Validering av vattenhaltsestimat och modellering av samband med markvattenhalt på djupet

Sammanfattning

Markpackning utgör ett betydande hot mot jordbrukets produktivitet, eftersom den påverkar rotutveckling, vatteninfiltration och näringsupptag. Markens vattenhalt spelar en avgörande roll för att bestämma risken för packning. Denna studie fokuserar på att validera satellitbaserade estimat av markens vattenhalt från Planet Lab, som används inom Compaction Prevention System (CPS) för att bedöma packningsrisker. Grunddatan från Planet Lab har en upplösning på 1 km x 1 km och skalas ned med hjälp av en modell baserad på Sentinel-2-data för att uppnå en högre rumslig upplösning. Studien analyserar hur väl dessa estimat överensstämmer med fältmätningar och undersöker statistiskt sambandet mellan ytlig och djupare vattenhalt i marken. Data samlades in från jordbruksfält med varierande jordtexturer och vegetation under hösten 2024. Satellitestimaten validerades mot vattenhaltsmätningar vid ytan, och olika metoder användes för att analysera felmått och dataöverensstämmelse. Statistiska modeller utvecklades för att undersöka sambandet mellan vattenhalten vid ytan och vid ett djup på 30–40 cm. Modelleringen baserades på variabler såsom textur (lera, silt, sand och mull), topografi (höjd över havet och lutning), biomassa (från fältmätningar och biomassaindex) och meteorologiska data (från SMHI). Resultaten visar att dygnsmedelvärdet av satellitdata överensstämmer väl med fältmätningarna, vilket tyder på att grunddatan från Planet Lab är tillförlitlig. Däremot uppstår större avvikelser på enskilda punkter, vilket tyder på att nedskalningsmodellen inte fungerar i svenska förhållanden. Därför går det inte att använda PlanetLabs som en tillförlitlig källa på vattenhalt på jordbruksmark i Sverige. En annan möjlig felkälla är att fältmätningarna bygger på vägpunktprover, där enstaka mätningar används för att representera hela 1 km x 1 km-rutor. Eftersom markvattenhalten kan variera avsevärt inom en sådan yta, kan detta bidra till osäkerheter i valideringen. För att förbättra noggrannheten skulle fler mätpunkter per ruta behövas. Statistiska analyser visar också att sandhalt och ytvattenhalt hade en signifikant påverkan på vattenhalten i djupare jordlager (30–40 cm). Studien belyser därmed fjärranalysens potential för att uppskatta markens vattenhalt och bidra till utvecklingen av mer robusta verktyg för att förbättra riskbedömningar av markpackning. För att öka precisionen i framtida prediktioner kan det vara nödvändigt att kalibrera nedskalningsmodellen specifikt för svenska förhållanden och komplettera valideringen med fler markbaserade mätpunkter.