Application of moisture data from SMAP satellites to monitor soil salinity changes in salt-affected areas
Article Sidebar
Main Article Content
Abstract
Soil moisture usually relates to soil salinity levels in areas affected by salts. Presently, soil moisture data measured by satellites are widely used. Thus, the objectives of this research were to 1) find the relationship between the directly measured soil moisture and soil moisture obtained from SMAP satellite, 2) observe the relationship between the soil moisture obtained from two methods and soil salinity variability, and 3) apply the soil moisture values obtained from SMAP satellite to assess soil salinity. Four study locations were conducted in Kasetsart University, Kamphaeng Saen Campus where they were affected by salt. Soil samples at the depth of 0–10 centimeters were collected in triplicate every 7 days between November 2022 and February 2023, in a total of 16 times. The results found that directly obtained soil moisture values ranged from 6.04–27.94% and soil moisture obtained from SMAP satellite ranged from 19.95–32.31%. The moisture values varied according to rainfall in the area. The electrical conductivity values ranged from 30.3–125.7 dS/m, indicating that all study locations had salinity values exceeding standards, which could be classified as salt-affected soils during the study period. When soil moisture value increased, electrical conductivity value decreased resulting in the negative relationship in linear equation between directly obtained soil moisture value and electrical conductivity value, with R² value (P < 0.01) of 0.4773 (Point 1), 0.7345 (Point 2), 0.6821 (Point 3), 0.8564 (Point 4) and that between soil moisture values obtained from the SMAP satellite and electrical conductivity with R² value (P < 0.01) of 0.8779 (Point 1), 0.8222 (Point 2), 0.6204 (Point 3), 0.7471 (Point 4). These findings suggest the possible utilization of soil moisture data from SMAP satellites instead of moisture data obtained directly from soil sampling in the field to quickly monitor the changes in soil salinity using an equation of
Article Details
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
References
กนกวรรณ ฟักอ่อน. 2555. การแพร่กระจายและสมบัติของดินที่มีผลกระทบจากเกลือ ในพื้นที่อำเภอกำแพงแสน จังหวัดนครปฐม. วิทยานิพนธ์ ปริญญาวิทยาศาสตร มหาบัณฑิต มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. นครปฐม.
กรมพัฒนาที่ดิน. 2553. กระบวนการวิเคราะห์ตรวจสอบดินทางเคมี. กรมพัฒนาที่ดิน, กรุงเทพฯ.
เกรียงไกร จุเฉย, นภาพร พันธุ์กมลศิลป์, ธวัชชัย อินทร์บุญช่วย และสิรินภา ช่วงโอภาส. 2566. ติดตามการเปลี่ยนแปลงความเค็มของดินและความสัมพันธ์กับค่าความชื้นดินในดินที่ได้รับผลกระทบจากเกลือ บริเวณมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน. น. 2092-2101. ใน: การประชุมวิชาการระดับชาติ ครั้งที่ 20 7–8 ธันวาคม 2566. มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ วิทยาเขตกำแพงแสน, นครปฐม.
คณาจารย์ภาควิชาปฐพีวิทยา. 2541. ปฐพีวิทยาเบื้องต้น. ภาควิชาปฐพีวิทยา มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์, กรุงเทพฯ.
จันทนา ปัญญาวราภรณ์ และศรีสุนี วุฒิวงศ์โยธิน. 2566. การพัฒนาโปรแกรมเติมค่าสูญหายข้อมูลฝนรายวันจากวิธีถ่วงน้ำหนักระยะทางผกผันและวิธีถ่วงน้ำหนักสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์. วารสารวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยศรีนครินทรวิโรฒ. 18: 70–81.
ไชยสิทธิ์ เอนกสัมพันธ์. 2545. การประเมินการสูญเสียดินในประเทศไทย. กรมพัฒนาที่ดิน, กรุงเทพฯ.
พิชัย วิชัยดิษฐ์. 2540. การอ่านและการใช้แผนที่ดินเค็มในภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. กรมพัฒนาที่ดิน, กรุงเทพฯ.
อุมาพร จารุสมบัติ. 2557. ดาวเทียมดวงใหม่ ตรวจวัดความชื้นของดิน. วารสารสถาบันส่งเสริมการสอนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 42: 16–21.
เอกสิทธิ์ โฆสิตสกุลชัย, อิศเรศ กะการดี, กฤตกานต์ เคลือบมณี, ชลชลิตา ศิริสาขา, ณธศร สุริยะโชติตระกูล, รณชัย กล่อมจิต, ยุทธนา พันธุ์กมลศิลป์, มารุต ราชมณี, บุญลือ คะเชนทร์ชาติ และสรรธาร พชสิทธิ์. 2564. การศึกษาเปรียบเทียบความชื้นในดินจากข้อมูลดาวเทียม SMAP กับการตรวจวัดด้วย TDR ในพื้นที่นาข้าวภาคตะวันออกเฉียงเหนือ. วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี. 10: 9–24.
Arunin, S., and P. Pongwichian. 2015. Salt-affected soils and management in Thailand. Bulletin of the Society of Sea Water Science, Japan. 69: 319–325.
Black, C. A. 1965. Method of soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbiological Properties. Madison, Wisconsin: American Society of Agronomy.
Chaganti, V. N., D. M. Crohn, and J. Simunek.2015. Leaching and reclamation of a biochar and amended saline-sodic soil with moderate SAR reclaimed water. Agricultural Water Management. 158: 255–265.
Dandridge, C., B. Fang, and V. Lakshmi. 2020. Downscaling of SMAP soil moisture in the Lower Mekong River Basin. Water. 12: 56.
Entekhabi, D., S. Yueh, P. E. O’Neill, K. H. Kellogg, A. Allen, R. Bindlish, M. Brown, S. Chan, A. Colliander, and W. T Crow. 2014. SMAP Handbook: Soil Moisture Active Passive. National Aeronautics and Space Administration, USA.
Fu, Z., P. Wang, J. Sun, Z. Lu, H. Yang, J. Liu, J. Xia, and T. Li. 2020. Composition, seasonal variation, and salinization characteristics of soil salinity in the Chenier Island of the Yellow River Delta. Global Ecology and Conservation. 24: e01318.
Ghazali, M. F., K. Wikantika, A. B. Harto, and A. Kondoh. 2020. Generating soil salinity, soil moisture, soil pH from satellite imagery and its analysis. Information Processing in Agriculture. 7: 294–306.
Hajj, M. E., N. Baghdadi, M. Zribi, N. R. Fernández, J. P. Wigneron, A. Al-Yaari, A. A. Bitar, C. Albergel, and J. C. Calvet. 2018. Evaluation of SMOS, SMAP, ASCAT and Sentinel-1 Soil Moisture Products at Sites in Southwestern France. Remote Sensing. 10: 569.
Kellner, O., D. Niyogi, M. Lei, and A. Kumar. 2012 . The role of anomalous soil moisture on the inland reintensification of Tropical Storm Erin (2007). Natural Hazards. 63: 1573–1600.
Machado, R. M. A., and R. P. Serralheiro. 2017. Soil salinity: effect on vegetable crop growth. Management practices to prevent and mitigate soil salinization. Horticulturae. 3: 30.
Puengpan, N., T. Subhasaram, P. Patcharapreecha, and H. Wada. 1992. Characteristics of salt-affected soils in Northeast Thailand with special reference to soilplant relationships, pp. 97-105. In: Proceedings of Symposium“Strategies for Utilization of Salt Affected Land”. 17-25 May 1992, Bangkok, Thailand.
Reichle, R., G. De Lannoy, R. D. Koster, W. T. Crow, J. S. Kimball, and Q. Liu. 2018. SMAP L4 Global 3-hourly 9km EASE-Grid Surface and Root Zone Soil Moisture Analysis Update, Version 4. [Indicate subset used]. Boulder, Colorado USA. NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center.
Reichle, R. H., Q. Liu, R. D. Koster, W. T. Crow, and G. J. M. De Lannoy, J. S. Kimball, J. V. Ardizzone , D. Bosch, A. Colliander, M. Cosh, J. Kolassa, S. P. Mahanama, J. Prueger, P. Starks, and J. P. Walker. 2019. Version 4 of the SMAP Level‐4 Soil Moisture algorithm and data product. Journal of Advances in Modeling Earth Systems. 11: 3106–3130.
Tully, K. L., D. Weissman, W. J. Wyner, J. Miller, and T. Jordan. 2019. Soils in transition: saltwater intrusion alters soil chemistry in agricultural fields. Biogeochemistry. 142: 339–356.
U.S. Salinity Laboratory Staff. 1954. Diagnosis and improvement of saline and alkali soils. Department of Agriculture Handbook No. 60, Washington, U.S.
Yang, Y., M. Maki, R. Ye, D. Saito, T. Nontasri, M. Srisutham, S. Sritumboon, S. Sukchan, K.i Yoshida, K. Oki, and K. Homma. 2022. Yearly change in severely salt-damaged areas in paddy fields in Ban Phai in Northeast Thailand. Hydrological Research Letters. 16: 7–11.
Wang, N., J. Peng, J. Xue, X. Zhang, J. Huang, A. Biswas, Y. He, and Z. Shi. 2022. A framework for determining the total salt content of soil profiles using time-series Sentinel-2 images and a random forest-temporal convolution network. Geoderma. 409: 115656.
