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为探索能够有效监测胁迫下植物生长情况的方法,本文以神东大柳塔矿区生态修复常用经济作物欧李为例,通过栽培欧李植株并进行相应的胁迫处理,监测其在不同程度干旱和伤根胁迫下叶绿素含量SPAD值、叶片相对含水量RWC值和叶绿素荧光参数三种常用生理指标的变化情况。在此基础上,构建了光谱特征指数识别胁迫与非胁迫下的欧李植株,并通过三种估测方法建立欧李植株生理指标估算模型,并对各模型拟合效果进行了评价分析。论文主要内容和成果如下: (1)经过预处理和特征变换后的光谱曲线可以有效地突出光谱特征,其中,以光谱曲线的一阶微分变换和包络线去除变化效果最佳,光谱倒数的对数变换效果次之。试验逐个将三种生理指标依次与一阶微分变换、包络线去除变换、光谱倒数的对数变换后的光谱曲线进行相关性分析,得出植物生理指标含量与反射光谱之间存在显著相关,进而提取出各生理指标的胁迫敏感性波段提供基础;同时分析各波段之间的互相关性。两点基础分析分别作为光谱指数构建的两点参考要求参与后续分析。 (2)通过对胁迫下欧李植株的生理指标及光谱曲线的持续观测发现,叶绿素含量SPAD值和叶片相对含水量RWC值不适合用于植物胁迫状态的实时监测,而叶绿素荧光参数可以迅速敏感地指示植物胁迫状态,是植物胁迫监测的良好指标。为探索高光谱监测植物胁迫状态的方法,试验根据提取出的胁迫敏感性波段,以叶绿素荧光参数为参照,构建光谱识别指数,对胁迫下欧李植株进行监测。根据距离可分性原则证明,该指数可以有效地区分重度伤根胁迫下植株与非胁迫下植株以及干旱胁迫下植株与非胁迫植株,可以用作识别欧李植株胁迫状态的光谱特征指数,但对于胁迫程度和胁迫类型的识别仍存在一定缺陷。 (3)试验根据SPAD值和RWC值的胁迫敏感性波段建立光谱估算指数,分别使用简单线性/非线性回归、广义回归神经网络、粒子群优化参数的最小二乘-支持向量机三种回归预测方法建立光谱特征指数与生理指标SPAD值和RWC值的定量估算模型,结果表明三种方法建立的模型均具有一定的可靠性和稳定性,同时验证所建光谱指数的可靠性。