南京市溧水縣稻田土壤全氮的遙感估測.pdf

1、土壤是生活在地球上的人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)和寶貴源泉。作為作物賴以生長并為全世界提供衣食的中介，土壤是植物生長繁育和生物生產(chǎn)的基地。而土壤中的各種元素含量是衡量土壤肥力，決定作物豐產(chǎn)與否的主要原因。因此，了解土壤肥力并根據(jù)作物生產(chǎn)的基本營養(yǎng)需求，進(jìn)而認(rèn)識到土壤對于作物的限制性因子對于農(nóng)田的合理施肥和作物增收是至關(guān)重要的。
　　 由于農(nóng)田土壤肥力空間分布存在差異，傳統(tǒng)的均一施肥方式，容易導(dǎo)致局部施肥過多而造成農(nóng)業(yè)面源污染，也同樣會

2、導(dǎo)致一些區(qū)域因施肥不足產(chǎn)生地力衰竭。另外，土壤中的各種元素含量是一個(gè)相對動(dòng)態(tài)的變化過程。而進(jìn)行配方施肥就必須準(zhǔn)確掌握田間土的壤肥力狀況，所以對土壤中的各種營養(yǎng)元素含量進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測是必不可少的。傳統(tǒng)的土壤肥力狀況監(jiān)測一般是實(shí)地采樣，然后風(fēng)干，磨土過篩，最后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室化學(xué)分析。一方面投入大，浪費(fèi)大量的人力物力；另一方面，監(jiān)測土壤的周期也比較長，這就造成了土壤監(jiān)測的時(shí)效性差。耕作者不能有效及時(shí)詳盡地掌握田間土壤的肥力信息，難以做到及時(shí)有效的配

3、方施肥去消除土壤對于作物的限制性因子。所以，尋找一種快速、有效，低投入的土壤肥力監(jiān)測方法顯得迫在眉睫。
　　 遙感技術(shù)是20世紀(jì)60年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術(shù)，是一種通過量測從地表獲取電磁輻射進(jìn)而推斷地表參數(shù)的過程。土壤作為地球表面的最常見的地物，其對特定波段的電磁波反射率非常敏感。它的一些光譜反射率和本身的一些理化參數(shù)之間存在著很大的相關(guān)性，這就是利用遙感監(jiān)測土壤肥力的內(nèi)在機(jī)理。然而，農(nóng)田土壤經(jīng)常為植被所覆蓋，

4、裸露的時(shí)間比較短，影響了遙感技術(shù)在農(nóng)田土壤肥力監(jiān)測方面的應(yīng)用。不過，國內(nèi)外學(xué)者在遙感監(jiān)測作物長勢、營養(yǎng)狀況方面取得了巨大成果。由于不同的土壤理化性質(zhì)和施肥量會在一定程度上引起作物長勢的差異，并最終反映在作物冠層光譜反射率上。這種機(jī)理的存在使得利用遙感獲得的植被光譜特性間接監(jiān)測土壤理化性質(zhì)成為可能。NDVI（歸一化植被指數(shù)）在監(jiān)測地表植被覆蓋中發(fā)揮著重要作用。水田植被覆蓋種類單一，其它影響因素少，這使得通過NDVI監(jiān)測水稻長勢，間接監(jiān)測稻

5、田土壤肥力狀況變得可行.
　　 利用遙感技術(shù)監(jiān)測土壤肥力狀況，正好彌補(bǔ)了傳統(tǒng)土壤監(jiān)測的缺陷。遙感技術(shù)以其實(shí)時(shí)、持久、數(shù)據(jù)量大、觀測范圍廣等優(yōu)點(diǎn)在土壤監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用，成為土壤各種元素含量監(jiān)測和時(shí)空動(dòng)態(tài)分析的重要技術(shù)手段，突破了傳統(tǒng)的地面點(diǎn)狀監(jiān)測方法。遙感技術(shù)能清楚地反映出土壤一些理化性質(zhì)的空間分布特征，利用多時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)可對同一地區(qū)的土壤進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測，防止施肥過度導(dǎo)致的面源污染或施肥不足產(chǎn)生的地力衰竭，為合理的配方施肥提供

6、決策依據(jù)。
　　 本研究以南京溧水縣農(nóng)區(qū)水稻田作為實(shí)驗(yàn)區(qū)，以研究區(qū)水稻的主要遙感影象指數(shù)--歸一化植被指數(shù)（NDVI）作為研究對象。采用相關(guān)性回歸分析方法將地面定位微觀監(jiān)測數(shù)據(jù)和遙感技術(shù)宏觀監(jiān)測數(shù)據(jù)有機(jī)地對接起來，旨在探討研究區(qū)水田土壤的主要營養(yǎng)元素--全氮在中巴地球資源2號衛(wèi)星（CBERS-2，簡稱中巴-2）數(shù)據(jù)中的敏感波段或波段組合，研究建立農(nóng)區(qū)水田土壤全氮含量的遙感監(jiān)測估算模型。最后將所建的模型應(yīng)用于水田肥力的估測和研究區(qū)

7、水田土壤全氮含量二級圖的劃分。
　　 本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于利用中巴-2號衛(wèi)星的CCD的歸一化植被指數(shù)對南京溧水縣水田的土壤全氮進(jìn)行估測，在此基礎(chǔ)上做了研究區(qū)的氮素等級分布圖，并對關(guān)于遙感估測土壤元素技術(shù)體系的建立進(jìn)行了討論和初探。通過全文研究，得出結(jié)論如下：1）水稻分蘗期中巴-2衛(wèi)星影象取得的歸一化植被指數(shù)可以很好的反映水稻長勢，間接表現(xiàn)稻田土壤的全氮水平；2）中巴-2衛(wèi)星影象的CCD數(shù)據(jù)可以實(shí)現(xiàn)對稻田土壤全氮的半定量估測；3）在歸