利用遥感技术识别与监测农作物的重金属污染,对于人类的健康饮食安全具有重要的意义。本文实地考察延边州典型水稻田,对当地的水稻土壤进行潜在生态危害评价,铅是当地最主要的重金属污染源,并以该重金属为研究对象,在延边大学花房内做水稻盆栽试验,用7个不同浓度的铅污染,对水稻整个生长期中的光谱特征变化、叶绿素含量变化与水稻的产量进行了相关性分析,并得到相关的响应关系。其工作结果如下：(1)研究区主要重金属污染状况本文是以我国土壤环境质量标准(GB15618-1995)中的重金属含量限定评价标准,用地质累积指数法与潜在生态危害指数法对研究区土壤环境质量进行评价。结果发现研究区中Pb的污染程度相对比较严重,达中等污染-强污染水平；其次是As、Cd,其污染程度达轻度-中等污染水平；而Cr、Cu、Zn几乎没有受到污染。基于地质累积指数法得到研究区土壤环境污染级别由大到小的顺序依次为：Pb>As=Cd>Cr=Cu=Zn。从单一的重金属生态危害指数来评价,研究区主要潜在生态危害重金属为Pb和Cd,而且两者都达到中等生态危害程度,其他4种重金属的EjR均为轻微生态危害程度,其潜在生态危害顺序为：Pb>Cd>As>Cu>Zn>Cr。Ri值达到126.74,研究区处于轻微生态危害程度。其结果铅为当地水稻田最为严重的重金属污染源。(2)不同铅污染胁迫下分析水稻叶片光谱特征变化规律以及确定最加监测波段。利用包络线去除法和归一化法,提取新的光谱特征参数,在光谱曲线的“绿峰”和“红谷”处的光谱反射率,通过了0.05显著性检验,在波段520-580nm、680-720nm和750-800nm的差异显著性均在90%以上。显示Pb使水稻光谱反射率在520-800nm处的特征吸收峰发生变化,且其变化幅度与Pb含量成正相关。特别是在630-720nm处的变化极为明显。其光谱特征参数中只有Da、Db、Dc与水稻Pb含量有较高相关性,其复相关系数分别为R2Dc=0.721、R2Dh=0.522、R2=0.369,其中最高是Da。因此在520-800nm处的水稻光谱特征参数对Pb含量的响应,可以作为估测Pb污染的有效手段。(3)不同铅污染胁迫下土壤铅含量在水稻体内的分布特征与叶绿素含量变化规律。随着Pb浓度的增高,水稻茎叶和根系中含Pb量也增高,在1300mg/kg浓度下水稻所吸收的Pb含量达最高值。说明低浓度的Pb能促进水稻正常的生长,如茎叶内硝酸还原酶活性、可溶性糖含量、会使叶绿素含量均有不同程度的增加,但所吸收的Pb浓度过量,Pb会开始拟制水稻的生长,最后严重阻碍水稻正常的生理活动,一般的症状为水稻叶片黄化失绿。在苗期Pb污染低浓度(Pb含量(1300mg/kg)浓度时叶绿素SPAD值均增加,而高浓度(Pb含量)1300mg/kg)时叶绿素含量开始减少,呈现下降的趋势,表明Pb污染使水稻叶片的叶绿体的破坏作用明显加剧。经分蘖前期也是起初叶绿素含量增加,趋势比苗期更明显,Pb浓度到了900mg/kg开始往下滑。表明苗期到经分蘖前期因Pb浓度的增加,严重破坏水稻叶片的叶绿体,说明经分蘖前期比起苗期,对于Pb污染的相关性更为明显。(4)不同铅污染胁迫下水稻长势的变化规律。在株高方面,不同的土壤Pb污染下,随着土壤中Pb浓度的升高,水稻的株高依次下降,移栽三周后株高开始出现变化,直到最后CK与2800mg/kg之间,植株的高度相差15%-20%。水稻植株地下部分方面,随着Pb浓度的增加,水稻植株的根长也会变短。周泳等研究发现分粟期,低浓度Pb对酸性紫色土上水稻生长无不良影响,也是在1000mg/kg左右时才表现对株高、分孽的抑制作用,而到了3000mg/kg时,水稻生长明显矮化。这与本研究结果相似,且发现水稻各器官Pb累积量随着土壤中Pb浓度的增加而增加,其分布规律为：根>叶>茎。在不定根方面,随着Pb浓度的增加,水稻植株的根长也会变短,但是基部的不定根的条数却增多。孕穗期,土壤Pb污染处理300mg/kg、800mg/kg、1300mg/kg、1800mg/kg、2300mg/kg、2800mg/kg时,水稻地下节间的长度分别是1.Ocm、2.1cm、2.7cm、3.0cm、3.4cm、4.0cm、4.3cm。在结实方面随着土壤Pb浓度的提高,水稻植株的单茎总粒数、结实率下降,空壳率,秕谷率上升。尤其当土壤Pb浓度大于1300mg/kg时,水稻植株的平均结实率下降的快。其中,结实率下降最明显的是土壤Pb浓度在1300mg/kg状态下,降了6.9%。产量下降最明显的是土壤Pb浓度在800mg/kg状态下,降了11.8%。