本文以阿克苏地区红旗坡农场红富士(Malus pumila‘Hongfushi’)为研究对象,结合光谱与化学分析技术,从叶片和冠层尺度,对不同时期苹果光谱特征,营养元素含量与光谱的相关性及敏感波段,营养元素含量估算模型等方面展开研究,主要研究结果如下:光谱特征研究表明,叶片与冠层光谱反射率除了在吸收谷与反射峰的位置上存在微小差异外,总体变化趋势基本一致。在可见光区域和近红外波段,6—9叶片光谱反射率以8月为拐点先升高后降低,冠层光谱反射率以6月为峰值逐渐降低。叶片营养元素含量随生长时期的推移发生变化,6、7月含量差异较大,8、9月含量差异较小。N、P、K、Ca、Mg和Mn、Cu、Zn含量分别在8月和7月形成最大值,并呈现先升高后降低趋势。Fe素含量则表现为逐渐升高的趋势。叶片及冠层光谱与营养元素含量相关性表明,一阶微分光谱、双波段组合均能有效提高营养元素含量与光谱之间的相关性,叶片相关性比冠层强。不同时期营养元素含量在叶片、冠层尺度存在不同的敏感波段,N、P、K、Ca、Zn的叶片敏感波段在800～1850 nm范围内,Mg、Fe、Mn、Cu的叶片敏感波段在400～1 410 nm范围内。受到树体冠层结构、光照、水汽等影响,N、Mg、Mn元素的冠层敏感波段范围在350～1 500nm之间,P、K、Ca、Fe、Cu、Zn的冠层敏感波段范围在750～1 270 nm之间。叶片、冠层营养元素含量的高光谱估算模型研究表明,一阶微分光谱和双波段组合均能够提高模型精度,双波段的提高效果更佳,并且各时期模型的决定系数与营养元素含量大小成正比。叶片估测模型的拟合度在0.51～0.98之间,Ca素含量的6月估测模型精度较高,N、P元素含量的7月估测模型拟合度最佳,Cu素含量的8月估测模型精度较高,Mg素含量的9月估测模型拟合度最佳。冠层Fe、Zn元素含量的6月估测模型精度最佳,K、Mn、Cu含量的7月估测模型拟合效果最佳,8月的Mg素含量估测模型精度最高,N、P、Ca元素含量的9月估测模型拟合度最佳。