發(fā)布時間：2020-07-13 03:48

【摘要】：我國有1/6的耕地(約2000萬公頃)受到重金屬污染,每年有超過1200萬噸的糧食受到重金屬污染,損失達(dá)200億元。開展大面積的水稻重金屬遙感監(jiān)測對糧食安全有重要意義。銅脅迫與其他脅迫不同,在一定條件下,植被的光合功能已經(jīng)受到損害,但色素不會被破壞,即色素含量并未減少,基于色素測量的光譜遙感反演可能因此產(chǎn)生誤差。葉綠素?zé)晒饽苊舾械靥綔y脅迫引起的光合功能變化,遠(yuǎn)早于色素含量的變化。本研究將水稻銅脅迫的植被生理、高光譜遙感和日光誘導(dǎo)熒光結(jié)合,通過觀測水稻葉片、冠層、衛(wèi)星水平的表觀反射率和熒光特性,提出日光誘導(dǎo)熒光的提取方法,建立銅脅迫熒光遙感反演模型,驗證精度并應(yīng)用于典型銅礦區(qū),本研究旨在提高水稻銅脅迫反演精度,為水稻生態(tài)環(huán)境變化監(jiān)測提供科學(xué)依據(jù)。本研究主要取得以下結(jié)論:(1)發(fā)現(xiàn)水稻葉片生理生化參數(shù)隨銅濃度和脅迫時間變化的規(guī)律。對照組和處理組水稻葉綠素含量呈現(xiàn)先升后降的變化,一方面說明銅離子對植被的葉綠素含量具有一定的促進作用,而隨著脅迫時間的增加,重金屬會抑制葉綠素的合成,從而導(dǎo)致葉綠素含量的下降。同時,銅脅迫也會引起植被水分代謝失調(diào),脅迫后失水是水分代謝失調(diào)的一個表現(xiàn)。(2)提出根據(jù)不同算法從反射光譜中提取出葉綠素?zé)晒夤庾V方法。單葉水平通過選取葉片熒光輻射微弱的580~650nm范圍內(nèi),采用PROSPECT模型減去葉片表觀反射率,分離出無熒光輻射作用的葉片反射率光譜;冠層水平使用夫瑯禾費暗線原理(FLD、3FLD、i FLD)計算獲得熒光強度。(3)發(fā)現(xiàn)水稻葉片熒光光譜隨銅濃度和脅迫時間變化的規(guī)律。水稻受銅脅迫下的熒光光譜紅光熒光峰686nm在不同銅濃度梯度下呈正相關(guān)(r=-0.876),而遠(yuǎn)紅熒光波峰760nm與銅脅迫強度呈負(fù)相關(guān)(r=-0.985),熒光686/760nm比值與銅脅迫呈正相關(guān)(r=0.903),即熒光差異比表觀反射率表現(xiàn)更明顯。(4)提出銅脅迫反演模型。通過分析日光誘導(dǎo)熒光波譜曲線,發(fā)現(xiàn)760nm處熒光指數(shù)與銅脅迫相關(guān)性較好。最佳模型為一元二次多項式模型,并且應(yīng)用到影像數(shù)據(jù)進行驗證分析,初步得到江西德興銅礦區(qū)附近銅濃度強度分布圖。
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O657.3;S511;TP79
【圖文】：

圖 1-1 日光在葉片中的分布[24]Fig. 1-1 Distribution of sunlight in leaves研究現(xiàn)狀金屬脅迫的高光譜遙感研究

圖 2-1 技術(shù)路線圖Fig.2-1 Technology roadmap of this research2.1.2 實驗材料與儀器2.1.2.1 實驗材料本實驗于 2018 年 8 月中旬移栽浙江省杭州市余杭區(qū)瓶窯鎮(zhèn)崇化村嵩山頭水

圖 2-2 本實驗研究區(qū)Fig.2-2 Study area of this research為：（NH4）2SO4、NaH2PO4、KNO3、K2SO4、C如表 2-1 所示：表 2-1 本研究中水稻營養(yǎng)液配方（母液）15L

【參考文獻】

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本文編號：2752915