塔里木河流域中下游胡楊典型葉片光譜響應(yīng)特征探索和構(gòu)建

張著　牛榮

摘 要：實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)胡楊進(jìn)行光譜響應(yīng)這一實(shí)驗(yàn)的主要目的是應(yīng)用胡楊的葉片來(lái)分析，其自身是否對(duì)環(huán)境有標(biāo)識(shí)的作用。實(shí)驗(yàn)方法：由于塔里木河兩岸的橫向和縱向的生態(tài)環(huán)境有所區(qū)別，這就直接導(dǎo)致了胡楊在生長(zhǎng)過(guò)程中的生長(zhǎng)環(huán)境不同，其自身的生長(zhǎng)也會(huì)隨之不同，為了更好的進(jìn)行研究，選擇不同的胡楊葉片進(jìn)行研究。研究對(duì)象：塔里木河中下游的5個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)中的胡楊典型葉片。研究結(jié)果：第一點(diǎn)，即使是同一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)其自身的樹齡不同也會(huì)導(dǎo)致其自身的近紅外和短紅外的波段有不同的差異，而不同的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的不同樹齡葉片差距則更大，并且隨著河道的不斷延長(zhǎng)，隨著距離越來(lái)越大會(huì)出現(xiàn)“紅邊”呈“藍(lán)移”趨勢(shì)；第二點(diǎn)不同的斷面、不同的水分流失都會(huì)引起胡楊葉片自身的變化，當(dāng)水分流失過(guò)快的時(shí)候光譜曲線會(huì)再380-1000rm中出現(xiàn)較為明顯的變化。綜上胡楊葉片自身是具有光譜分析的可行性的，并且能夠?qū)ι姝h(huán)境起到一個(gè)標(biāo)識(shí)的作用。

關(guān)鍵字：塔里木河流域；胡楊典型葉片；光譜響應(yīng)；特征探索和構(gòu)建

項(xiàng)目基金：塔里木大學(xué)校長(zhǎng)基金項(xiàng)目（ TDZKSSZD201406）

近些年隨著我國(guó)對(duì)于環(huán)境保護(hù)這一事宜的重視程度在不斷的增加，對(duì)于塔里木河水資源的無(wú)序和低效的利用這一問(wèn)題十分重視，由于塔里木河水資源的不斷惡化，目前我國(guó)的塔里木河下游中的近400km的河道出現(xiàn)了斷流和萎縮的問(wèn)題，導(dǎo)致生態(tài)出現(xiàn)了惡化，并且直接導(dǎo)致了我國(guó)的珍稀物種胡楊受到了生存的威脅。目前我國(guó)主要根據(jù)遙感應(yīng)用來(lái)進(jìn)行植物葉片光譜的測(cè)定，對(duì)于植物葉片來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行光譜反射的過(guò)程中，其植被自身的光譜反射或者是發(fā)射特性都是有其自身的化學(xué)形態(tài)和化學(xué)特征所決定的，這與植物的發(fā)育、健康狀態(tài)和含水量、葉綠素都有著十分密切的關(guān)系。為了更好的去研究胡楊葉片對(duì)于環(huán)境的標(biāo)識(shí)作用，本文得主要目的就是對(duì)其進(jìn)行專門的實(shí)驗(yàn)，并且沿著斷面進(jìn)行設(shè)點(diǎn)研究。

1 實(shí)驗(yàn)的相關(guān)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的選擇

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究的過(guò)程中，其主要選擇的研究區(qū)域?yàn)樗锬竞拥闹邢掠?，其中?shí)驗(yàn)點(diǎn)為30m×30m，這一河段是河流的中游英巴扎的阿其克斷面，以及河段下游的齊文闊爾河斷面以及阿拉干斷面。其實(shí)驗(yàn)點(diǎn)距離河流的垂直水平距離大約為500m左右，由于有河水的補(bǔ)給所以在斷面的周圍生長(zhǎng)的胡楊樹其樹齡不同，通過(guò)發(fā)現(xiàn)可以知道在樹頂存在著很多的枯枝，其長(zhǎng)勢(shì)有著一定的衰敗跡象的為老樹，而有著新發(fā)的幼苗的則為幼樹，而葉子主要呈披針形的則為成熟的葉片。第二個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)則為老塔河實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，這一斷面中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)與齊文闊爾河道垂直，其中主要以老齡和成年的胡楊為主。

1.2 數(shù)據(jù)的測(cè)定與方法

在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，其主要使用的實(shí)驗(yàn)儀器為地物的光譜儀（FieklSpec FR）以及其相關(guān)配套的筆記本電腦、積分球（Integrating sphere）以及其配套的電源等附屬設(shè)備，室內(nèi)的用電烘箱、電子天平（其自身的精度為0.001g）以及其他相關(guān)的設(shè)備如三角架、保鮮袋等。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法和步驟

選擇一個(gè)晴天的天氣進(jìn)行胡楊樹葉的采集，其中主要包括了幼樹的樹葉卵圓以及菱形的中成和老胡楊的典型葉片，根據(jù)樹齡的不同，在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行3-15片樹葉的采集，要保證所采集的樹葉其自身不被其他的樹葉所遮蓋，并且為了更好的保持樹葉的活性，在進(jìn)行樹葉的采集之前需要保持葉片的干凈，并且對(duì)其進(jìn)行帶枝光譜測(cè)量，測(cè)量的過(guò)程中其順序應(yīng)該是暗電流一白板一葉片一白板，每次測(cè)量10次然后進(jìn)行平均估值。對(duì)于剛變枯黃的胡楊葉片，由于野外沒(méi)有辦法滿足烘烤條件，所以需要將采集完的葉片放進(jìn)保鮮袋封好，防治變質(zhì)。

2 數(shù)據(jù)分析

通過(guò)對(duì)葉片的處理來(lái)看，在340-1650 rm波段之間的光譜其反射率正常，但是在1640-2500 rm波段之間，由于光源的強(qiáng)度不夠、且信噪比低，噪音會(huì)在一定程度上掩蓋了葉片光譜的反射率。并且通過(guò)分析可以知道，在同一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)，同一斷面的不同點(diǎn)都會(huì)出現(xiàn)不同的光譜曲線。并且即使是同一實(shí)驗(yàn)點(diǎn)其自身的樹齡不同也會(huì)導(dǎo)致其自身的近紅外和短紅外的波段有不同的差異，而不同的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)的不同樹齡葉片差距則更大，并且隨著河道的不斷延長(zhǎng)，隨著距離越來(lái)越大會(huì)出現(xiàn)“紅邊”呈“藍(lán)移”趨勢(shì)；不同的斷面、不同的水分流失都會(huì)引起胡楊葉片自身的變化，當(dāng)水分流失過(guò)快的時(shí)候光譜曲線會(huì)再380-1000rm中出現(xiàn)較為明顯的變化。

3 總結(jié)

根據(jù)以上分析和討論可以知道，胡楊葉片對(duì)于光譜的吸收可以有效的幫助人們來(lái)分析環(huán)境的變化，讓人們更好的對(duì)環(huán)境進(jìn)行改善。

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作者簡(jiǎn)介

張著（1986-） ，男，漢族，講師，碩士，主要從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的教學(xué)與研究。

牛榮（1974-），女，漢族，副教授，碩士研究生，主要從事計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)方面的教學(xué)與研究。