多源多角度遥感数据反演森林叶面积指数方法

利用北京1号和Landsat多源数据组合成4个角度多波段数据集,在考虑森林三维垂直分布特点的基础上,结合INFORM几何光学与辐射传输混合模型,通过聚类+神经元网络方式,建立相应的多源多角度LAI反演模型。最后利用实地LAI测量数据和MODISLAI产品,对不同角度组合和噪声水平下的LAI反演结果进行验证。结果表明:在保证数据质量的条件下,通过增加角度可以提高森林的LAI反演精度,最终R2=0.713,RMSE=0.957,比单个角度的反演精度平均提高约20%。     

不同株型玉米光响应曲线的特征参数研究

以平展型品种高油115、中间型品种农大108和紧凑型品种郑单958为供试材料,利用LI-6400便携式光合测定系统测定了玉米吐丝期不同叶位的光响应曲线,并提取出曲线的特征参数。结果表明：不同株型玉米吐丝期光响应曲线的特征参数存在着差异,不同叶位的最大光合速率值均为农大108＞郑单958＞高油115;表观量子利用效率和暗呼吸速率均为郑单958＞农大108＞高油115,揭示了不同株型品种间光能利用特点差异的生理学基础。     

超高产小麦冠层光辐射特征的研究

在超高产栽培条件下,对多穗型小麦品种豫麦49的冠层光辐射特征进行了研究.结果表明,豫麦49叶面积指数 LAI 全生育期变化为单峰曲线,由越冬期开始逐渐增大,于开花期达最大值,之后下降.开花后D2 基本苗为150×104株/hm2 处理绿叶面积保持时间较长.其叶片分布 LD 处理间存在显著差异,但以D2处理的LD较为合理.各时期处理间平均叶倾角 MFIA 均为高密度的大于低密度的,返青以前不同处理间的差异较小,拔节以后差异增大,灌浆后期各处理MFIA均有减小趋势.消光系数 K 随天顶角增大而增大,D2处理冠层消光系数适中,且分配较优.冠层直射辐射透过系数 TR 随天顶角增大逐渐减小,开花期各处理之间差异显著,灌浆中期各处理之间差异减小.D2处理因其产量三因素协调而产量显著高于其它处理.综合以上结果可知,豫麦49在超高产条件下以D2处理的冠层结构最优,表现为LAI大小适中,叶片分布均匀,冠层消光系数分布合理,光能利用率较高.     

玉米叶片三维形态的数学模拟研究

根据玉米叶片三维形态特征,应用悬臂梁模型来描述玉米叶曲线,对描述玉米叶片边缘扭曲的数学模型进行改进后,提出了基于特征参数的玉米叶片三维形态数学模型及其实现方法,本模型大大减少了描述全米叶片三维形态的信息量,并具有较高的逼真性,同时适用于描述其它禾谷类作物叶片的三维形态。     

不同氮素水平下超高产夏玉米冠层的高光谱特征

为明确超高产夏玉米冠层高光谱特性,对不同生育期、不同氮肥处理下普通玉米与超高产夏玉米冠层高光谱特性进行了比较;对超高产夏玉米冠层高光谱反射率及其衍生的植被指数与干物质积累、叶绿素含量间的相关性进行了分析。结果表明,不同生育期,超高产夏玉米近红外波段的高光谱反射率均大于普通玉米,且在生育后期变化缓慢。开花期与灌浆期之间,出现"红边平台"现象,生育后期红边位置"蓝移"变化量显著小于普通玉米。随着施氮量的增加,超高产夏玉米冠层高光谱反射率及红边位置变化不大,而红边幅值与红边面积呈逐步增大趋势。在相关性分析中,由950、760、810、870nm构成的各类植被指数及红边幅值、红边面积与超高产夏玉米干物质积累量间的相关性最好,红边位置λred可用于估算叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b及类胡萝卜素的含量。不同氮肥下,超高产夏玉米冠层高光谱特征与普通玉米相比具有较大差异,研究结果能为超高产夏玉米生理特性的研究提供支持。     

烤烟鲜叶组织结构、近红外反射率及其影响因素的研究

对烤烟品种‘中烟101’进行了叶片近红外反射率测定、组织结构解剖观察以及两者关系分析,并研究了成熟度、叶位、施氮量因素对它们的影响。结果表明：随施氮量增加、叶位上升、成熟度降低,叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织比、比叶重均呈上升趋势,鲜烟叶近红外（800nm）反射增加;叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、组织比与近红外反射率之间均呈显著正相关关系;叶片厚度能较好地预测近红外反射率,预测方程决定系数为0．871^＊＊（P〈0．001）。     

不同土地利用类型下氮、磷在土壤剖面中的分布特征

在北京市东南郊大兴区采取了44处0～20cm,20～40cm,40～60cm,60～80cm,80～100cm5个不同深度的土壤剖面样品。按土地利用类型,采样点可分为农田、菜地、果园、林地、草地。土壤剖面中,由表层向深层,pH值升高,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮降低,且在20～40cm处有较大变化。表层土壤受土地利用影响,不同土地利用类型的土壤性质差别较大,尤以菜地土壤,pH为8.01低于其他类型土壤的平均值8.27,有机质、速效磷、全磷、硝态氮、全氮都高于其他类型的土壤,分别是其他类型土壤的110%～198%,355%～1629%,162%～224%,724%～1540%,130%～248%,速效磷和硝态氮远高于其他土壤。深层土壤性质差异不大,各项土壤性质差异随深度而变小,但菜地80～100cm处,硝态氮含量为18.8mgkg-1,是同深度其他类型土壤的175%～389%。土壤中硝态氮的积累情况,菜地>农田、果园、林地>草地。磷的积累与氮不同,速效磷在0～20cm大量积累,不同类型的土壤,速效磷积累差异显著,在40～60cm处,菜地速效磷含量是其他利用类型土壤的161%～602%;在80～100cm处,不同利用类型的土壤中速效磷无显著性差异。这一情况表明,菜地的过量施用氮、磷肥导致了土壤中的磷和氮大量积累,并以速效磷、硝态氮的形态向下淋溶并在深层土壤中积累。硝态氮在80～100cm的积累仍相当严重,有继续向下淋溶的可能,速效磷的淋溶在80～100cm处已较为微弱,其淋溶过程主要在0～60cm处。对速效磷和硝态氮的累积进行多元线性回归分析,发现速效磷与全磷含量有着良好的线性相关性,而与有机质和全氮含量关系不大。硝态氮则受土壤中pH、有机质和全氮3因素的共同影响。     

夏玉米叶片全氮、叶绿素及叶面积指数的光谱响应研究

在夏玉米的不同生长阶段,测定冠层光谱,结合农学参数(LTN、CHL．C、CHL．D、LAI),研究了农学参数的光谱响应规律及其与冠层光谱参量(反射率R、一阶微分光谱R′和红边位置REP)的相关性,并建立预测数学模型,结果表明,拔节一抽雄期,伴随着植株生长和群体壮大,红边斜率缓慢增加,红边位置呈逐渐偏向长波方向的“红移”,至抽雄期群体稳定后而停止;开花-乳熟期,随着个体衰老和群体减弱,红边斜率减小,红边位置又呈偏向短波方向的“蓝移”。利用一阶微分光谱和红边位置推算夏玉米冠层CHL．D不仅是可行的,而且反演精度较高,最适模型分别为指数(R^2=0．9487)和抛物线(R^2=0．9392)。