Page 62 - 《广西植物》2021年第5期
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Ꭾ ऐ 广জ 西জ 植জ 物 ࿗ϟ 卷
此ᖔ本研究目的为以下三点᧥ྉϟɯ探究岩溶区与非岩 定ᤥ 叶片含水率ྉᠮɯ ᢉ ྉ 叶片鲜重 ͱ 叶片干重ɯᣰ
溶区植被叶片含水率反演模型分别构建的必要性ଫ 叶片鲜重ġϟԡԡᤥ
ྉɯ分析不同生境以及叶表结构等对植被含水率反 ϓॹᇺ 光谱指数结构
演的影响ଫྉሕɯ 针对研究地区开发对区域多种植物 为寻找能准确估算叶片含水率的光谱指数模
具有普适性的叶片水分高光谱反演模型ᖔ以期为区 型ᖔ选取四种常用的光谱指数结构进行反演模型
域尺度上监测西南生态脆弱区植被生理状况ܦ生态 构建᧥单波段ܦ差值型ܦ比值型ܦ归一化型ྉ 表 ɯᤥ
功能评估等提供科学依据ᤥ 此外ᖔ一阶导数光谱可以通过分离重叠吸收峰和
降低背景噪声有效提高光谱应用精度ᖔ因此其对
ϟজ 材料与方法 于岩溶区非岩溶区植物叶含水量准确估算有一定
的应用潜力ᤥ 本文基于原始反射光谱及一阶导数
ϓॹϓ 研究区域和实验材料 光谱按以上四种光谱指数结构ᖔ分析所有可能波
研究地点位于桂北区域 的黄冕桉树人工林 段组合模型与叶片含水率的关系ᖔ进而筛选不同
ྉϟԡँጢሕࣕ ጶܦ࿗࿗ऐࣕ શɯܦ桂林植物园常绿阔叶林 生境下多种典型植物的含水率最优反演模型ᤥ
ྉϟϟԡ ϟᎮࣕ ጶܦ ጢ ԡϟࣕ શ ɯ 和 会 仙喀斯特灌丛 ϓॹ 数据处理与分析
ྉϟϟԡϟሕࣕ ጶܦጢԡᤃࣕ શɯ 等 ሕ 个生态定位研究站及 相同生境下从每种植物样本数量中随机选择
其周围相似生境ᖔ土壤主要是砂页岩发育而成的 三分之二构成岩溶区 ᣰ 非岩溶区植物建模数据库ᖔ
红壤ᤥ 该地区属中亚热带季风气候ᖔ年平均气温 用于模型构建ᖔ剩余三分之一用于模型验证ᤥ 岩
ϟँ ቩ ᖔ极端最高气温 ࿗ԡ ቩ ᖔ极端最低气温 ͱ ᤃ 溶区植物共采集样本数据 ጢԡ 组ᖔ其中 ሕ࿗ᤃ 组数
ቩᖔ年均降雨量 ϟ ऐᤃጢᎮ ቝቝᖔ主要集中在 ࿗ᗵऐ 月ᖔ 据用于岩溶区模型的构建ᖔ剩余的 ϟᎮ࿗ 组数据用
无霜期 ሕԡ ʛ 以上ᖔ年日照时间达 ϟᤃँँ ၤ 以上ᤥ 于模型检验ଫ非岩溶区植物共采集样本数据 ϟᎮ࿗
选择在岩溶区以及非岩溶区分布的主要乔木和灌 组ᖔ其中 ϟϟᤃ 组数据用于非岩溶区模型构建ᖔ剩余
木植物共 ϟᎮ 种为研究对象ᤥ 的 ጢऐ 组数据用于模型检验ᤥ 选用决定系数ྉ ቴ ɯ
于 ԡϟऐ 年 ϟϟ 月至 ԡϟँ 年 ϟϟ 月期间每两个 和均方根误差ྉᥘ୩ጶɯ作为模型的检验指标ᖔቴ 越
月进行一次采样ᖔ每种植物选取至少 ሕ 片成熟健 大ᖔᥘ୩ጶ 越小ᖔ模型反演精度越高ᤥ
康叶片装入保鲜袋ᖔ并立即放入低温采样箱中带
回实验室进行测量ᤥ 样品总量为 ᤃँ࿗ 个ᖔ物种和 জ 结果与分析
样品含水率分布信息见表 ϟᤥ
ϓॹԣ 叶片光谱与含水率测定 ԣॹϓ 已知光谱指数在岩溶区与非岩溶区植物叶片
采用美国 ዶ୩᧕ èᔽᔀʛ୩ᡱᔀዹ ࿗ ̀ᔽ᥋ᔀ༁ 光谱仪ྉ 测 含水率中的应用
定波长范围为 ሕጢԡ ጲ ጢԡԡ Ⴟቝᖔ光谱分辨率最高为 将文献中基于特定植物提出的估算叶片含水
ሕႿቝɯ自带光源的叶片夹ᖔ夹取叶片样本中间部位 量的部分光谱指数应用于桂北岩溶区和非岩溶区
ྉ避开叶片主脉ɯ 测量叶片反射光谱ᖔ对同一样本 植物叶片含水率估算结果ྉ 表 ሕɯ 显示ᖔ大部分光
连续测量 ሕ 条原始光谱并进行平均处理得到该样 谱指数与本数据库叶片含水率拟合效果较差ᖔ对
本的反射率光谱ᤥ 在测定过程中ᖔ每隔 ጢቝᔽႿ 进行 岩溶区和非岩溶区的拟合 ቴ 大于 ԡጢ 的指数占所
一次标准白板校正ᤥ 采用上海梅特勒ͱ托利多国 有试验指数的比例分别仅为 ሕሕሕᠮ和 ϟሕሕሕᠮᤥ 其
际有限公司的天平ྉ 型号为 ዶጶ࿗ԡ᥋୩ᖔ称重范围为 中ᖔ指数 ᧕᧧ 在岩溶区与非岩溶区均表现
ྉϟ࿗࿗ጢᖔሕԡጢɯ
ԡ ጲ ሕԡ ੫ᖔ分度值为 ԡϟ ቝ੫ɯ称量叶鲜重和干重ଫ使 最好ᖔ拟合 ቴ 分别达到 ԡጢ 和 ԡᤃϟᤥ
用电热鼓风干燥箱ྉ 型号为 ᧕̀᥈᥋ँԡሕԡᖔ控温范围 ԣॹԣ 岩溶区植物叶片含水率反演
为 ϟԡ ጲ ԡԡ ቩ ᖔ恒温波动范围为 ōϟ ቩ ɯ 进行叶片 从图 ϟ 可以看出ᖔ岩溶区植物反射光谱在单波
烘干ᖔϟԡጢ ቩ 杀青 ሕԡ ቝᔽႿ 后ᖔ于 Ꭾԡ ቩ 烘至质量恒 段和不同波段组合中对叶片含水率拟合较好的区
