亞熱帶典型植物早期酸脅迫的高光譜回響機理研究

《亞熱帶典型植物早期酸脅迫的高光譜回響機理研究》是依託南京大學，由張秀英擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：亞熱帶典型植物早期酸脅迫的高光譜回響機理研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張秀英
• 依託單位：南京大學

項目摘要

酸污染是全球性環境污染問題之一，對陸地植物造成了很大危害，監測早期脅迫對於植物的健康恢復具有重要意義。高光譜遙感技術具有識別地物精細光譜的優勢，已在環境脅迫的監測中發揮了重要作用。然而，酸脅迫與其它環境脅迫不同，當沉降量較少或接觸時間較短時，酸可能促進植被生長。已有的研究表明在酸影響下植物的反射光譜發生了變化，但是針對不同的物種及實驗得到的結果差別很大，主要原因是對酸影響的植物高光譜回響機理研究尚不足。本研究通過受控實驗獲取不同酸組成成分、酸沉降量影響的亞熱帶典型植物的精細反射光譜，從酸脅迫抑制植物的光合能力入手，分析植物的反射光譜、螢光特性及變異規律，並結合植物的生理生化參數，探討植物在酸脅迫下的光譜回響機理；尋找植物在早期酸脅迫下的光譜突變特徵、敏感波段和指示指標，構建早期酸脅迫的診斷模型，為大範圍監測植物受酸脅迫的狀況提供理論和方法基礎。

結題摘要

酸污染是全球性環境污染問題之一，對陸地植物造成了很大危害，監測早期脅迫對於植物的健康恢復具有重要意義。本研究選擇亞熱帶典型樹種香樟、青岡、杉木和馬尾松，布置大棚受控實驗，測量了16期在硫酸型、硫酸硝酸混合型、硝酸型三種酸雨類型影響的植物葉片光譜、冠層光譜、穩態螢光、葉綠素、光合參數，從酸脅迫抑制植物光合能力入手，分析植物的反射光譜、螢光特性及變異規律，並結合植物的生理生化參數，探討植物在酸脅迫下的光譜回響機理，構建了植物隨施酸時間的高光譜診斷模型。結果表明，對於4種亞熱帶典型植物類型，受監測儀器和環境的影響，葉綠素、螢光參數並不能很好的指示酸脅迫的早期情況，而高解析度的反射光譜在某些譜段，如黃邊、藍邊、綠峰、谷深差異指數，可以比較好的反映植物受酸雨的影響。對固定樹種而言，葉片與冠層光譜呈現出大體一致的規律，但是葉片的反射光譜對酸影響的指示更顯著。不同樹種對酸雨的敏感性不同，青岡、馬尾松、杉木比香樟表現出更高的抗性，香樟在pH4.5、青岡在pH3.5、杉木在pH2.5時表現為明顯的抑制，而酸雨對馬尾松的影響更複雜。該研究結論為大範圍監測植物受酸脅迫的狀況提供理論和方法基礎。