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近年来,气候变化日益加剧,区域性降水的时间、空间分布更为不均,同一地区的降雨频率和强度也发生了很大的变化。降水格局的改变可能导致更严重和频繁的区域性干旱,而区域性干旱造成的水分胁迫则是树木死亡、衰败的重要因素。为了解降水减少对我国暖温带地区重要的天然落叶阔叶树种锐齿栎(Quercus aliena var.acuteserrata)水分状况的影响及其反射光谱响应,本研究利用快速失水试验和林内穿透雨排除两种方法来研究叶片水分状况变化的光谱响应机制。得到以下结果:(1)叶片水分状况指标及其敏感光谱指数在不同水分指标中,与比叶含水量(SWC)和叶片水分鲜重比(LMP)相比,相对含水量(RWC)和等效水分厚度(EWT)在不同发育阶段和空间位置之间的变异性更小,能稳定地表征树木整体的水分状况;且RWC和EWT具有更高的光谱敏感性,适合应用于遥感探测。光谱反射率差值分析法和光谱反射率敏感性分析法表明:叶片的光谱敏感性受发育阶段的影响较大;在短波红外区域,成熟叶片在失水胁迫初始阶段的光谱变化较小,而新展叶在整个失水阶段均表现出明显的光谱差异。通过对15个不同光谱指数与水分指标的相关分析,发现水分指数(WI)–RWC和双差值指数(DDn(1530,525))–EWT均具有较高的相关性,其中,WI–RWC的拟合关系受叶片发育阶段和空间位置的影响较大;而DDn(1530,525)–EWT的拟合关系更为稳定。(2)减雨处理对锐齿栎叶片水分状况的影响及其反射光谱响应减雨样地和对照样地的锐齿栎叶片的EWT在生长季内总体上均呈现先升高后降低的季节变化规律;试验的减雨处理强度没有改变叶片EWT的季节变化格局。在锐齿栎的生长季内,水分含量反射指数(WCRI)、三波段比值指数(Ratio1200)、DDn(1530,525)和WI与EWT均存在一定的相关关系,且WCRI、Ratio1200和DDn(1530,525)与叶片EWT的线性拟合结果明显好于WI,其中,WCRI的拟合结果最优。而在同一时期,减雨处理使得样地间叶片的EWT出现了一定的差异,且样地间差异在2014年9月达到了显著性水平(P<0.05);WCRI、Ratio1200和DDn(1530,525)与EWT拟合的相关性的达到了显著性水平(P<0.05),其中的DDn(1530,525)与EWT相关性达到了极显著水平(P<0.01),说明DDn(1530,525)对减雨处理造成的叶片水分差异表现最敏感。(3)减雨处理对锐齿栎叶片色素状况的影响及其反射光谱响应锐齿栎叶片的叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、叶绿素(Chl)和类胡萝卜素(Car)含量均呈现5-6月份快速升高,6-9月份稳定在高含量水平,9-10月份迅速下降的季节变化格局;Car/Chl呈现与色素含量相反的季节变化格局;Chl a/b则呈现5-9月份小幅波动,9-10月份迅速升高的季节变化格局。同一时期减雨样地与对照样地叶片的色素含量和色素比率存在一定的差异,其中,叶片Chl b含量的差异最大,且差异在7月、9月和10月均达到了显著性水平(P<0.05),说明Chl b对减雨处理的敏感性最高;叶片Car含量的差异最小;说明Car对减雨处理的敏感性较差。550 nm附近的光谱反射率对色素季节变化的响应最为敏感,利用550 nm处的光谱反射率构造的简单比值指数(SR(750,550))与叶片Chl a、Chl b、Chl和Car含量的线性拟合结果均较好,相关关系显著(P<0.001);光化学反射指数(PRI)与叶片Car/Chl的线性拟合结果较好,相关关系显著(P<0.001)。550 nm附近的光谱反射率对减雨处理造成的色素变化响应最为敏感,SR(750,550)对减雨处理造成的叶片Chl a、Chl b、Chl的含量变化敏感(P<0.01),而对Chl a/b的变化不敏感;PRI对减雨处理造成的叶片Car/Chl的变化敏感(P<0.01)。