塔里木河流域中下游胡杨典型叶片光谱响应特征探索和构建

张著　牛荣

摘 要：实验目的：对胡杨进行光谱响应这一实验的主要目的是应用胡杨的叶片来分析，其自身是否对环境有标识的作用。实验方法：由于塔里木河两岸的横向和纵向的生态环境有所区别，这就直接导致了胡杨在生长过程中的生长环境不同，其自身的生长也会随之不同，为了更好的进行研究，选择不同的胡杨叶片进行研究。研究对象：塔里木河中下游的5个实验点中的胡杨典型叶片。研究结果：第一点，即使是同一实验点其自身的树龄不同也会导致其自身的近红外和短红外的波段有不同的差异，而不同的实验点的不同树龄叶片差距则更大，并且随着河道的不断延长，随着距离越来越大会出现“红边”呈“蓝移”趋势；第二点不同的断面、不同的水分流失都会引起胡杨叶片自身的变化，当水分流失过快的时候光谱曲线会再380-1000rm中出现较为明显的变化。综上胡杨叶片自身是具有光谱分析的可行性的，并且能够对生存环境起到一个标识的作用。

关键字：塔里木河流域；胡杨典型叶片；光谱响应；特征探索和构建

项目基金：塔里木大学校长基金项目（ TDZKSSZD201406）

近些年随着我国对于环境保护这一事宜的重视程度在不断的增加，对于塔里木河水资源的无序和低效的利用这一问题十分重视，由于塔里木河水资源的不断恶化，目前我国的塔里木河下游中的近400km的河道出现了断流和萎缩的问题，导致生态出现了恶化，并且直接导致了我国的珍稀物种胡杨受到了生存的威胁。目前我国主要根据遥感应用来进行植物叶片光谱的测定，对于植物叶片来说，在进行光谱反射的过程中，其植被自身的光谱反射或者是发射特性都是有其自身的化学形态和化学特征所决定的，这与植物的发育、健康状态和含水量、叶绿素都有着十分密切的关系。为了更好的去研究胡杨叶片对于环境的标识作用，本文得主要目的就是对其进行专门的实验，并且沿着断面进行设点研究。

1 实验的相关设计

1.1 实验点的选择

在进行实验研究的过程中，其主要选择的研究区域为塔里木河的中下游，其中实验点为30m×30m，这一河段是河流的中游英巴扎的阿其克断面，以及河段下游的齐文阔尔河断面以及阿拉干断面。其实验点距离河流的垂直水平距离大约为500m左右，由于有河水的补给所以在断面的周围生长的胡杨树其树龄不同，通过发现可以知道在树顶存在着很多的枯枝，其长势有着一定的衰败迹象的为老树，而有着新发的幼苗的则为幼树，而叶子主要呈披针形的则为成熟的叶片。第二个实验点则为老塔河实验点，这一断面中的两个实验点与齐文阔尔河道垂直，其中主要以老龄和成年的胡杨为主。

1.2 数据的测定与方法

在进行实验的过程中，其主要使用的实验仪器为地物的光谱仪（FieklSpec FR）以及其相关配套的笔记本电脑、积分球（Integrating sphere）以及其配套的电源等附属设备，室内的用电烘箱、电子天平（其自身的精度为0.001g）以及其他相关的设备如三角架、保鲜袋等。

1.3 实验方法和步骤

选择一个晴天的天气进行胡杨树叶的采集，其中主要包括了幼树的树叶卵圆以及菱形的中成和老胡杨的典型叶片，根据树龄的不同，在每一个实验点进行3-15片树叶的采集，要保证所采集的树叶其自身不被其他的树叶所遮盖，并且为了更好的保持树叶的活性，在进行树叶的采集之前需要保持叶片的干净，并且对其进行带枝光谱测量，测量的过程中其顺序应该是暗电流一白板一叶片一白板，每次测量10次然后进行平均估值。对于刚变枯黄的胡杨叶片，由于野外没有办法满足烘烤条件，所以需要将采集完的叶片放进保鲜袋封好，防治变质。

2 数据分析

通过对叶片的处理来看，在340-1650 rm波段之间的光谱其反射率正常，但是在1640-2500 rm波段之间，由于光源的强度不够、且信噪比低，噪音会在一定程度上掩盖了叶片光谱的反射率。并且通过分析可以知道，在同一实验点，同一断面的不同点都会出现不同的光谱曲线。并且即使是同一实验点其自身的树龄不同也会导致其自身的近红外和短红外的波段有不同的差异，而不同的实验点的不同树龄叶片差距则更大，并且随着河道的不断延长，随着距离越来越大会出现“红边”呈“蓝移”趋势；不同的断面、不同的水分流失都会引起胡杨叶片自身的变化，当水分流失过快的时候光谱曲线会再380-1000rm中出现较为明显的变化。

3 总结

根据以上分析和讨论可以知道，胡杨叶片对于光谱的吸收可以有效的帮助人们来分析环境的变化，让人们更好的对环境进行改善。

参考文献

[1]王树东，肖正清，包安明，周淑娟，于凯，唐义闵，谢东辉.塔里木河流域中下游典型地物光谱变化规律[J].北京师范大学学报（自然科学版），2007，06：673-677+701.

[2]肖正清，王樹东，古丽·加帕尔，赵金，常存，马忠国.塔里木河流域中下游胡杨典型叶片光谱响应特征[J].干旱区地理，2007，05：680-687.

[3]许丹，伍维模，王家强，李志军，武建林.塔里木河流域上游天然胡杨叶片叶绿素与可见光-近红外光谱反射率的相关性研究[J].塔里木大学学报，2012，04：53-59.

作者简介

张著（1986-） ，男，汉族，讲师，硕士，主要从事计算机应用技术方面的教学与研究。

牛荣（1974-），女，汉族，副教授，硕士研究生，主要从事计算机应用技术方面的教学与研究。