盐胁迫下滨海湿地碱蓬叶绿素含量的高光谱识别

作者:田燕芹 卢霞 张森 李昱蓉 董洪鹏 林雅丽 温瑞

关键词: 盐胁迫; 叶片叶绿素; 高光谱指数; 碱蓬;

摘要:植物冠层反射光谱与叶片叶绿素含量密切相关。以滨海湿地生态修复的重要植物碱蓬为研究对象,采用盆栽控盐试验研究了碱蓬在盐胁迫条件下叶片叶绿素含量以及冠层反射光谱的响应特征,利用单因素方差分析(one-way ANOVA)和事后检验(Dunnett)相结合的方法分析了叶片叶绿素含量与一阶微分冠层光谱反射率之间的响应关系,以对碱蓬叶片叶绿素含量敏感的波段构建比值光谱指数和归一化光谱指数,并识别出对碱蓬叶片叶绿素含量响应显著的高光谱指数。研究结果表明:50 mmol/L盐胁迫下,碱蓬叶片叶绿素含量最高,当盐胁迫大于50 mmol/L时会抑制碱蓬的光合作用;在可见光波段范围(400-700 nm),中度(300-400 mmol/L)与高度(600 mmol/L)盐胁迫下,碱蓬冠层光谱反射率随叶片叶绿素含量的增加而降低;在不同盐胁迫条件下,543 nm、645-647 nm、663 nm、667 nm、669-670 nm、682 nm、686-687 nm等波段处的一阶微分光谱与叶绿素含量的响应最为显著(p<0.05);利用反射率差值法确定对碱蓬叶片叶绿素含量敏感的高光谱指数的参数D543、D645、D663、D667、D682、D686、D687,发现比值光谱指数D543/D663、D543/D682、D645/D663和归一化光谱指数(D543-D667)/(D543+D667)、(D645-D667)/(D645+D667)、(D645-D682)/(D645+D682)在盐胁迫下对叶片叶绿素含量的响应较为显著(p<0.01),多重判定系数r2均在0.995以上,其中比值光谱指数D543/D682的显著性最好,多重判定系数r2高达0.998。盐胁迫下碱蓬叶片叶绿素含量的高光谱指数识别可为探讨滨海湿地盐地碱蓬滩退化和生态修复的高光谱响应机理研究提供理论参考。


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