植物叶片光谱角对土壤铀污染的指示作用

摘要：

通过在土壤中添加浓度为0(对照组),25,75,125,175,275,375和485μg·g-1的铀,进行5种植物(苎麻、印度芥菜、酸模、甘蓝型油菜、玉米)的盆栽实验,研究了不同生长期的叶片光谱角对土壤铀污染的定性和定量指示作用,分析了定量指示作用与叶片铀含量的关系,并筛选出来在苗期即能反演土壤铀含量的植物,为通过野外实测植物叶片光谱快速、安全地进行土壤铀含量的本底调查和动态监测提供了有效的途径.更重要的是,以该叶片尺度的研究为基础,后续可以开展在冠层尺度采用遥感影像进行大面积土壤铀污染监测的相关研究.实验结果与主要结论如下:(1)以实验植物在不同生长期的实测叶片反射光谱为基础,计算了土壤受到铀污染后,在五个波段区间(表征叶片色素的350～716 nm、表征红边和近红外平台的717～975 nm、表征水分的976～1265,1266～1770和1771～2500 nm)的光谱角.以盆为单位统计5种实验植物在13个生长期的光谱角,绝大多数情况下均大于阈值.叶片光谱角对铀产生了350～2500 nm的全面响应,可以定性指示土壤是否受到铀污染.(2)涵盖全部5种实验植物的8个生长期得到了以光谱角作为自变量、通过显著性检验的线性回归方程.其中7个线性回归方程的决定系数R2>0.64,3个(苎麻-苗期、印度芥菜-开花期和油菜-蕾薹期)的决定系数R2>0.81.综合其他反演效果评价指标,可以认为叶片光谱角也能定量指示土壤铀污染程度,但定量指示作用随植物种类、生长期的不同而不同,其中苎麻、印度芥菜在苗期的叶片光谱角就可以比较好地反演土壤铀含量.(3)当叶片铀含量较高时,其光谱角对土壤铀污染的定量指示作用较强.

关键词：叶片光谱、光谱角、土壤、铀污染、指示作用

所属期刊栏目：42

分类号：X87(环境遥感)

资助基金：国防基础科研计划16ZG6101

在线出版日期：2022-04-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1313-1317