【摘要】：我國(guó)有1/6的耕地(約2000萬(wàn)公頃)受到重金屬污染,每年有超過(guò)1200萬(wàn)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(cè)對(duì)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(huì)被破壞,即色素含量并未減少,基于色素測(cè)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(cè)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(guò)觀測(cè)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(yàn)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(cè)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(shí)間變化的規(guī)律。對(duì)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(shuō)明銅離子對(duì)植被的葉綠素含量具有一定的促進(jìn)作用,而隨著脅迫時(shí)間的增加,重金屬會(huì)抑制葉綠素的合成,從而導(dǎo)致葉綠素含量的下降。同時(shí),銅脅迫也會(huì)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(gè)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(guò)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(wú)熒光輻射作用的葉片反射率光譜;冠層水平使用夫瑯禾費(fèi)暗線原理(FLD、3FLD、i FLD)計(jì)算獲得熒光強(qiáng)度。(3)發(fā)現(xiàn)水稻葉片熒光光譜隨銅濃度和脅迫時(shí)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(qiáng)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(guò)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(xiàng)式模型,并且應(yīng)用到影像數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證分析,初步得到江西德興銅礦區(qū)附近銅濃度強(qiáng)度分布圖。
【學(xué)位授予單位】：杭州師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：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(shí)驗(yàn)材料與儀器2.1.2.1 實(shí)驗(yàn)材料本實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(yíng)養(yǎng)液配方（母液）15L

【參考文獻(xiàn)】

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1 馬俊杰;楊琦;王業(yè)耀;楊凱;劉宇兵;趙艷梅;;土壤重金屬快速監(jiān)測(cè)技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J];中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè);2015年03期

2 章海波;駱永明;李遠(yuǎn);周倩;劉興華;;中國(guó)土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中重金屬指標(biāo)的篩選研究[J];土壤學(xué)報(bào);2014年03期

3 劉新杰;劉良云;;葉綠素?zé)晒獾腉OSAT衛(wèi)星遙感反演[J];遙感學(xué)報(bào);2013年06期

4 瞿瑛;劉素紅;李小文;;重金屬Cu脅迫下典型農(nóng)作物葉片日光誘導(dǎo)熒光輻射特征提取研究[J];光譜學(xué)與光譜分析;2012年05期

5 肖俊清;袁旭音;李繼洲;;長(zhǎng)江三角洲地區(qū)土壤和水稻重金屬污染特征研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年19期

6 孫剛;劉良云;鄭文剛;黃文江;尹鳴;;基于夫瑯和費(fèi)暗線原理的太陽(yáng)誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒鈨x[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2009年S1期

7 李紅;馮永忠;楊改河;任廣鑫;丁瑞霞;;銅脅迫對(duì)芥菜光合特性及葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響[J];農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào);2009年08期

8 劉良云;宋曉宇;李存軍;齊臘;黃文江;王紀(jì)華;;冬小麥病害與產(chǎn)量損失的多時(shí)相遙感監(jiān)測(cè)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2009年01期

9 楊璐;高永光;胡振琪;;銅脅迫下植被光譜變化規(guī)律研究[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2008年04期

10 劉素紅;劉新會(huì);侯娟;遲光宇;崔保山;;植物光譜應(yīng)用于白菜銅脅迫響應(yīng)研究[J];中國(guó)科學(xué)(E輯:技術(shù)科學(xué));2007年05期

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1 劉良云;張永江;王紀(jì)華;趙春江;;植被光合作用熒光的被動(dòng)探測(cè)研究[A];成像光譜技術(shù)與應(yīng)用研討會(huì)論文集[C];2004年

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1 唐鵬;水稻銅脅迫的高光譜遙感研究[D];杭州師范大學(xué);2015年

2 劉璐璐;貴陽(yáng)市關(guān)閉煤礦區(qū)煤矸石堆場(chǎng)周邊水稻土重金屬污染特征及評(píng)價(jià)[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 李銳;典型區(qū)域土壤—水稻系統(tǒng)重金屬污染空間變異規(guī)律及遷移轉(zhuǎn)化特征研究[D];南京農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2752915