园的精准水分监测与智能灌溉提供了参考路径与见解。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S037837742600243X

图/文陈天财