烟草叶面积指数的高光谱估算模型

叶面积指数(1eaf area index,LAI)是重要的生物物理参数,亦是各种生态模型、生产力模型以及碳循环研究等的重要生物物理参量,因此具有重要的研究意义。为了探索不同高光谱模型监测烟草叶面积指数LAI的精度,在烟草伸根期,旺长期和成熟期采用ASD Fieldspec HH光谱仪测定了不同水氮条件下烟草冠层的高光谱反射率和叶面积指数数据。选用四个常用的植被指数RVI (ratio vegetation index)、NDVI (normalized difference vegetation index)、MTVI2（Modified second triangular vegetation index）、MSAVI（Modified Soil-adjusted vegetation index）和PCA (principal component analysis)、neural network (NN)三种方法对烟草LAI进行了估算,比较分析了三种方法的估算结果。研究结果表明,植被指数法,主成分分析,神经网络方法LAI都取得了较为理想的结果,其中植被指数法可以较为精确反演烟草LAI,验证模型确定性系数在0.76～0.85之间,主成分分析方法和神经网络方法精度较高,分别为0.938和0.889。主成分分析方法验证模型的稳定性更好,其验证模型的RMSE为0.172,低于四个植被指数和神经网络。MTVI2和MSAVI能较好地去除土壤、大气等条件影响,反演精度高于RVI和NDVI。与基于植被指数建立的模型相比,主成分分析和神经网络可以更好的提高LAI的反演精度。     

红火蚁对我国一些生物潜在影响的初步分析

通过分析国际上对红火蚁影响生境中其他生物的研究成果,认为红火蚁主要通过以下3种方式危害其他生物:(1)攻击、捕食刚孵化的地栖性卵生动物个体,或者以群体力量捕食昆虫幼虫、成虫等;(2)竞争有限的食物资源,导致其他物种因为缺乏足够食物供给而种群数量减少甚至灭绝;(3)通过叮咬而使得某些动物存活率降低,改变生境,甚至弃巢外逃,或者因为受攻击活动量加大而增加被捕食的几率。同时初步分析在《国家重点保护野生动物名录》中列举的379种野生动物名录中,有22种鸟类(占9.6%)、1种两栖类(占14%)、所有的18种爬行类(占100%)可能因为红火蚁的入侵导致种群数量下降甚至灭绝。     

粘虫(Mythimna separata Walker)选择产卵场所的意义及颜色在定位中的作用

根据粘虫的产卵习性,在田间分别测定了置于活体寄主和干枯植物上的卵块被捕食的概率,结果表明,枯草上面的隐蔽卵块被捕食的概率最低,与雌蛾的产卵习性相符,说明粘虫产卵选择习性有其生物学意义,即有利于躲避天敌。同时,实验结果表明粘虫幼虫的抗饥饿能力要强于甜菜夜蛾,是其对成虫产卵场所长期适应的结果。室内成虫对不同植物的产卵选择与田间相一致,光谱测定结果也表明绿色植物与雌蛾喜欢产卵的植物秸秆的光谱特征和波峰存在显著差异。观测粘虫雌蛾对不同颜色纸张的产卵选择发现,其喜欢在黄褐色纸张上面产卵,产卵量和产卵次数明显高于绿色纸张,而三者的光谱特征存在显著差异。     

烟蚜为害特征的高光谱比较

利用手持式高光谱仪测定不同蚜量为害后烟草冠层光谱反射率的变化,同时使用叶绿素计测量叶绿素含量。结果表明,烟草光谱呈现标准植被光谱曲线,烟蚜Myzuspersicae(Sulzer)为害造成烟草光谱反射率下降,近红外波段反射率下降更为明显。和健康烟株相比,轻度(单株顶尖和上部5片叶蚜量≤15头)、中度(15头<单株顶尖和上部5片叶蚜量≤50头)、重度(单株顶尖和上部5片叶蚜量>50头)危害在绿光波段反射率分别下降12%,27%,52%,在近红外波段分别下降15%,20%,38%。对反射率曲线进行微分分析,健康烟株、轻度、中度和重度为害后的一阶导数最大值分别为0.031,0.022,0.026和0.019,其值随着蚜量增加而下降,对应的波长重度为害为718.45nm,其它为716.91nm,红边位置向长波方向移动1.46nm。蓝光、绿光、红光和近红外4个波段反射率和叶绿素含量SPAD值存在良好的线性回归关系,相关系数都达到极显著,绿光波段反射率对叶绿素含量的回归关系尤为显著;同时SPAD值越大,光谱反射率越高。该研究对于应用遥感技术大面积监测烟草生产中病虫害的发生,确定防治适期以及适宜的防治措施具有重要的应用前景。