發(fā)布時(shí)間：2020-07-08 09:18

【摘要】：光合作用指綠色植物吸收光能,固碳釋氧的過(guò)程,是植被生長(zhǎng)過(guò)程中的重要生理活動(dòng),也是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的基礎(chǔ)。傳統(tǒng)光合相關(guān)研究以實(shí)地采樣測(cè)量為主,耗時(shí)費(fèi)力。高光譜遙感技術(shù)的出現(xiàn),不僅大大提升了植被分類精度,更使得大面積、快速、動(dòng)態(tài)、非破壞性地對(duì)植被生理生化參數(shù)進(jìn)行模擬反演稱為了可能。作為生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié),植被光合作用相關(guān)反演是遙感研究的重點(diǎn)。凈光合速率是衡量植被光合作用能力的直接指標(biāo),對(duì)于植被生產(chǎn)力的研究而言,其可與總初級(jí)生產(chǎn)力、凈初級(jí)生產(chǎn)力近似等同。葉是綠色植物光合作用的主要器官,相同條件下,凈光合速率值越高,葉的結(jié)構(gòu)和功能狀況越好。因此,通過(guò)遙感手段對(duì)綠色植被葉片凈光合速率進(jìn)行快速估算,對(duì)植被的碳匯能力和生產(chǎn)力的評(píng)估具有重要意義。本研究中,以地面實(shí)測(cè)的葉片高光譜反射率數(shù)據(jù)和光合數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源,使用常見(jiàn)的葉綠素相關(guān)植被指數(shù)NDVI、EVI2、NDRE、WDRVI、CI、CIgreen、CIrededge、MTCI與入射光合有效輻射PARin的乘積,對(duì)三種農(nóng)作物水稻、油菜、小麥和三種園林作物柑橘、銀杏、樟樹(shù)在不同條件下的凈光合速率值進(jìn)行反演估算,比較不同植被指數(shù)模型的精度和預(yù)測(cè)靈敏度,給出相應(yīng)最優(yōu)的植被指數(shù)模型。同時(shí),分析了環(huán)境條件與物候?qū)艄夂纤俾史囱菽Ｐ偷挠绊?包括氮肥濃度、生育期、水分條件、光照條件等;最后,對(duì)不同植被類型進(jìn)行統(tǒng)一反演,并比較單品種反演與統(tǒng)一反演模型間的精度差異。得出了如下結(jié)論:(1)使用葉綠素相關(guān)植被指數(shù)與入射光合有效輻射的乘積對(duì)單植被類型葉片凈光合速率反演是可行的,對(duì)于水稻、油菜和樟樹(shù)而言,反演模型精度較高,決定系數(shù)R~2均高于0.79;對(duì)于小麥、柑橘和銀杏來(lái)說(shuō),反演模型精度相對(duì)有所降低,R~2均高于0.53,也可以滿足遙感反演精度需求;(2)不同環(huán)境和物候條件對(duì)凈光合速率反演存在一定影響,具體的,高氮肥濃度區(qū)域的水稻具有更高的光能利用率,因此水稻反演模型需按高、低氮濃度進(jìn)行分組;油菜不同生育期下的葉片光合特性存在顯著差異,莢果期葉片的光能利用能力有所降低,全時(shí)期反演模型精度與單時(shí)期相比有所降低,但差異不大;小麥不同水分條件下的葉片光合特性存在顯著差異,控水條件反演模型精度優(yōu)于正常水分條件,不同水分條件統(tǒng)一反演的模型精度明顯降低;園林作物中,柑橘和銀杏在不同環(huán)境光強(qiáng)度下的葉片光合特性存在顯著差異,需按光強(qiáng)分組反演,且弱光條件下,葉片表現(xiàn)出了更高的光能利用率;(3)基于六種植被類型反演模型結(jié)果,考慮了紅邊反射率的植被指數(shù)如CI、NDRE、CIrededge和MTCI等都給出了最為不錯(cuò)的模擬結(jié)果,有著更高的決定系數(shù)和較低的均方根誤差,表現(xiàn)出了穩(wěn)定的通用性,且適用于不同條件、不同植被類型下的凈光合速率統(tǒng)一反演。
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：Q945.11;TP79
【圖文】：

技術(shù)路線示意圖

年降水量 1700mm左右，降雨主要集中于每年 5-10 月，終年無(wú)霜。圖 2.1 武漢大學(xué)雜交水稻實(shí)驗(yàn)田示意圖2.1.2 武漢大學(xué)農(nóng)田灌溉實(shí)驗(yàn)室武漢大學(xué)農(nóng)田灌溉實(shí)驗(yàn)室（30°32′46″N,114°21′49″E）位于湖北省武漢市武昌區(qū)武漢大學(xué)工學(xué)部操場(chǎng)旁，其位置示意如圖 2.2 所示。湖北省武漢市屬亞熱帶季風(fēng)性氣候，具有雨量充沛、日照充足、冬冷夏熱等特點(diǎn)，年日照時(shí)數(shù) 2000 小時(shí)左右，年平均溫度介于 15.5-17.5℃之間，年降水量 1100mm 左右，主要集中于初夏梅雨季節(jié)，年無(wú)霜期 240 天。

圖 2.2 武漢大學(xué)農(nóng)田灌溉實(shí)驗(yàn)田示意圖 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉種植基地中農(nóng)業(yè)大學(xué)花卉種植基地（30°28′18″N,114°21′34″E）位于湖北省武中農(nóng)業(yè)大學(xué)內(nèi)，其位置示意如圖 2.3 所示。湖北省武漢市屬亞熱帶

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7 張鵬

本文編號(hào)：2746370