季节性干旱对白皮乌口树(Tarenna depauperata Hutchins)水分状况、叶片光谱特征和荧光参数的影响

干热河谷稀树灌丛常绿植物能够忍受长达半年以上的季节性干旱胁迫,但对这些常绿植物响应干旱胁迫的生理生态机制研究很少。本研究以干热河谷稀树灌丛优势常绿植物白皮乌口树(Tarenna depauperata Hutchins)为研究对象,分别在雨季和干季测定其叶片的水势、压力-体积曲线、气体交换参数、叶片光谱特征以及叶绿素荧光和P700的光能分配。结果显示:受严重季节性干旱胁迫的影响,与雨季相比,干季的凌晨叶片水势(Ψpd)下降至-4.5 MPa,水分传导的叶比导率(KL)下降了49.5%,叶绿素反射指数(NDVI)下降了40.6%,花青素反射指数(ARI)上升至0.074(约为雨季的12.3倍),并且雨季和干季的叶片水势、水分传导效率、叶绿素含量和花青素含量均差异显著(P<0.05)。与雨季相比,干旱导致光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学量子效率(Fv/Fm)显著下降至0.72(P<0.05),即PSⅡ发生光抑制,而光系统Ⅰ(PSⅠ)的活性(Pm)未发生明显变化;干季叶片的最大非光化学淬灭(NPQ)增加了31%,而激发的最大环式电子传递速率(CEF)下降了66%。表明长期干旱胁迫使CEF的激发受到强烈抑制,即光能捕获效率的降低和NPQ的增强促进了白皮乌口树在长期干旱胁迫下的光保护。

乐安江两支流河滩表层土重金属污染五节芒叶片光谱特征响应对比研究

为了解五节芒叶片光谱特征参数对河滩表层土重金属污染响应特征的流域差异,分别在乐安江两支流采集河滩表层土和五节芒叶片样本并测量五节芒叶片光谱。利用污染物富集因子和污染指数对两支流河滩表层土壤重金属污染状况和特征进行对比,并结合采矿点分布和矿种分析两支流河滩表层土污染成因。将五节芒叶片光谱特征参数、可见光波段反射率积分值(A1)和近红外波段反射率积分值(A2)分别与五节芒叶片中重金属含量进行回归分析,结果表明:1)大坞河五节芒叶片光谱特征参数对单一重金属Cu有较好的响应,而在洎水河五节芒叶片光谱特征参数受多种重金属共同影响。这与两支流河滩表层土重金属污染特征一致,并且重金属污染特征与采矿点分布和矿种关系密切。2)乐安江两支流五节芒叶片光谱特征参数均能反映流域河滩表层土的重金属污染规律。在今后的矿山环境调查中应将联系紧密的流域作为一个整体进行研究,加强流域对比。

全球典型植被叶片光谱特征及其对LAI反演的影响分析

在全球范围长时间序列LAI遥感产品反演算法中,植被冠层反射率模型仅使用少量叶片光谱特征代表全球植被全年的典型植被光谱特征,叶片光谱的不确定性导致LAI遥感产品存在一定的误差。目前全球已经构建了多个典型植被叶片波谱数据集,这些数据集包含多个植被物种、不同空间地域及多时相叶片光谱数据,为定量分析叶片光谱特征提供了数据支持。主要利用LOPEX’93、ANGERS’03、中国典型地物波谱数据库和野外实测的叶片光谱数据,以黄边参数、红边参数和叶片光谱指数作为分析指标,探讨不同植被物种、不同气候区和不同物候期的叶片光谱特征差异,及其对植被冠层反射率、LAI反演的影响,为发展考虑现实叶片光谱差异的LAI反演算法提供研究基础。结果表明:植被叶片光谱存在多样性,叶片光谱特征差异主要影响MODIS传感器近红外波段和绿波段反射率值,其中,绿波段反射率值对叶片光谱变化最为敏感;在LAI反演算法中,如果只考虑植被类型而不考虑物种叶片光谱差异,可能会给LAI反演带来大于3的误差。

基于无人机多光谱遥感的水稻冠层光谱特征和氮素营养关系研究

【目的】明确华南地区籼稻主栽品种冠层光谱特征与氮素营养关系,为专家决策系统和精准施肥提供理论基础。【方法】以美香占2号(MXZ2H)和吉丰优1002(JFY1002)为试材,设置施氮0 kg/hm2(N0)、150 kg/hm2(N150)、210 kg/hm2(N210)等3个处理,采用习惯施肥法,在JFY1002中增设施氮180 kg/hm2(N180+)的水稻“三控”施肥法,研究不同施肥方式下水稻叶片光谱特征与氮素营养的关系。【结果】与N0相比,N150处理下MXZ2H和JFY1002叶片氮含量分别增加16.05%和13.76%,N210处理分别增加24.29%和25.00%。N180+处理下JFY1002叶片氮含量与N210处理相比增加18.03%。随着叶片氮含量的增加,蓝光到红光(450~650 nm)波段的叶片反射率逐渐下降,红边到近红外(730~840 nm)波段的叶片反射率逐渐增加,红光650 nm、近红外840 nm处的MXZ2H和JFY1002叶片反射率差异达显著水平。相关性分析结果表明,MXZ2H叶片氮含量与归一化植被指数(NDVI)、绿波段归一化植被指数(GNDVI)、比值植被指数(RVI)、差值植被指数(DVI)和增强型植被指数(EVI)呈正相关;JFY1002叶片氮含量与RVI、EVI、改进非线性植被指数(MNLI)、DVI和NDVI呈正相关。采用多元线性回归建立了MXZ2H和JFY1002叶片氮含量反演模型,R2分别为0.817和0.973,RE分别为8.35%和3.48%。【结论】建立了华南籼稻品种叶片氮含量反演模型,可为精准施肥作业提供理论依据和技术指导。