关键词:
CO
浓度
温度
水稻
叶绿素含量
光谱参数
摘要:
为了探究大气CO2浓度和温度升高对粳稻和籼稻的高光谱特征及叶绿素含量的影响,本研究以粳稻“金香玉1号”和籼稻“扬稻6号”为试验品种,通过开顶式气室(OTC)进行田间试验,设置四种处理:对照(环境CO2浓度和气温,CK)、CO2浓度比CK升高200 μmol·mol-1(C+)、温度比CK升高2 ℃(T+)、CO2浓度和温度共同升高(C+T+),测定各处理下水稻叶片的叶绿素相对含量(SPAD)和高光谱反射率,对原始光谱进行一阶导数变换,比较粳稻和籼稻的高光谱特征,并采用一元和多元方法构建叶绿素含量的最佳估算模型。结果表明:(1)C+处理使SPAD值增加2.8%~8.8%,而T+处理使其降低4.4%~11.1%,且T+处理下粳稻“金香玉1号”的叶绿素含量下降更为明显。(2)CO2浓度和温度处理虽未改变水稻冠层原始光谱曲线的波形,但显著影响了反射率。(3)水稻一阶导数光谱反射率呈现“单峰”或“双峰”特征,各处理的粳稻在整个生长季中主峰位置均出现蓝移,而籼稻在T+和C+T+处理下呈现先红移后蓝移。(4)粳稻的最优叶绿素反演模型为支持向量回归(SVR),其决定系数R2为0.63,均方根误差(RMSE)为2.94;籼稻的最优叶绿素反演模型为BP神经网络,其R为0.66,RMSE为2.73。综上,在CO2浓度和温度升高条件下,粳稻和籼稻的高光谱特征存在显著差异,且多元模型在叶绿素含量反演中表现出更优的估算效果。