湿地土壤硝化微生物群落的高光谱研究

发布时间：2017-12-17 17:08

  本文关键词：湿地土壤硝化微生物群落的高光谱研究

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【摘要】：氮循环是土壤生态系统元素循环的重要过程,其中硝化作用对于土壤氮循环有重要影响。硝化作用的主要完成者是硝化微生物群落,土壤微生物是湿地生态系统的重要组成部分,其可以指示湿地生态环境变化,对正确认识湿地生态系统氮循环和湿地污染净化功能具有重要意义。尝试从高光谱遥感技术角度,基于土壤氮素光谱监测机理,探索湿地土壤硝化微生物群落高光谱估算技术,进而为估测其时空分布状况提供新技术途径。研究对硝化作用中两个独立阶段的主要完成者氨氧化细菌和亚硝酸氧化细菌,采用最大可能数法分别计数,并以两者计数测量结果的合计,作为各采样区域土壤硝化微生物的数量值。采用光谱倒数的对数(LR)、光谱一阶微分(FD)、光谱二阶微分(SD)、包络线去除(CR)和光谱波段深度(BD)光谱变换技术,以及基于再抽样(bootstrap)技术的多元逐步回归(SMLR)和偏最小二乘回归(PLSR)建模方法,构建湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量估算模型。研究结果表明:在采用bootstrap SMLR建模方法时,湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量的估算波段位置存在一定的相似性(尤其对于原光谱实测数据R和SD光谱);对于湿地土壤硝化微生物数量和全氮含量的估算,bootstrap PLSR相比于bootstrap SMLR建模方法,具有较高的估算精度;对湿地土壤硝化微生物数量的估算,最高估算精度产生于SD光谱变换技术结合bootstrap PLSR建模;对湿地土壤全氮含量的估算,最高估算精度产生于CR光谱变换技术结合bootstrap PLSR建模。
【作者单位】： 辽宁师范大学海洋经济与可持续发展研究中心;辽宁师范大学自然地理与空间信息科学辽宁省重点实验室;辽宁师范大学城市与环境学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(41271421) 教育部人文社会科学研究规划基金项目(14YJA630064)资助
【分类号】：S154.3
【正文快照】： 引言氮循环是土壤生态系统元素循环的核心过程之一,其中硝化作用对于土壤的氮素循环意义重大。硝化作用是连接固氮作用与反硝化作用的中间环节,其与植物的氮素有效利用程度、土壤酸化、水体污染等一系列生态环境问题直接相关。因此,硝化作用是氮素生物地球化学循环的中心环节[

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本文编号：1300888