利用光谱特征参数估算病害胁迫下杉木叶绿素含量

为了探索建立炭疽病胁迫下杉木叶绿素含量的高光谱估算模型,促进遥感技术在森林病虫害监测中的应用,通过获取不同发病程度的杉木冠层光谱及相应的叶绿素含量,将冠层光谱数据、一阶微分数据与相应的叶绿素含量分别进行了相关分析。采用逐步回归、主成分回归及偏最小二乘回归方法构建叶绿素含量的估算模型。叶绿素含量与原始光谱在可见光(614～698nm)和近红外区(724nm之后)达到极显著相关,且在近红外区基本趋于稳定;与一阶微分光谱在424～486nm、514～532nm、552～682nm、698～755nm和762～772nm波段全部达到极显著相关;3种建模方法均消除了参数间多重共线性的影响,模型的决定系数全部达到极显著水平,其中逐步回归模型精度最高,相对误差和均方根误差分别为10.71%和0.194。研究表明受到不同程度炭疽病胁迫的杉木冠层光谱反射差异较大,可利用高光谱信息定量估算病害胁迫下的杉木叶绿素含量,且估算精度较高。     

不同树龄桃园桃红颈天牛幼虫空间分布型研究

对湖南省靖州县1~20年生桃园桃红颈天牛幼虫平均密度和桃树受害率进行系统调查,应用5种聚集度指标法和2种回归模型法,比较了不同树龄桃红颈天牛幼虫空间分布型的差异。结果表明:1~2年生幼龄桃树基本不受桃红颈天牛危害,3年以上挂果后的桃树开始受到侵害;随着树龄的增加,桃树受害率和桃红颈天牛虫口平均密度显著增加,19~20年生桃树受害率达90%以上,平均虫口密度超过2头/株;桃红颈天牛在桃园中呈聚集分布,具有密度依赖性,即随种群密度升高,聚集程度增大,3~15年生桃园桃红颈天牛均呈聚集分布,基本成分是个体群,个体间相互吸引;16~17年生桃园桃红颈天牛空间分布型趋向于随机分布或均匀分布;19~20年生桃园桃园桃红颈天牛均呈聚集分布,此时分布的基本成分均为个体,个体呈现相互排斥现象。应用桃红颈天牛幼虫种群的空间分布信息,建立了不同树龄桃园桃红颈天牛幼虫种群的抽样公式。根据理论抽样公式,桃红颈天牛虫口密度越小,抽样数量较多,而在虫口密度较高的情况下抽样数量则较少。根据序贯抽样公式,可将3~20年生桃园抽样样本数量划分成6个区段:3~4年生桃园;5~6年生桃园;7~8年生桃园;9~13年生和19~20年生桃园;14~15年生桃园;16~18年生桃园。     

马尾松赤枯病冠层光谱特征及严重度反演

为了实现快速、准确、大面积监测马尾松赤枯病,促进高光谱遥感技术在森林病虫害监测中的应用,通过获取不同严重度的马尾松赤枯病冠层高光谱数据,将冠层光谱、一阶微分和病情严重度数据分别进行相关分析,采用单变量线性回归和多变量逐步回归技术建立马尾松赤枯病病情严重度的反演模型。结果表明：随病情严重度的增加,可见光范围的冠层反射率逐渐增加,近红外波段的冠层反射率逐渐降低,其中在红边（680~780 nm）区域变化最大,且病情严重度与红边特征参数存在显著线性关系;以红边特征参数为自变量建立的多变量逐步回归模型,比单变量线性模型反演病情严重度的效果更好,其拟合R2、预测R2和均方根误差分别为0.815、0.778和0.053,说明红边特征参数对马尾松赤枯病病情严重度具有很好的指示作用。     

油茶主要病害空间分布格局规律的研究

应用聚集度指标法、Iwao sM*与M回归模型分析法研究了油茶Camellia oleifera主要病害的空间分布格局。结果表明,油茶叶枯病Pestalotiopsis microspora、炭疽病Colletotrichum gloeospori-oides、煤污病Neocapnodium sp.在油茶林中呈均匀分布;软腐病Agaricodochium camelliae、藻斑病Cephaleuros virescens为聚集分布,聚集原因是由软腐病和藻斑病的生物学特性及环境因素共同作用引起的。Iwao’s回归分析表明叶枯病的分布为均匀分布且病株个体间相互排斥,在油茶林中呈扩散性危害趋势;炭疽病、煤污病、软腐病和藻斑病空间分布的基本成分是个体群,病株个体之间相互吸引,个体群在林中呈均匀分布格局。     

不同培养条件对摩西球囊霉生长发育的影响

为了获得大量杉木内生菌根菌的接种菌剂,以摩西球囊霉Glomus mosseae为研究对象,对其宿主植物、培养基质、栽培密度和营养液浓度四方面培养因素进行了研究。结果表明:摩西球囊霉的最佳宿主植物为高粱,最佳培养基质为3号培养基质处理,即沙:蛭石:土的比例为2∶1∶1(体积比),最佳栽培密度为20株/5L盆,最佳的营养条件为追施用浓度为30%的Hoagland’s营养液。     

国外国家公园建设经验对湖南南山国家公园的启示

国家公园是指保护具有国家代表性的自然生态系统，兼顾自然资源科学保护和合理利用的特定区域，是我国 自然生态系统中最重要、最独特、最精华、最富集的部分。纵观全球国家公园体系建设，我国的起步较晚。在美国成立 世界上第一个国家公园——黄石国家公园后，世界各国开始各自探索国家公园建设并逐渐发展、成熟。借鉴与学习国 际上相对已成熟运转的国家公园的建设经验具有重要意义。     

基于高光谱微分指数的杉木炭疽病病情指数反演

通过实地调查,获取杉木炭疽病病情指数以及各级病情梯度的高光谱遥感数据,将冠层光谱一阶微分数据与相应的病情指数进行相关性分析,选取相关系数大于0.7的高光谱微分指数构建反演模型,并对模型进行精度检验。结果表明:病情指数与冠层光谱一阶微分值在431～485nm,549～616nm和700～754nm3个波段达到极显著相关;以微分指数SDy,SDr,SDg/SDb,(SDg-SDb)/(SDg+SDb)和(SDr-SDy)/(SDr+SDy)为变量反演病情指数的最佳模型均为线性模型,均方根差在0.094～0.119之间。该研究结果表明,利用高光谱微分指数估测杉木炭疽病病情指数精度较高,且具有较高的实际应用价值。     

基于高光谱数据的病害胁迫下杉木冠层色素含量估算研究

分析炭疽病胁迫下杉木冠层的高光谱特征,探索建立病害胁迫下杉木冠层色素含量的高光谱估算模型,从而促进高光谱遥感技术在森林病虫害监测中的应用。于2011年4-6月,在湖南省攸县实地调查杉木炭疽病,并测定不同程度炭疽病胁迫下杉木冠层的光谱反射率及其色素含量。将冠层光谱、一阶微分及相应的色素含量数据分别进行相关分析,采用回归分析方法,选取部分样本建立色素含量估算模型,并利用其余的样本对模型进行精度检验。结果表明,可见光和近红外区域是病害杉木色素反射和吸收的敏感区域,色素含量与一阶微分光谱在红边（695~754 nm）内相关性最高,单波段一阶微分光谱741 nm处的相关系数最大。其中,以差值植被指数DVI[FD587,FD741]为变量的幂函数模型估算Chla+b、Chla和Chlb含量的精度最高,相对误差均小于15%,均方根误差在0.093~0.241之间。本研究表明,受不同程度炭疽病胁迫下杉木冠层的光谱反射差异较大,可利用高光谱信息定量估算病害胁迫下杉木冠层的色素含量,且估算精度较高。     

基于地面高光谱数据的油茶炭疽病病情指数反演

使用FieldSpec HandHeldTM地物光谱仪采集不同发病程度的油茶冠层光谱数据,并实地调查油茶炭疽病病情指数,将光谱数据进行一阶微分与滑动平均滤波相结合的预处理,提取与病情指数相关性较高的敏感波段,并采用主成分分析法(principal component analysis,PCA)对敏感波段的光谱数据进行降维,分别以敏感波段和PCA降维处理后的敏感波段作为输入变量建立了病情指数的BP神经网络反演模型.两种建模方法建立的BP神经网络模型计算出的预测值与观测值之间的决定系数(R2)均达99％以上.精度检验证明,以PCA降维所得到的前10个主成分作为输入变量建立的10-7-1三层BP神经网络模型预测精度更高,模型计算出的预测值与观测值之间的决定系数(R2)和均方根误差(RMSE)分别为0.998 6和0.814 8.该研究表明,利用地面高光谱数据结合主成分分析和BP神经网络算法反演油茶炭疽病病情指数是一种有效的方法.     

利用高光谱微分指数反演油茶炭疽病病情指数的研究

通过实地调查油茶炭疽病病情指数,并使用美国ASD公司生产的手持式野外光谱辐射仪测定相应的油茶冠层光谱反射率,然后将光谱数据进行一阶微分与滑动平均滤波相结合的预处理,经相关分析,选取与病情指数极显著相关的微分指数,采用单变量线性和非线性回归方法,选取部分样本建立油茶炭疽病病情指数的反演模型,并利用其余样本对模型进行精度检验。结果表明,随着病情指数的增大,油茶冠层光谱的一阶微分值在可见光区域的反射峰和吸收谷逐渐消失,红边斜率逐渐减小;病情指数与冠层光谱一阶微分值在480～513 nm、526～569 nm、583～607 nm和669～727 nm 4个波段达到极显著相关;以SDr′为自变量的对数模型反演病情指数的精度最高,其计算出的预测值与实测值之间的相关系数r和均方根误差分别为0.869和0.067,预测精度较高。该研究结果表明利用高光谱微分指数反演油茶炭疽病病情指数是可行的,并为油茶林的健康评价提供了新的方法。