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摘要
探讨草地群落光谱特征与养分含量的关系，可为采用高光谱技术诊断草地群落营养状况，对推进快速无损检测技术应用于草地施肥管理具有重要意义。以黄土丘陵区典型草地群落，白羊草(Bothriochloa ischaemum)群落为研究对象，设置4个氮添加(0、 25、 50和100 kg N·ha-1·yr-1)和4个磷添加(0、 20、 40和80 kg P2O5·ha-1·yr-1)处理。基于群落冠层光谱和群落氮磷养分含量测定，结合红边区域内一阶导数处理，在植被指数、特征波段和红边参数组成的18个光谱特征参数中，采用逐步回归方法(SWR)筛选出对白羊草群落氮磷含量及氮磷比敏感的光谱特征参数，并建立反演模型对草地群落地上部分全氮含量和地上部分全磷含量及其比值进行估测。结果表明：白羊草群落氮磷含量随施氮量增加而增加，氮磷比随施磷量增加而减少；氮磷添加下光谱反射率在可见光波段与施肥量成反比，近红外波段与施肥量成正比，红边区域内一阶导数的“双峰现象”受氮磷添加影响显著；一些对草地群落氮磷含量较敏感的光谱特征对氮磷含量及氮磷比估测起重要作用，其中三波段光谱指数(TBSI),R910和红边幅值(AMP)对氮含量的估测模型有极大贡献(R2=0.87,F=18.8***),而磷含量估测中差值植被指数(DVI),修正红边简比率指数(mSR705),R430,R660和AMP对模型贡献明显(R2=0.91,F=20.51***), Slope725对氮磷比的估测模型贡献最大(R2=0.54,F=5.14***)。该研究运用高光谱技术实现对白羊草群落养分含量的快速精准估测，在氮磷含量及其比值与光谱特征参数存在显著相关性的基础上，成功筛选出建立模型精度最高的参数组合，为大面积监测氮磷添加后草地养分含量方法和参数选择奠定了基础。
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