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基礎和寶貴源泉。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，決定作物豐產與否的主要原因。因此，了解土壤肥力并根據(jù)作物生產的基本營養(yǎng)需求，進而認識到土壤對于作物的限制性因子對于農田的合理施肥和作物增收是至關重要的。
　　 由于農田土壤肥力空間分布存在差異，傳統(tǒng)的均一施肥方式，容易導致局部施肥過多而造成農業(yè)面源污染，也同樣會

2、導致一些區(qū)域因施肥不足產生地力衰竭。另外，土壤中的各種元素含量是一個相對動態(tài)的變化過程。而進行配方施肥就必須準確掌握田間土的壤肥力狀況，所以對土壤中的各種營養(yǎng)元素含量進行實時監(jiān)測是必不可少的。傳統(tǒng)的土壤肥力狀況監(jiān)測一般是實地采樣，然后風干，磨土過篩，最后進行實驗室化學分析。一方面投入大，浪費大量的人力物力；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)測的時效性差。耕作者不能有效及時詳盡地掌握田間土壤的肥力信息，難以做到及時有效的配

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。
　　 遙感技術是20世紀60年代興起并迅速發(fā)展起來的一門綜合性探測技術，是一種通過量測從地表獲取電磁輻射進而推斷地表參數(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性，這就是利用遙感監(jiān)測土壤肥力的內在機理。然而，農田土壤經(jīng)常為植被所覆蓋，

4、裸露的時間比較短，影響了遙感技術在農田土壤肥力監(jiān)測方面的應用。不過，國內外學者在遙感監(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.
　　 利用遙感技術監(jiān)測土壤肥力狀況，正好彌補了傳統(tǒng)土壤監(jiān)測的缺陷。遙感技術以其實時、持久、數(shù)據(jù)量大、觀測范圍廣等優(yōu)點在土壤監(jiān)測中發(fā)揮了重要作用，成為土壤各種元素含量監(jiān)測和時空動態(tài)分析的重要技術手段，突破了傳統(tǒng)的地面點狀監(jiān)測方法。遙感技術能清楚地反映出土壤一些理化性質的空間分布特征，利用多時相的遙感數(shù)據(jù)可對同一地區(qū)的土壤進行動態(tài)監(jiān)測，防止施肥過度導致的面源污染或施肥不足產生的地力衰竭，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區(qū)水稻田作為實驗區(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)和遙感技術宏觀監(jiān)測數(shù)據(jù)有機地對接起來，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行估測，在此基礎上做了研究區(qū)的氮素等級分布圖，并對關于遙感估測土壤元素技術體系的建立進行了討論和初探。通過全文研究，得出結論如下：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)可以實現(xiàn)對稻田土壤全氮的半定量估測；3）在歸