中甸格咱岛弧矿集区植被光谱特征分析

摘要

光谱技术在探测矿物类别与检测植物生长状况方面具有较好的运用，植物的生长状况受到其所处的地理环境的影响，尤其是与土壤、潜在的矿化元素之问存在着一定的关系，通常维持植物体正常生长的金属元素主要来自于土壤或是母岩。植物叶片的光谱曲线与土壤、水体等其它地物有着显著的光谱差异，植物叶片光谱曲线的吸收与反射率特征受其体内化学特征和生态特征共同制约，植物叶片光谱曲线的特征与植物的生长状况密切相关，通过分析植物叶片反射光谱曲线的细微变化与植物叶片内金属元素含量间的内在关系，确定受金属胁迫作用下的植物叶片光谱反射率特征，进而在高植被覆盖区探测隐伏矿物沉积物提供技术支撑。
　　本文以中甸格咱岛弧矿集区为研究区，分别对不同地质背景下的植物的发育、健康状况进行对比分析，优选出区内的优势植物类型，并对优势植物叶片的光谱曲线特征进行分析，探索植物叶片光谱曲线特征与不同地质背景下植物叶片内元素含量的响应关系，建立特征波段的植被指数与植物叶片体内金属元素含量间的内在联系。
　　矿区内与矿区外围云南松、冷杉、高山栎、高山杜鹃植物叶片的光谱曲线反射率在0.35～2.5μm波谱范围内存在一定的差异性。在0.68～0.76μm波谱范围内云南松、高山栎叶片波谱曲线发生“红移”现象，而冷杉、高山杜鹃叶片波谱曲线发生“蓝移”现象。
　　春都矿区的高山栎植物叶片光谱曲线的特征参数所对应的波段位置在不同地质体上的位置差异性很小。矿体上生长的高山栎叶片的光谱曲线的紫谷、蓝边、绿峰、黄边、红谷、红边和红肩的波谱反射率普遍比岩体和斑岩体上山长的植物的反射率要小。岩体生长的植物叶片光谱曲线的紫谷、蓝边、绿峰、黄边、红谷的波谱反射率普遍比斑岩体的要高。
　　红山矿区中心高山柳、杜鹃、冷杉植物叶片内Cu、Pb、Zn、Mo、W、Fe、Ti元素含量比矿区外围的同类植物叶片中元素含量普遍较高，对Cu、Mo、Ag、W富集程度较好，与红山矿区本身的地质环境密切相关，高山柳对Cu、Mo、Ag、W元素的屏障系数较小，在红山矿区高山柳对“隐伏”矿体具有较好的指示性作用。
　　依据红山矿区有利成矿元素富集效应和水敏感植被指数特征，全球植被水分指数(GVWI)、水分胁迫指数(MSI)、植被水分指数(PWI)对植物叶片元素异常之间的响应关系较为密切。红山矿区内植物叶片中Cu、Zn、W元素正异常系数与植被水分指数(PWI)具有较好的响应，其相关性分别达到了0.75、0.76、0.74。全球植被水分指数(GVWI)对Fe元素异常系数具有较高的相关性，其相关性达到了-0.75。植被水分指数(PWI)、水分胁迫指数(MSI)分别与植物叶片中Mo、Pb元素负异常系数呈负相关性，其相关性为-0.77、-0.91。
　　土壤反射指数(SRI)指数与花青素反射指数(ARI2)指数对Cu、Zn、Mo、Pb、W元素的响应最好，且其响应机制相反。叶片中的Fe元素正异常系数与SR1、SR2、NDPI1、ARI2、RVIⅡ、GNDVI2、PSNDb、NDVI2指数的绝对相关性较高，说明影响植被光谱曲线特征的不止一种元素，植被指数的光谱曲线的变化受到多种元素的共同制约。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题依据及研究意义

1．1．1 研究背景及选题来源

1．1．2 理论依据及研究意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 研究内容及技术路线

1．3．1 研究内容

1．3．2 主要难点

1．3．2 技术路线

第2章 植物的波谱特征及机理分析

2．1 植物的生理学机理

2．2 植物的光谱特征

2．2．1 植物反射光谱反射率特征

2．2．2 植物反射光谱波形特征

第3章 研究区概况与数据源

3．1 研究区概况

3．1．1 自然地理概况

3．1．2 区域地质背景

3．2 野外采样及数据

3．2．1 植被样点选取及样品采集

3．2．3 植物波谱测量

第4章 矿集区植物波形特征及元素含量分析

4．1 植物叶片光谱反射率特征分析

4．2 植物叶片光谱特征位置分析

4．3 典型矿区植被元素含量分析

4．3．1 植物富集系数及分析

4．3．2 植物屏障系数及分析

第5章 典型矿区植物光谱指数特征分析

5．1 生物地球化学效应的植物生理表现

5．2 植物叶片元素异常与水敏感指数分析

5．3 植物叶片元素异常与色素类指数分析

结论

致谢

参考文献

攻读学位期间取得学术成果