园林植物对于改善大气污染具有重要意义。通过研究武汉地区不同大气粉尘污染下园林植物滞尘能力，筛选出了不同大气粉尘污染下滞尘能力最强的园林植物，在华中农业大学试验区（无污染区）滞尘能力最强的前３种植物分别是紫薇＞枇杷＞夹竹桃，青山试验区（中度污染区）是杜鹃＞紫薇＞枇杷，而在武钢试验区（重度污染区）则是法国冬青＞云南黄馨＞青桐。随着粉尘污染的加重，吉祥草是滞尘量增量最大的植物，其在武钢的滞尘量是华农的１８５倍；而紫薇和紫叶李的滞尘量则是增量最小的。分别以光谱反射率、光谱反射率一阶导数及光谱吸收深度作为自变量，滞尘量作为因变量，采用多元线性回归方程分别对乔木和灌草建立滞尘量－光谱反演模型，其中以光谱反．．．

【目的】深入探究郑州市典型园林植物的滞尘及综合抗污染能力。【方法】以7种常见园林植物(女贞Ligustrum lucidum、枇杷Eriobotrya japonica、石楠Photinia serrulata、八角金盘Fatsia japonica、大叶黄杨Euonymus japonicus、海桐Pittosporum tobira、南天竹Nandina domestica)为研究对象，在郑州市设立了街道、校园、公园3个采样区，采集各植物叶片滞留的不同粒径大气颗粒物[总悬浮颗粒物(TSP)、可吸入颗粒物(PM10)、细颗粒物(PM2.5)]，采用分级滤膜过滤法测定各植物叶片单位叶面积滞尘量，同时比较不同污染程度下各植物的光合参数以及叶片生理指标，对植物滞尘与生理光合指标进行相关性与主成分分析，筛选滞尘与综合抗污染能力突出的园林植物。【结果】(1)植物的单位叶面积滞尘量与所在环境的大气颗粒物质量浓度成正比，且在颗粒物污染加重的情况下，不同植物对颗粒物的滞留量增幅是不均衡的。各植物滞留不同粒径颗粒物的能力有较大差异，枇杷对总悬浮颗粒物、细颗粒物的滞留能力最强，海桐对可吸入颗粒物的滞留能力最强。(2)随着采样区大气颗粒物质量浓度的增加，各植物的净光合速率、气孔导度、叶片叶绿素a、b质量分数均呈下降趋势，叶片的丙二醛质量摩尔浓度与超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性呈上升趋势。(3)采用主成分分析方法得出，海桐与八角金盘的滞尘与抗污染综合能力较突出。【结论】在今后郑州市治理城市粉尘污染，进行城市绿化建设时，海桐与八角金盘可作为优先选择的植物。图2表4参38

为研究不同绿化树种在单位叶面积上对于不同粒径颗粒物的滞留能力及叶表颗粒物粒度分布特性,分析叶表微观结构与滞尘能力的关系,以期为绿化植物选择及降低社区颗粒物污染提供依据。本实验以北京林业大学校园内社区绿化树种为研究对象,定量测量了6个常见树种的单位叶表面滞尘能力,并利用Mastersizer 2000对叶表滞留颗粒物的粒度分布特征进行分析,采用扫描电镜分析比较了各树种叶表面微观结构。结果表明:对于不同树种,在单位叶面积上所滞留颗粒物的能力方面有较大差异,滞留量由大到小依次为:油松>金银忍冬>大叶黄杨>暴马丁

【目的】树木叶片表面的滞尘在一定程度上能反映周围环境的污染情况。试验对光谱检测中叶面滞尘的干扰进行初步定量探讨,为叶面滞尘对光谱反射的影响评价及建立修正模型提供方法参考。【方法】以中国林业科学研究院内大叶黄杨叶片为研究对象,采集叶片样本保鲜并速回室内进行试验。使用0.000 1 g高精度电子分析天平称叶片除尘前后的质量,计算叶面滞尘量;采用美国ASD公司生产的Field Spec3便携式近红外光谱仪测量叶片除尘前后的反射光谱,得出其差异。分析除尘前后叶片反射率、一阶导数光谱及红边参数特征的差异,比较不同滞尘量的叶片反射光谱,建立叶面滞尘量与叶片反射光谱之间的关系模型。【结果】叶片除尘前后的光谱...

【目的】叶面滞尘会影响植被光谱特征,削弱植被指数对植被的响应能力,影响反演评估的准确性。为探究叶面滞尘量对植被光谱响应特征及预测模型的影响,本文以北京市常见常绿绿化树种大叶黄杨为研究对象展开研究。【方法】从封闭区域、半封闭区域、开放区域,采集叶片样本,并收集环境灰尘。通过室内控制试验,利用ASD FildSpec Handheld光谱仪测量不同滞尘量叶片的高光谱数据,选取5个特征波段,通过光谱角的方法研究了叶面滞尘量对叶片光谱特征的影响,以及滞尘量对叶面滞尘量预测模型的精度和稳定性影响。【结果】随着叶面滞尘量的增加,植被光谱曲线特征逐渐减弱,灰尘的特征逐渐增强,但光谱曲线的总体变化趋势基本一致。当叶面滞尘量> 120 g/m~2时,光谱曲线的基本表现为灰尘的光谱特征。当叶面滞尘量较少时,预测模型的模拟精度相对较高,随着滞尘量的增加,所有模拟预测模型的决定系数均减小;当叶面滞尘量> 120 g/m~2时,预测模型对叶面滞尘量的模拟预测能力将更差,并且均方根误差(RMSE)随着叶片单位面积滞尘量的增加而增大,模拟预测模型的稳定性及预测精度逐渐降低。光谱角对滞尘叶片350～1 770 nm波段区间的光谱变化十分敏感,利用叶片光谱角检测滞尘程度不需要分区域讨论,只需与阈值做简单的比较,方法简便易行。【结论】本研究通过室内控制试验,研究叶面滞尘量对植被光谱响应特征,可为建立滞尘植被光谱反射物理模型提供参考与借鉴。

物候期和识别模型的选择直接影响植物识别的精度。本研究以蒿类荒漠草地主要植物伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)以及裸地为识别对象，选择4月、6月、9月3个时期，通过SOC 710 VP高光谱成像仪采集草地群落高光谱数据，在分析地物光谱反射率差异的基础上，利用最佳指数因子(OIF)筛选特征波段，通过卷积神经网络(CNN)和支持向量机(SVM)建立识别模型。结果表明：1)不同物候期的伊犁绢蒿与角果藜在可见光波段均表现为“低-高-低”的光谱反射率趋势，并随月份增加峰谷现象逐渐不明显；红边波段这两种植物表现出快速上升；在NIR平台区4月各识别对象间反射率大小差异最明显。2)利用OIF筛选的识别波段组合在月份间表现一致，为638.64、789.49和923.79 nm。3)在识别精度上，SVM> CNN;4月> 9月> 6月；裸地>伊犁绢蒿>角果藜。综合来看，采用SVM在4月对蒿类荒漠草地主要植物进行识别的精度最高，为92.12%。

【目的】干旱荒漠区露天矿排土场易产生沙(粉)尘，造成大气污染。基于植物功能性状模型(Community Assembly by Trait Selection模型，CATS模型)模拟，得到研究区排土场优势滞尘植物及物种在恢复群落中的配比，提出植被恢复策略。【方法】于2020年8月在内蒙古自治区乌海市新星煤矿排土场周围进行样方调查，测定物种水平和群落水平的性状值，并计算功能性状目标值，将植物滞尘功能和根体积作为模型的2个因子代入模型计算。【结果】植物种的根体积与单位叶面积滞尘量呈反比；群落根体积与土壤含水量呈现“U”型曲线分布；模型模拟结果表明：各物种相对多度最高的是猪毛菜Salsola collina和骆驼蓬Peganum harmala，相对多度的中位数分别为0.41和0.32。【结论】在研究区排土场以猪毛菜和骆驼蓬的相对多度比6∶4的比例播种，可发挥相当的滞尘效益，能够很好地解释植被修复过程中的一些机制性问题，为其他研究提供借鉴。图2表1参40

【目的】筛选滞尘能力较强的丁香属Syringa植物，促进丁香在城市绿化中生态功能的发挥。【方法】以6种丁香属植物为研究材料，在满叶期通过3级滤膜过滤法测定植物经过不同孔径的滤膜后滞留的各直径颗粒物，并对丁香属植物叶表面微观结构进行观察，探究叶片微观结构对植物滞尘效应的影响。【结果】丁香属植物对不同粒径颗粒物的滞尘能力存在显著差异(P0.05)。【结论】沟槽的深度可能是影响植物滞尘的原因之一，在治理城市空气污染时，什锦丁香可作为优良的园林滞尘灌木树种，在工业聚集区、校园、道路等场所广泛应用。图2表3参26

为研究不同植物叶片的滞尘规律,该文选择北京市具有代表性的绿化植物种类作为研究对象,应用直接采样和统计分析的方法,在封闭式和开敞式两种不同环境条件下,对单位叶面积的滞尘量进行了系统分析.结果表明:①植物叶片单位面积滞尘量的变异系数普遍较大,这是由于叶片滞尘受外界环境干扰较大造成的;②同种类植物种在封闭式环境条件下叶片滞尘量明显低于开敞式环境条件下的滞尘量,说明同种类植物叶片滞尘量随着环境中粉尘颗粒物含量的增多而增大;③在开敞式环境条件下,对同株植物叶片纵向不同高度滞尘量的比较发现,“低”位的滞尘量明显高于“高”和“中”位,这是由于北京市在开敞式环境条件下车辆行人繁多,造成路面较大程度的二次扬尘;...

【目的】分别用热力学和显微观察分析常绿植物顶花板凳果结冰过程的胞外结冰,以了解该种常绿植物叶片的结冰模式,为阐明常绿植物抗冻机制提供理论依据。【方法】用高分辨率差热扫描分析模式植物叶片结冰过程中的热力学行为,同时用显微镜观察植物叶片组织的结冰特征。【结果】高分辨率差热扫描法监测到顶花板凳果活叶片在冷却过程中出现双放热峰,呈现双相结冰和细胞外先结冰的特征,而预先冰冻杀死的叶片和叶片组织提取液仅有1个快速的单放热峰,呈现单相均一溶液结冰,即细胞内外同时结冰的特征。活叶片的结冰弛豫时间为195秒,过冷度为5.05℃,冰冻杀死叶片的结冰弛豫时间为73 s,过冷度为5.45℃。由显微观察可知,细胞间隙中细胞间隙溶液形成大体积的无色冰晶。【结论】顶花板凳果叶片组织在冷却过程中的胞外结冰现象。同时,本研究提供了高分辨率差热分析植物叶片结冰模式的方法。该结果为从热力学角度进一步深入了解植物的冰冻伤害机制提供新的途径。

以ASD FieldSpec-Vnir光谱仪实测不同生长季大豆的冠层反射率,同期采集对应大豆LAI,然后逐波段分析冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI的相关关系;并采用单变量线性回归逐波段分析了冠层光谱反射率、导数光谱与大豆LAI确定性系数随波长的变化趋势,建立了以近红外与可见光波段冠层光谱反射率的比值植被指数RVI与大豆LAI的高光谱遥感估算模型。结果表明,冠层光谱反射率在350￣680nm、760￣1050nm波谱区与大豆LAI相关性较大,而在红边区680￣760nm的相关性变化较大;导数光谱在红边区与大豆LAI相关程度高。通RVI方式建立的遥感估算模型能较为准确估算大豆LAI,通过对红外...

[目的 ]研究园林树种叶片滞尘能力与叶表结构及颗粒物特征的关系,为筛选优良园林绿化树种、提高植被的滞尘效应提供科学依据。[方法 ]以杭州市富阳区5个常见园林绿化树种(红花檵木、海桐、红叶石楠、桂花和香樟)为研究对象,分别在工业区、交通区和清洁区进行采样,采用质量差值法测定植物对不同粒径颗粒物的滞留能力,利用扫描电镜及能谱仪观测植物叶表面结构、颗粒物形貌特征及所含元素,分析叶片表面结构、颗粒物形态、粒径大小与植株滞尘能力的相互关系。[结果 ]在工业区中绿化树种对总颗粒物的滞留量大小为:红花檵木(7.36 g·m-2)>桂花(6.53 g·m-2)>海桐(6.44 g·m-2)>红叶石楠(4.28 g·m-2)>香樟(2.59 g·m-2),交通区和清洁区也呈现同样的规律。不同功能区绿化树种对PM10的总滞留量达11.34 g·m-2,不同树种的滞留能力依次为红花檵木、海桐、红叶石楠、桂花和香樟。不同功能区内绿化树种对颗粒物的滞留量呈现工业区>交通区>清洁区的趋势;植物叶片滞留的颗粒物形态可分为规则和不规则两类,常见球形、椭圆形、蓬松状聚合体、链状聚合体、不规则块状、不规则片状等。[结论 ]各功能区内,均以红花檵木的滞尘量最大,香樟的滞尘量最小;叶片滞留颗粒物中粗颗粒物占比大于细颗粒物;叶片滞留的颗粒物多为烟尘集合体和矿物颗粒。

针对传统叶绿素分析方法具有破坏性且耗费人力、时间长、成本高的弊端,依据LOPEX’93数据集中双子叶植物的高光谱数据和叶绿素值,构建了双子叶植物基于高光谱的叶绿素含量最佳估算模型,利用Pearson相关性分析一阶微分光谱、高光谱特征参数与叶绿素的相关关系,发现724nm波段处一阶导数与双子叶植物叶绿素值的相关性最大,其相关性为0.509;高光谱特征参数RVI、NDVI、TCAR与叶绿素的相关性达到0.7以上,构建基于一阶微分光谱、高光谱特征参数和BP神经网络的叶绿素估算模型,并对模型进行验证;再结合一元线性模型、指数模型、对数模型和幂函数模型与BP神经网络模型进行比较。结果表明:叶绿素值与一阶微分光谱在724nm处的光谱数据作为自变量建立的传统回归模型可用于双子叶植物叶绿素的估算,最优建模样本R~2和最优验证样本R_V~2分别为0.541和0.745,RMSE为6.16;基于高光谱特征参数RVI、NDVI、TCAR建立的叶绿素估算回归模型,最优建模样本R~2和最优验证样本R_V~2分别为0.618,0.708;0.632,0.866;0.594,0.654,RMSE分别为6.65,5.61,7.07,将基于高光谱特征参数变量构建传统回归模型时筛选到的光谱参数作为输入,实测叶绿素值作为输出,构建BP神经网络模型,其最优建模R2与最优验模R_V~2分别为0.692和0.874,最优验证样本RMSE为5.23,与其他回归模型相比,BP神经网络模型预测精度最高。研究表明基于高光谱数据的模型具有较好的预测能力,是估算双子叶植物叶绿素值的一种高效的方法。

【目的】光合作用是农作物产量和品质形成的基础,农作物光合参数的准确定量遥感反演不仅能够了解农作物的生长发育和有机物累积状况,还能为基于遥感的生态系统过程模型提供参考。为快速准确的估算光合特征参量,本研究综合原始光谱、3种传统光谱变换技术和4种模拟方法构建冬小麦3种光合参数的高光谱反演模型,探讨高光谱反演冬小麦光合参数的可行性,对比不同类别光谱和模拟方法的适用性。【方法】本研究基于氮肥施用条件冬小麦气体交换和高光谱田间试验,获取不同叶位叶片的最大净光合速率(Amax)、PSⅡ有效光化学量子产量(Fv′/Fm′)、光化学猝灭系数(qP)和高光谱反射率,并对原始高光谱进行倒数、对数和一阶微分变换。根据3种光合参数和4种光谱的相关性分析结果,筛选显著性水平优于0.01的波段作为输入变量,采用偏最小二乘(PLS)、支持向量机(SVM)、多元线性回归(MLR)和人工神经网络(ANN)等方法建立冬小麦叶片光合参量反演模型,以建模和验证的决定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)为依据,对不同模型的模拟精度进行比较分析。【结果】(1)3种光合参数和4种光谱的相关性分析结果表明,原始、倒数和对数光谱对3种光合参数(Amax、Fv′/Fm′和qP)的敏感谱区均集中在400—750 nm波谱区间,一阶导数光谱对3个光合参数的敏感谱区为470—560、630—700和700—770 nm波谱区间。(2)Amax、Fv′/Fm′和qP的最优反演模型组合分别为基于倒数光谱的MLR模型、基于一阶导数光谱的MLR模型和基于原始光谱的MLR模型。模型的建模R2分别为0.75、0.65和0.65,验证R2分别为0.73、0.59和0.44,表明基于高光谱模拟Amax和Fv′/Fm′切实可行,模拟qP的有效性需要进一步验证。(3)不同变换的光谱表现能力不同,以PLS模拟Amax为例,光谱的表现能力顺序为原始光谱>倒数光谱>对数光谱>一阶导数光谱。(4)不同模型的估算能力也存在明显差异,以基于原始光谱的Amax模拟为例,不同模型的估算能力顺序为MLR>PLS>ANN>SVM。【结论】通过对比分析4种光谱和4种模拟方法对3种冬小麦光合参数的高光谱反演结果发现,Amax和Fv′/Fm′可以很好通过高光谱进行模拟,而高光谱对qP解释能力偏低,有待进一步研究。高光谱信息对冬小麦光合参量具有较强的敏感性,同时受光谱类型和模拟方法的影响,可以用来监测冬小麦光合能力的动态变化,为把握农作物生长状况提供依据。