水分胁迫下棉花冠层叶片高光谱数据生物量变化研究

利用美国产ASD地物光谱仪,获取新疆北部地区棉花冠层关键生育时期的高光谱数据,采用红边积分面积变量估测棉花冠层叶片的全氮含量,对反射光谱进行一阶微分,应用一阶微分光谱数据,衍生出基于光谱位置变量的分析方法,以红边积分面积(SDr)为自变量,冠层全氮(TN)含量为因变量,做相关分析与处理,构建新陆早．6号红边积分面积与冠层叶片TN含量的相关数学模型．研究在不同水处理条件下,对棉花冠层单叶叶绿素含量和单叶全氮含量做相关分析．结果表明,叶绿素含量与TN含量呈显著的正相关(R=0．8723,n=39),叶绿素含量能有效的估计棉花单叶TN含量;红边积分面积变量与冠层TN含量呈显著的相关性,相关系数是0．7394(n=40),利用构建的相关模型可以较为精确地估测棉花两个品种新陆早6号与8号冠层叶片的全氮含量,RMSE分别为0．3859和0．4272．研究认为红边积分面积变量具有预测棉花冠层全氮含量的应用潜力,研究得出利用3边面积变量构造的数学模型对反演作物冠层TN含量有较高应用价值．研究认为,红边位移现象结合红边幅度的变化的研究,用于诊断棉花水分胁迫也是可行的,关键是建立相应合理的诊断指标体系．     

小麦旗叶水分利用效率比较研究

在世界小麦生产中,旱地小麦面积占有多数,水地小麦也在不断发展.无论水旱地小麦育种,都是在一定水分条件下,选育高水分利用效率类型的品种,以获得高产高效.叶片水分利用效率(WUE=光合速率/蒸腾速率)的改良,是提高大田水分利用效率的生理基础.关于小麦水分利用效率进化的研究还不多见.     

基于知识的垦利县土地利用-覆被遥感信息提取技术研究

针对黄河三角洲地区地物光谱特征混杂严重、土地利用/覆被遥感信息提取对目视解译依赖程度高的特点,文中以位于黄河入海口的垦利县为研究区,尝试将基于知识的遥感信息提取技术应用于该地区.通过对地物光谱特征的深入分析,建立了多个专题信息提取模型,辅助进行旱地、林草地、沙地、盐碱地、农村居民点、坑塘、河流等类型的信息提取,实现对遥感数据的深入挖掘;同时,依据经验知识以及土地利用现状信息、土壤信息等本底资料,建立了各用地类型提取规则,进行土地利用/覆被信息计算机自动提取.分类结果的精度评价表明在没有进行任何人为修正的情况下,该方法面积精度达到了81.8%,空间精度为84.5%,实现了该地区快速和较高精度的计算机自动分类,取得了理想的研究结果.该方法可为其他光谱特征混淆严重地区进行遥感信息提取提供借鉴和参考.     

基于知识的垦利县土地利用／覆被遥感信息提取技术研究

针对黄河三角洲地区地物光谱特征混杂严重、土地利用／覆被遥感信息提取对目视解译依赖程度高的特点，文中以位于黄河入海口的垦利县为研究区，尝试将基于知识的遥感信息提取技术应用于该地区．通过对地物光谱特征的深入分析，建立了多个专题信息提取模型，辅助进行旱地、林草地、沙地、盐碱地、农村居民点、坑塘、河流等类型的信息提取，实现对遥感数据的深入挖掘；同时，依据经验知识以及土地利用现状信息、土壤信息等本底资料，建立了各用地类型提取规则，进行土地利用／覆被信息计算机自动提取．分类结果的精度评价表明：在没有进行任何人为修正的情况下，该方法面积精度达到了81．8％，空间精度为84．5％，实现了该地区快速和较高精度的计算机自动分类，取得了理想的研究结果．该方法可为其他光谱特征混淆严重地区进行遥感信息提取提供借鉴和参考．     

海面油膜光谱响应实验研究

以辽东湾海水与辽河油田原油为材料, 利用ASD全谱段地物光谱仪, 针对海洋石油污染中的海面较薄油膜为研究对象, 设计海面油膜光谱响应室内实验, 模拟海面油膜厚度连续变化过程, 测量并分析油膜光谱的变化特征及其与油膜厚度的相关关系. 研究表明: 在1150~2500 nm短波红外谱段范围内, 油膜的反射率随油膜厚度变化很小, 但高于本底水体光谱反射率, 此范围中有效遥感谱段具有探测较薄油膜有无的能力; 在400~1150 nm可见光-近红外谱段范围内, 油膜光谱反射率明显低于本底水体, 并随着表面油膜厚度的增加而逐步降低, 油膜光谱反射率与油膜的厚度呈很强的幂函数负相关关系, 以550和645 nm为中心的绿光、红光波段的油膜光谱响应表现最优, 可作为海面油膜多/高光谱遥感探测与评估的最佳选择波段.     

小麦茎秆结构和细胞壁化学成分对抗压强度的影响

应用光学显微镜、紫外分光光度计和傅立叶红外光谱(Fourier transform infrared spectroscopy, FTIR)等技术, 对小偃54, 8602和小偃81三个不同小麦品种茎秆的形态、解剖特征和细胞壁化学组分与茎秆抗压强度相关关系进行研究. 在3个小麦品种茎秆结构的比较观察中, 茎秆外径、横切面上不同组织比例以及两种不同类型维管束的数目等参数均有很大差异. 化学组分分析显示, 小偃81的纤维素含量最高, 而木质素含量介于另外两个品种之间. 对茎秆抗压强度的分析表明, 小偃81的抗压强度最高. 最后通过对上述特征的相关分析揭示, 茎秆外径和壁厚之比、厚壁组织比例、单位面积上大维管束平均数目和纤维素含量是影响小麦品种茎杆机械强度的4个主要因素. 因此, 在选育小麦抗倒伏品种时, 应特别重视茎秆的上述4个主要特征.     

用导数光声光谱技术测量人血特征吸收峰

用一种新的高灵敏度的导数光声光谱技术对健康人、妊高征病人、白血病病人各3例的血液以及40例鼻咽癌病人血液进行吸收光谱测试，获得不同血液的一阶导数和二阶导数光声谱。结果：(1)导数光声光谱技术比普通光声吸收光谱技术具有更高的检测灵敏度，一些用普通光声吸收谱不能确定的弱吸收峰或肩峰，用一阶和二阶导数光声谱可以测量出来；(2)许多人的血液的光声谱在637和664nm附近有吸收峰，目前尚未见到报道。结论：用导数光声光谱技术可以检测出普通光声吸收光谱技术难以发现的人血中的弱吸收峰，为生物医学研究提供一种新的分析和诊断方法。     

激光法制备纳米级Si_3N_4荧光光谱研究

自80年代初期以来,我们对激光法制备的纳米氮化硅的物理特性进行了一系列实验研究,发现了较多新的物理现象,如红外特征吸收峰畸变,红外金吸收特性,拉曼位移畸变等。本文首次对激光法制备的纳米非晶态氮化硅粉末及其加压成形块体的荧光光谱进行研究,提出了硅悬挂键作为陷阱中心和复合中心的荧光光谱新的作用机理。同时发现粉末压成块体时     

微波左手材料的反射率和相位随频率的变化特性

利用矩形波导法首次由实验研究了微波垂直入射到由铜六边形开口谐振环(split ring resonators, SRRs)和铜杆组成的左手材料(left-handed metamaterials, LHMs)样品表面时, 其反射率和反射相位随频率的变化特性. 实验结果表明: 单层SRRs的LHMs样品在左手频段内出现了一个深度为−3.3 dB的反射峰, 即其反射率为47%. 在左手频段内, 反射波相位随微波频率的变化关系与透射波相位变化不同, 而且反射波相位曲线在反射峰频率处出现一个拐点. 对于三层SRRs的LHMs样品, 其反射峰的深度随样品排数的增加而增加, 即不反射能力增强, 且反射峰与左手透射峰有一个相对频移, 认为不同层间SRRs的相互作用是导致其频移的原因.     

光声光谱应用于仔猪缺铁性贫血研究

用传统的吸收光谱法测量全血血红蛋白,即使稀释于合适的缓冲剂中,也难以得到满意的结果,原因为全血对光有强敖射。光声光谱法对散射光不敏感,样品无需特殊的制备,即可对固体、液体和凝胶体等进行测量。全血涂片的紫外、可见谱段光声光谱和血红蛋白的吸收光谱同样清楚地显示了含氧血红蛋白(Hb)的特征谱:420nm处的γ吸收峰、550nm处的β峰和585am处的α峰。本文首次报道了将光声光谱应用于仔猪缺铁性贫血研究的一个阶段性结果。     

一氧化氮对盐胁迫下小麦叶片氧化损伤的保护效应

从叶绿素、 MDA和质膜相对透性3个方面的变化证实了0.1和1 mmol/L的一氧化氮(nitric oxide, NO)供体硝普钠(sodium nitroprusside, SNP)分别对150和300 mmol/L NaCl胁迫下的小麦(Triticum aestivum L)叶片氧化损伤有明显的缓解效应. NO能够显著诱导盐胁迫下小麦叶片SOD和CAT活力的上升, 延缓和H2O2的积累, 同时促进抗氧化物质脯氨酸的含量上升, 从而减轻盐胁迫下小麦叶片的氧化损伤.     

热带巨型叶植物芭蕉叶片内结构异质性

叶片是植物进行光合作用的主要场所,叶片面积是决定叶片光合作用的重要因子之一.以往对于叶片的解剖结构和生理功能的研究中,常常忽略同一叶片不同部位的结构及功能的差异,尤其是对于某些巨大叶片的结构和功能的异质性更是缺乏了解.为什么具有巨大叶片的植物在自然界十分稀少仍然是科学之谜.本研究选取了具有典型巨型叶片的单子叶植物芭蕉(Musa balbisiana Colla)作为实验材料,测定了叶片不同部位的结构和解剖特征.结果发现,沿主脉方向从叶片基部到叶片尖端,主脉导管直径、叶片厚度、保卫细胞长度呈剧烈下降趋势,比叶重在上部约1/2处呈下降趋势,而栅栏组织和海绵组织的比(P/S值)和气孔密度呈增长趋势,叶绿素含量、叶脉密度和气孔面积指数则无明显变化.沿平行脉从叶片中部到叶片两侧边缘,叶片厚度和比叶重呈现剧烈下降趋势,叶绿素含量、气孔密度和气孔面积指数在边缘约1/3范围内剧烈下降,栅栏组织和海绵组织的比和叶脉密度则呈现上升的趋势.从叶基到叶顶端主脉的导管直径急剧减少可能会影响叶片顶端的水分供应,而叶片两侧边缘气孔面积指数的明显减小、再加上大叶片水汽界面层厚会使边缘部位蒸腾散热功能受到抑制,从而抑制该部位的生理功能,这些因素可能导致芭蕉叶片面积不能继续增大.与叶片小一些的海芋大型叶相比,芭蕉叶内结构的异质性更加强烈.     

a-Si/SiO2超晶格结构的非线性光学性质

用磁控溅射方法在玻璃基底上制备了ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格。利用ＴＥＭ和Ｘ射线衍射技术对其结构进行了分析,并采用多种光谱测量手段,如Ｒａｍａｎ光谱、吸收光谱和光致发光谱,对该结构的光学性质进行了研究。结果表明,随纳米Ｓｉ层厚度的减小,Ｒａｍａｎ峰发生展宽,吸收边以及光荧光峰发生蓝移。用单光束Ｚ扫描技术研究了ａ－Ｓｉ／ＳｉＯ２超晶格结构的非线性光学性质。这一结果较多孔硅的相应值大两个量级。还对影响非线     

一氧化氮对盐胁迫下小麦叶片

从叶绿素、MDA和质膜相对透性3个方面的变化证实了0．1和1mmol／L斩一氧化氮（nitric oxide,NO）供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP)分别对150和300mmol/LNaCl胁迫下的小麦（TriticumaesivumL）叶片氧化损伤有明显的缓解效应，NO能够显著诱导盐胁迫下麦叶片SOD和CAT活力的上升，延缓O2^-和H2O2的积累，同时促进抗氧化物质脯氨酸的含量上升，从而减轻盐胁迫下小麦叶片的氧化损伤。     

一种新型有机染料反式-4-[4'' -(N-羟乙基-N-甲基胺基)苯乙烯基]-N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐的双光子吸收和频率上转换性质

报道了一种新型激光上转换染料, 即反式-4-[4′-(N-羟乙基-N-甲基胺基)苯乙烯基]-N-甲基吡啶对甲苯磺酸盐(trans-4-[4′-(N-hydroxyethyl-N-methylamino) styryl]-N-methylpyridinium toluene-p-sulfonate, 简称HMASPS)的双光子吸收和频率上转换性质. 测试了该染料DMF溶液的线性吸收谱、双光子吸收谱、单光子荧光谱、双光子荧光谱和上转换激光谱, 解释了双光子荧光峰的不对称性和其相对单光子荧光峰的红移现象以及上转换激光峰相对于双光子荧光峰的蓝移现象. 在光强为3.64 GW/cm2条件下, 用开孔Z扫描装置测得该染料在1064 nm处的双光子吸收截面为σ′2 = 6.0×10-48 cm4· s/光子. 在 1064 nm的皮秒脉冲激光的激发下, 可得很强的波长为626 nm的上转换激光, 激光上转换效率最高为8.4%.     

Ce-Y分子筛表面特征酸及1490 cm~(-1)谱带归属的研究

固体酸的表面酸型,一般按照其对吡啶吸收-红外光谱是为离子吸收或配位吸收而区分为B酸和L酸两类。本文以甲苯催化转化反应为探针,采用脉冲微反-脉冲中毒气相色谱及吡啶吸收-红外光谱等技术,研究了Ce-Y分子筛表面特征酸位及所出现的1490 cm~(-1)谱带的     

草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征研究:寻找行星生命的有效方法

草酸盐矿物的形成可以用来证明苔藓、真菌等低级生物的存在. 系统研究了一水草酸钙石、二水草酸钙石、草酸铜石、草酸铁石、草酸镁石、草酸钠石和草酸胺石等7种草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征. 研究表明, 草酸盐矿物的CO Raman伸缩振动峰与阳离子种类有关, 二水草酸钙石、草酸铜石、草酸镁石、草酸钠石的CO Raman伸缩振动峰依次是1468, 1489, 1471, 1456 cm^-1. 除草酸胺石外, 只有Raman和红外光谱特征能够证明这些草酸盐矿物的络合特性. 还对水的OH 伸缩振动的光谱学特征进行了测定和分析, 用来区分草酸钙石中是否含有结晶水及结晶水的含量. 结果的重要性在于可以用振动光谱技术来鉴定赋存在岩石表层的草酸盐矿物, 从而用于证明其他行星(如火星)上是否有生命或曾经有生命存在.     

固体有机质拉曼光谱参数计算样品热演化程度的方法与地质应用

固体有机质的拉曼峰的形态和位移充分揭示了芳香碳环结构中原子和分子的振动信息与样品热演化程度的关系.根据煤热演化系列中拉曼光谱中D峰和G峰的间距(G-D)和峰高比(Dh/Gh)参数与标准煤样镜质组反射率(vRo%)之间的对应关系,分别建立了与镜质组反射率等效的两个拉曼参数计算反射率(RmcRo%)的数学公式:其中以拉曼位移的峰间距参数计算样品热演化程度的方程为RmcRo%=0.0537d(G-D)-11.21,主要适用于成熟至高成熟阶段的碳化固体有机质样品;以拉曼峰高比参数计算样品热演化的方程为RmcRo%=1.1659h(Dh/Gh)+2.7588,主要适用于过成熟至粒状石墨化以前的碳化固体有机质样品.初步应用结果表明固体有机质的拉曼光谱分析参数计算的反射率"RmcRo%",可以作为表征样品热演化程度的分子级指标,在地质学中有广泛应用前景.     

氮水添加改变内蒙古典型草原两种优势植物的氮吸收偏好

植物对不同形态氮的吸收直接影响输入到生态系统中氮的去向和氮动态的变化,但是资源添加如何影响植物氮吸收偏好仍不明确.本研究依托内蒙古典型草原连续开展了10年氮、水添加实验平台,选择克氏针茅(Stipa krylovii)和冰草(Agropyron cristatum)两个优势物种为研究对象,使用15N自然丰度法测定植物叶片和土壤各形态氮含量及其同位素特征,利用同位素混合模型量化不同氮源对植物氮的贡献,探究植物氮吸收偏好及其对资源添加的响应.结果表明,(1)自然状态下硝态氮和铵态氮对植物氮的贡献分别约为80%和20%;(2)氮添加减小了两种植物对硝态氮的利用,水分添加降低了克氏针茅而提高了冰草对硝态氮的利用,氮、水处理对植物氮吸收偏好的影响具有显著的交互作用.结果揭示,内蒙古典型草原优势植物在自然状态下主要利用较丰富的硝态氮,对较贫瘠的铵态氮利用较少;并且氮吸收特征随着资源添加而改变,水分对氮吸收的影响受到了氮素供给的调节.未来氮沉降加剧和硝态氮比例增加并非总是产生负效应,很可能促进温带草原优势植物的生长,减缓全球环境变化的生态后果.     

小波神经网络在红外光谱数据压缩中的应用

红外光谱是进行化合物定性及定量分析的重要依据,通常需要大量的数据才能较准确地反映所测化合物的结构特征.对应于众多的化合物,红外光谱的数据量非常庞大.因而,在保证红外光谱主要特征基本不变的前提下,如何对红外光谱进行压缩,较大地减少数据量,进而改善红外光谱的存储、检索及处理等方式是一项很有意义的研究工作.小波神经网络(Wavelet neural network),简称小波网络,是基于小波分析所构造的一种新的神经网络模型,目前在化学界尚未见到介绍和应用.本文将其应用于聚苯乙烯薄膜红外光谱的压缩表达.结果表明,小波网络在大量压缩数据的同时,能够很好地恢复原有红外光谱,特别是能够较准确地反映吸收峰的位置和强度.