本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)字相機(jī)的櫟林物候及其生理特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,國內(nèi)基于數(shù)字相機(jī)觀測的植物物候研究成果甚少,在分析驅(qū)動物候現(xiàn)象的植物生理機(jī)制方面更是鮮有。因此,本研究以長江三角洲城市森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究的櫟樹林為對象,基于數(shù)字相機(jī)觀測技術(shù),獲取了2014年櫟樹林物候數(shù)據(jù)；并結(jié)合人工觀測及植物生理生化指標(biāo)的室內(nèi)分析與測定,繪制了櫟林物候的季節(jié)性變化特征曲線,明確了櫟林物候期變化與同期櫟葉生理生化指標(biāo)間變化的不同步性,并探討了導(dǎo)致這一現(xiàn)象的植物生理學(xué)誘因；借助相關(guān)分析,建立了櫟林物候指數(shù)與櫟葉生理生化指標(biāo)間的數(shù)學(xué)模型,評估了數(shù)字相機(jī)觀測技術(shù)在櫟林物候?qū)W研究中的適用性。研究結(jié)果總結(jié)如下：(1)基于數(shù)字相機(jī)觀測技術(shù)的相對綠度指數(shù)(Green Chromatic Coordinate,Gcc)是反映櫟林冠層動態(tài)(包括遮蓋度以及綠度)的可靠參數(shù)。根據(jù)Gcc的季節(jié)變化趨勢可以將櫟林生長季劃分為如下五個時(shí)期(櫟林整個生長季長度約為255天,以2014年1月1日為時(shí)間起點(diǎn),下同)：①綠值增長初期(80～86天,即櫟林爆芽期),櫟樹陸續(xù)爆芽,櫟林冠層出現(xiàn)綠色；②綠值增長中期(86～104天,即櫟林展葉期),櫟林Gcc、葉面積指數(shù)(Leaf Area Index, LAI)及櫟葉SPAD(Soil Plant Analysis Development, SPAD)、葉片尺寸均逐漸增加,且Gcc于第104天達(dá)到季節(jié)峰值0.45；③綠值增長末期(104天～160天),冠層綠度明顯加深,Gcc下降,而LAI及SPAD陸續(xù)增至峰值；④櫟林成熟期(160天～278天),此時(shí)Gcc、SPAD基本保持不變,LAI略有下降；⑤秋季落葉期(278天-335天),櫟林冠層變黃且落葉,Gcc、LAI及SPAD逐漸下降至休眠期水平。(2)在櫟林整個生長季中,基于櫟葉面積的葉綠素含量(chlorophyll concentration, chla)^凈光合速率(net photosynthetic rate, Pn)以及比葉重(Leaf Mass per Area, LMA)整體呈現(xiàn)出“拱橋”型的季節(jié)變化特征,且依次達(dá)到峰值；櫟葉全氮含量(Total Nitrogen, TN)和冠層水分含量(Equivalent Water Thickness, EWT)均整體呈現(xiàn)出“倒S”型的季節(jié)變化特征。此外,通過分層測定樹葉生理生化性質(zhì),發(fā)現(xiàn)林冠櫟葉的Pn、TN以及LMA具有明顯的分層特征,其數(shù)值大小順序?yàn)樯蠈又袑酉聦印?3)相關(guān)分析表明,在綠值增長末期,櫟林的Gcc與chla、P、TN、MA及EWT均呈極顯著相關(guān)關(guān)系；其中,Gcc與chla及LMA呈線性負(fù)相關(guān),即隨著Gcc的下降,chla及LMA均分別以591.87和829.28的單位增加量響應(yīng),R2分別為0.856和0.930；Gcc與Pn、 TN以及EWT的擬合方程為多項(xiàng)式,R2分別為0.700、0.789和0.569。在秋季落葉期,發(fā)現(xiàn)隨著Gcc的下降,chla、Pn以及TN均以冪數(shù)形式響應(yīng),R2分別為0.866、0.682和0.794；而Gcc與LMA及EWT的擬合方程為多項(xiàng)式,R2分別為0.794和0.930。因此,Gcc指數(shù)經(jīng)分段修正后在一定程度上可以反映植物生理生化指標(biāo)的季節(jié)變化。(4)雖然,櫟林Gcc指數(shù)的季節(jié)變化趨勢與櫟葉ch1、Pn以及LMA的變化規(guī)律相似,但Gcc的季節(jié)峰值點(diǎn)明顯提前于櫟葉各項(xiàng)目生理指標(biāo)的變化峰值。通過對比人工觀測數(shù)據(jù)及櫟葉的生理指標(biāo)特征值,發(fā)現(xiàn)櫟林Gcc春季的季節(jié)變化特征反映了櫟葉主要生理功能的變化,其季節(jié)峰值點(diǎn)是葉片主要功能從增長尺寸到完善細(xì)胞結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)折點(diǎn),而并非是表征葉片綠度的葉綠素含量峰值點(diǎn)。(5)因此,數(shù)字相機(jī)觀測技術(shù)能夠自動高頻地獲取櫟林冠層圖像,量化櫟林冠層動態(tài),在物種水平上準(zhǔn)確客觀地實(shí)現(xiàn)了對櫟林物候的監(jiān)測。與人工觀測相比,數(shù)字相機(jī)觀測省時(shí)省力,而且基于此技術(shù)手段獲取的數(shù)據(jù)具有連續(xù)性和客觀性,是野外科研工作者開展物候研究的高效工具。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字相機(jī)觀測技術(shù) 櫟林 物候特征 植物生理特征 葉綠素含量 凈光合速率
【學(xué)位授予單位】：南京信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB852;S792.18
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-17
• 1.1 研究背景9-10
• 1.2 研究進(jìn)展10-15
• 1.2.1 數(shù)據(jù)采集的主要影響因素10-12
• 1.2.2 圖像數(shù)據(jù)分析方法12-14
• 1.2.3 與衛(wèi)星遙感觀測技術(shù)相結(jié)合的研究成果14
• 1.2.4 與渦度相關(guān)技術(shù)相結(jié)合的研究成果14-15
• 1.3 研究目的與意義15-17
• 第二章 材料與方法17-23
• 2.1 研究樣地概況17
• 2.2 研究內(nèi)容與擬解決的科學(xué)問題17-18
• 2.2.1 研究內(nèi)容17-18
• 2.2.2 擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問題18
• 2.3 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)18
• 2.4 技術(shù)路線圖18-19
• 2.5 具體研究方案19-22
• 2.5.1 物候指標(biāo)的測定19-21
• 2.5.2 植物生理生化指標(biāo)的測定21-22
• 2.6 數(shù)據(jù)分析22-23
• 第三章 櫟樹林物候的季節(jié)變化特征23-33
• 3.1 基于數(shù)字相機(jī)觀測的櫟樹林物候特征23-27
• 3.1.1 綠值增長期24-25
• 3.1.2 成熟期25-26
• 3.1.3 落葉期26-27
• 3.2 櫟樹林葉面積指數(shù)的季節(jié)變化特征27-28
• 3.3 櫟樹葉片SPAD值的季節(jié)變化特征28-29
• 3.4 G_(CC)與LAI及SPAD值的相關(guān)分析29-30
• 3.5 本章小結(jié)30-33
• 第四章 櫟葉生理生化指標(biāo)的季節(jié)變化特征及其相關(guān)性分析33-47
• 4.1 櫟樹葉片生理生化指標(biāo)的季節(jié)變化特征33-38
• 4.1.1 葉綠素含量33-35
• 4.1.2 凈光合速率35-36
• 4.1.3 全氮含量36-37
• 4.1.4 比葉重與冠層水分含量37-38
• 4.2 櫟樹葉片生理生化指標(biāo)間的相互作用38-41
• 4.3 相對綠度指數(shù)與櫟葉生理生化指標(biāo)間的相關(guān)性分析41-44
• 4.4 本章小結(jié)44-47
• 第五章 研究結(jié)論與研究展望47-51
• 5.1 研究結(jié)論47-48
• 5.2 研究展望48-51
• 參考文獻(xiàn)51-61
• 致謝61-63
• 附錄63

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 林賢青,朱德峰,周偉軍,張玉屏;超級雜交稻穗分化期葉片比葉重與光合速率的關(guān)系[J];中國水稻科學(xué);2003年03期

  本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)字相機(jī)的櫟林物候及其生理特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：459735