中文摘要：

项目拟选择鄱阳湖湿地在生态安全和社会经济上均有着重要意义的湿地优势植物（灰化苔草）和主要重金属污染物（铜、锌、铅）为研究对象，进行人工湿地模拟栽培，采用传统地球化学分析法测定金属含量，现代信息技术- - -光谱仪采集光谱数据，叶绿素仪分析叶绿素含量相结合的办法，以研究不同重金属污染物在灰化苔草中的光谱反应差异，建立鄱阳湖主要重金属离子在灰化苔草不同生育期的光谱响应数据库，甄别、遴选对某重金属离子敏感的植物生育期和光谱波段；确定植物叶片金属含量与光谱特征值之间的定量相关关系；通过正交试验设计，研究复合污染对植物光谱响应的影响程度，结合模拟栽培与野外实际生长的植物光谱响应差异研究，分析、探求修正因子，构建鄱阳湖湿地重金属污染灰化苔草的光谱响应定量关系模型，以期用于鄱阳湖湿地野外监测。为遥感快速监测鄱阳湖湿地植物重金属污染做基础分析，提供基础数据、科学依据和技术支撑。

结论摘要：

为实现土壤重金属污染大面积、快速、连续监测，建立重金属含量-光谱特征值对应数据库，项目研究了鄱阳湖湿地优势植物灰化苔草（Carex cinerascens Kükenth）在主要污染物重金属（铜、锌、铅）及其复合污染条件下的光谱响应情况。结果表明 灰化苔草对Cu的耐性上限浓度为200 mg/kg；且随着添加Cu浓度的升高，灰化苔草叶片中的Cu含量明显升高, 而灰化苔草叶片SPAD值明显降低；灰化苔草叶片对Cu污染响应的敏感光谱波段与特征参数分别是550 nm处的绿峰峰值，675 nm处的红谷深度，680 nm～750 nm范围内的红边位置、红边峰值与红边斜率，红边归一化植被指数（NDVI705），750 nm～1250 nm范围内的近红外反射坪反射率均值（R750-1250 ）；而灰化苔草叶片的Cu含量与红谷深度、红边峰值、红边斜率、近红外反射坪反射率之间均为高度负相关关系（相关系数分别为-0.631、-0.975、-0.965、-0.952）。 灰化苔草在500 mg/Kg Pb浓度下依然长势很好。随着Pb浓度增加，灰化苔草叶片金属Pb富集程度和土壤有效态Pb 均先逐渐增大而后降低。所有光谱参数与添加铅含量的关系表现为苗期和成熟期关系不显著，而在生长期关系极显著。叶片铅含量与蓝谷深度、红边峰值、红边斜率以及NDVI705 有良好的相关性。 随着土壤中添加Zn浓度的升高，灰化苔草叶片和土壤有效态Zn含量逐渐增大；红边位置于苗期发生“蓝移”现象的同时，红边峰值、红端陡坡斜率以及近红外红坪反射率存在显著下降。添加锌与叶片锌两者均有显著负相关的指标为R750～1250。 对于Cu/Pb复合污染，除红边斜率和R750-1250 与添加复合浓度之间有极显著负相关关系外，其他光谱参数相关关系不显著。 对于Cu/Zn复合污染，所有指标中只有NDVI705一直与添加的复合浓度保持显著负相关关系，而绿峰峰值成显著正相关关系。 对于Zn/Pb复合污染，红边斜率与添加浓度之间呈极显著正相关，蓝谷和红谷深度呈显著正显著，红边与绿峰峰值、NDVI705和R750-1250 呈显著负相关。 对于Cu/Pb/Zn三者复合污染，所有监测光谱指标随添加浓度的变化而变化的规律不明显，在生长期与添加复合浓度之间均无显著相关关系。