塔里木河流域中下游胡楊典型葉片光譜響應特征探索和構建

張著　牛榮

摘 要：實驗目的：對胡楊進行光譜響應這一實驗的主要目的是應用胡楊的葉片來分析，其自身是否對環境有標識的作用。實驗方法：由于塔里木河兩岸的橫向和縱向的生態環境有所區別，這就直接導致了胡楊在生長過程中的生長環境不同，其自身的生長也會隨之不同，為了更好的進行研究，選擇不同的胡楊葉片進行研究。研究對象：塔里木河中下游的5個實驗點中的胡楊典型葉片。研究結果：第一點，即使是同一實驗點其自身的樹齡不同也會導致其自身的近紅外和短紅外的波段有不同的差異，而不同的實驗點的不同樹齡葉片差距則更大，并且隨著河道的不斷延長，隨著距離越來越大會出現“紅邊”呈“藍移”趨勢；第二點不同的斷面、不同的水分流失都會引起胡楊葉片自身的變化，當水分流失過快的時候光譜曲線會再380-1000rm中出現較為明顯的變化。綜上胡楊葉片自身是具有光譜分析的可行性的，并且能夠對生存環境起到一個標識的作用。

關鍵字：塔里木河流域；胡楊典型葉片；光譜響應；特征探索和構建

項目基金：塔里木大學校長基金項目（ TDZKSSZD201406）

近些年隨著我國對于環境保護這一事宜的重視程度在不斷的增加，對于塔里木河水資源的無序和低效的利用這一問題十分重視，由于塔里木河水資源的不斷惡化，目前我國的塔里木河下游中的近400km的河道出現了斷流和萎縮的問題，導致生態出現了惡化，并且直接導致了我國的珍稀物種胡楊受到了生存的威脅。目前我國主要根據遙感應用來進行植物葉片光譜的測定，對于植物葉片來說，在進行光譜反射的過程中，其植被自身的光譜反射或者是發射特性都是有其自身的化學形態和化學特征所決定的，這與植物的發育、健康狀態和含水量、葉綠素都有著十分密切的關系。為了更好的去研究胡楊葉片對于環境的標識作用，本文得主要目的就是對其進行專門的實驗，并且沿著斷面進行設點研究。

1 實驗的相關設計

1.1 實驗點的選擇

在進行實驗研究的過程中，其主要選擇的研究區域為塔里木河的中下游，其中實驗點為30m×30m，這一河段是河流的中游英巴扎的阿其克斷面，以及河段下游的齊文闊爾河斷面以及阿拉干斷面。其實驗點距離河流的垂直水平距離大約為500m左右，由于有河水的補給所以在斷面的周圍生長的胡楊樹其樹齡不同，通過發現可以知道在樹頂存在著很多的枯枝，其長勢有著一定的衰敗跡象的為老樹，而有著新發的幼苗的則為幼樹，而葉子主要呈披針形的則為成熟的葉片。第二個實驗點則為老塔河實驗點，這一斷面中的兩個實驗點與齊文闊爾河道垂直，其中主要以老齡和成年的胡楊為主。

1.2 數據的測定與方法

在進行實驗的過程中，其主要使用的實驗儀器為地物的光譜儀（FieklSpec FR）以及其相關配套的筆記本電腦、積分球（Integrating sphere）以及其配套的電源等附屬設備，室內的用電烘箱、電子天平（其自身的精度為0.001g）以及其他相關的設備如三角架、保鮮袋等。

1.3 實驗方法和步驟

選擇一個晴天的天氣進行胡楊樹葉的采集，其中主要包括了幼樹的樹葉卵圓以及菱形的中成和老胡楊的典型葉片，根據樹齡的不同，在每一個實驗點進行3-15片樹葉的采集，要保證所采集的樹葉其自身不被其他的樹葉所遮蓋，并且為了更好的保持樹葉的活性，在進行樹葉的采集之前需要保持葉片的干凈，并且對其進行帶枝光譜測量，測量的過程中其順序應該是暗電流一白板一葉片一白板，每次測量10次然后進行平均估值。對于剛變枯黃的胡楊葉片，由于野外沒有辦法滿足烘烤條件，所以需要將采集完的葉片放進保鮮袋封好，防治變質。

2 數據分析

通過對葉片的處理來看，在340-1650 rm波段之間的光譜其反射率正常，但是在1640-2500 rm波段之間，由于光源的強度不夠、且信噪比低，噪音會在一定程度上掩蓋了葉片光譜的反射率。并且通過分析可以知道，在同一實驗點，同一斷面的不同點都會出現不同的光譜曲線。并且即使是同一實驗點其自身的樹齡不同也會導致其自身的近紅外和短紅外的波段有不同的差異，而不同的實驗點的不同樹齡葉片差距則更大，并且隨著河道的不斷延長，隨著距離越來越大會出現“紅邊”呈“藍移”趨勢；不同的斷面、不同的水分流失都會引起胡楊葉片自身的變化，當水分流失過快的時候光譜曲線會再380-1000rm中出現較為明顯的變化。

3 總結

根據以上分析和討論可以知道，胡楊葉片對于光譜的吸收可以有效的幫助人們來分析環境的變化，讓人們更好的對環境進行改善。

參考文獻

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作者簡介

張著（1986-） ，男，漢族，講師，碩士，主要從事計算機應用技術方面的教學與研究。

牛榮（1974-），女，漢族，副教授，碩士研究生，主要從事計算機應用技術方面的教學與研究。