基于光谱指数的喀斯特植物叶片叶绿素含量定量估算

分类： 生物学 >> 植物学 >> 应用植物学 提交时间： 2021-12-19 合作期刊: 《广西植物》

何文 余 玲 姚月锋

摘要： 为了探讨适合于喀斯特植物叶片叶绿素含量估算的光谱指数，在总结以往基于光谱指 数的植物生化参数估算研究基础上发现，常用光谱指数通常采用差值、比值、归一化以及倒 数差值方式来构建。因此，我们通过上述 4 种光谱指数构建方式对所采集的 4 种典型喀斯特 植物——黄荆（Vitex negundo）、盐肤木（Rhus chinensis）、朴树（Celtis sinensis）和红背 山麻杆（Alchornea trewioides）叶片原始光谱反射率及其一阶导数值与同步测定的叶片叶绿 素含量进行遍历分析，以期获得最优光谱指数并将其应用于喀斯特植物叶片叶绿素含量定量 估算研究。结果表明：（1）常用光谱指数中，改良红边归一化指数（modified red-edge normalized difference vegetation index, mND705）对喀斯特植物叶片叶绿素含量估算效果较好 （决定系数为 0.45，均方根误差为 0.26 mg•g-1）。（2）虽然荧光比值（fluorescence ratio index, FRI1）和叶绿素吸收面积光谱指数（chlorophyll absorption area index, CAAI）在估算喀斯特 与非喀斯特植物叶片叶绿素含量能力相当，但是其估算精度相对较低（决定系数小于 0.45）。 （3）通过差值、比值、归一化以及倒数差值方式构建的光谱指数无论是基于植物叶片原始 光谱反射率，还是其一阶导数值，相比常用光谱指数都能更好地估算喀斯特植物叶片叶绿素 含量（决定系数大于 0.60）。其中，基于植物叶片原始光谱反射率一阶导数值的差值光谱指 数[dD（760, 769）]对喀斯特植物叶片叶绿素含量的估算精度最好，其决定系数为 0.71，均 方根误差为 0.19 mg•g-1。结果表明，结合高光谱遥感技术的光谱指数模型可快速定量估算喀 斯特植物叶片叶绿素含量，为典型喀斯特地区植物生长诊断及其对环境胁迫适应性评价提供 重要科学依据和技术支持。

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