本文選題：高光譜診斷模型 + 典型波段�。� 參考：《南京大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：我國(guó)南方地區(qū)已經(jīng)成為繼歐洲、北美東部之后的第三大酸沉降地區(qū),酸沉降對(duì)生態(tài)系統(tǒng)造成了嚴(yán)重危害。20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的高光譜遙感技術(shù),可以識(shí)別研究對(duì)象的微小變化,已用在植物對(duì)環(huán)境脅迫響應(yīng)的研究中。然而,與其它脅迫相比,當(dāng)植物在短時(shí)間接觸低程度的酸沉降時(shí),由于N和S的施肥效應(yīng)可能表現(xiàn)出促進(jìn)植物生長(zhǎng);隨著接觸時(shí)間的增加或酸性強(qiáng)度較高時(shí),植物體內(nèi)生理生化指標(biāo)發(fā)生了改變;如果繼續(xù)接受酸沉降,將導(dǎo)致植物的不可逆?zhèn)�。因�?監(jiān)測(cè)植物受酸雨影響的突變點(diǎn),進(jìn)而監(jiān)測(cè)早期酸脅迫,對(duì)于植物的健康恢復(fù)具有關(guān)鍵意義。本研究以亞熱帶典型樹種香樟為研究對(duì)象,利用高光譜遙感技術(shù)在葉片尺度和冠層尺度下監(jiān)測(cè)模擬酸雨對(duì)香樟的影響。根據(jù)臨安市當(dāng)?shù)亟邓腟042-h N03-平均比值2:1配置模擬酸雨,然后用水稀釋成pH值分別為5.6、4.5、3.5、2.5的四個(gè)模擬濃度。噴酸時(shí)間為419天,期間共測(cè)量16期葉片尺度、14期冠層尺度的高光譜數(shù)據(jù)。首先,對(duì)高光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,然后通過對(duì)不同酸濃度下的香樟光譜、一階導(dǎo)數(shù)光譜對(duì)比,分析不同酸濃度處理下葉片和冠層的光譜變化;根據(jù)植物對(duì)酸脅迫的響應(yīng)原理,尋找典型波段,并構(gòu)建相應(yīng)的植被差值指數(shù);進(jìn)而構(gòu)建香樟在早期酸脅迫下的光譜響應(yīng)模型。主要結(jié)論如下:(1)在葉片尺度上,最能反映香樟受酸影響變化規(guī)律的典型波段為470 nm～520nm、565nm～700nm,在此基礎(chǔ)上構(gòu)建藍(lán)邊差值指數(shù)與葉片黃邊差值指數(shù)指示香樟對(duì)酸的響應(yīng)。構(gòu)建的酸脅迫診斷模型表明,低(pH4.5)、中(pH 3.5)濃度的酸雨對(duì)香樟葉片生長(zhǎng)均呈現(xiàn)出先促進(jìn)后抑制的作用,拐點(diǎn)發(fā)生在噴酸100天左右,且隨著酸濃度的增加,對(duì)香樟葉片的抑制作用增強(qiáng);高濃度的酸雨(pH2.5)從施酸初期就對(duì)葉片生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,且隨著噴酸時(shí)間的增加抑制作用一直加強(qiáng),最后穩(wěn)定在一個(gè)高值,表明此時(shí)酸雨對(duì)香樟葉片已產(chǎn)生了不可逆?zhèn)Α?2)在冠層光譜中,能較好指示香樟受酸影響變化規(guī)律的敏感波段為570 nm～670 nm,據(jù)此構(gòu)建谷深差值指數(shù)和冠層黃邊差值指數(shù)。研究顯示:低濃度(pH4.5)酸雨在施酸初期對(duì)香樟冠層生長(zhǎng)有促進(jìn)作用,隨著施酸時(shí)間的增加,促進(jìn)作用一直減小,在噴酸時(shí)間為270天左右后,促進(jìn)作用轉(zhuǎn)為抑制作用,；中(pH 3.5)濃度酸雨對(duì)香樟冠層生長(zhǎng)總體上表現(xiàn)為促進(jìn)作用,隨著噴酸時(shí)間表現(xiàn)為促進(jìn)作用減小再到促進(jìn)作用增大的拋物線趨勢(shì),這與香樟在不同溫度下的生長(zhǎng)速度相關(guān);高濃度的酸雨(pH2.5)從施酸初期就對(duì)香樟生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制作用,且隨著噴酸時(shí)間的增加對(duì)香樟的抑制進(jìn)一步加強(qiáng)。(3)在不同濃度的模擬酸雨下,葉片光譜和冠層光譜中的植被差值指數(shù)均能較好的反應(yīng)香樟生長(zhǎng)受酸雨影響隨噴酸時(shí)間的變化。葉片光譜對(duì)香樟受到的酸脅迫反應(yīng)更敏感,由葉片光譜構(gòu)建的植被差值指數(shù)與噴酸時(shí)間擬合度在不同濃度酸雨下均比冠層光譜中的差值指數(shù)高,且由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制的噴酸時(shí)間也比冠層光譜中的早;而冠層光譜則更好的反應(yīng)了香樟整體受酸雨的影響,冠層光譜中構(gòu)建的植被差值指數(shù)變化趨勢(shì)與香樟實(shí)際的長(zhǎng)勢(shì)以及株高的變化都保持高度一致。本研究表明,高光譜遙感的高分辨率特點(diǎn),使其在監(jiān)測(cè)香樟受酸脅迫的響應(yīng)時(shí),能很好的區(qū)分光譜的細(xì)小變化,不同酸濃度下香樟的光譜不同,這表明遙感能用來監(jiān)測(cè)植被受酸雨影響的情況,為大面積利用遙感監(jiān)測(cè)植被酸脅迫提供了理論支撐。
[Abstract]:In this paper , the effects of acid rain on the growth of Cinnamomum camphora were studied by means of high spectral remote sensing technique .
The effects of acid rain ( pH 3.5 ) and acid rain on the growth of Cinnamomum camphora ( Cinnamomum camphora ) were studied .
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S792.23;X517

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本文編號(hào)：2071470