全 文 ：书叶面施肥对草坪高光谱反射率及色泽的影响
张文１，２，张建利１，陈功１
（１．云南农业大学动科院草业科学系，云南 昆明６５０２０１；２．贵州毕节地区畜牧兽医科学研究所，贵州 毕节５５１７００）
摘要：色泽是草坪外观质量重要的评价指标之一，叶绿素水平是影响草坪色泽的重要因素。对４种草坪高羊茅、草
地早熟禾、普通狗牙根和匍匐翦股颖进行叶面喷施氮肥、铁肥试验，研究草坪反射光谱特征与叶绿素密度的相关
性。结果显示，施用氮肥或氮肥＋铁肥显著提高草坪草叶绿素密度，降低可见光区光谱反射率；草坪可见光区光谱
反射率与叶绿素密度呈显著负相关，其中绿波段反射率犚５３１与叶绿素密度具有最大相关系数（狉＝－０．８５５）；通过逐
步回归分析，得出了由绿波段犚５３１和犚５６２构建的反演叶绿素密度和评价草坪色泽的回归方程，且预测值与实测值相
关性达极显著水平。
关键词：叶面喷施；氮肥；铁肥；草坪；高光谱反射率；色泽
中图分类号：Ｓ６８８．４；Ｑ９４３３１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００４５７５９（２００９）０２０１１５０７
随着草坪业的蓬勃发展，草坪质量评价随之成为研究的热点。草坪色泽能直观地反映草坪生长状况及观赏
价值，是草坪外观质量评价的重要指标之一。草坪色泽的评价方法主要包括９分制打分法［１，２］、分光光度法［３］、照
度计法［４，５］、植物效能分析仪（ＰＥＡ）测定法［６］和数码照相法［７］等。高光谱遥感技术具有精细的光谱分辨率，在植
物氮素营养定量分析、产量估测以及作物的色素监测等方面越来越受到关注。许多学者运用植物光谱分析方法，
研究不同环境条件下作物冠层反射光谱与植株生理生化特征及产量的关系，确定了部分植物生物物理参数和生
化组分的敏感光谱波段范围，并建立了相关的定量化模型［８～１１］。绿色植物典型的光谱特征在近红外区域主要受
叶片内部结构、生物量和含水量等影响，而在可见光范围内主要受色素影响［１２］，利用植被光谱信息可以估算色素
含量。Ｐｉｎａｒ［１３］利用光谱红边位置反映草丛叶绿素信息；Ｂｌａｃｋｂｕｒｎ［１４］利用高光谱技术对蕨类色素进行定量研
究，得出光谱指数与色素含量高度相关；吴长山等［１５］利用高光谱数据对水稻（犗狉狔狕犪狊犪狋犻狏犪）、玉米（犣犲犪犿犪狔狊）群
体叶绿素密度进行估算研究，得出了利用导数光谱估计叶绿素密度的线性回归方程；陈维君等［１６］研究结果表明，
光谱植被指数ｍＳＲ７０５、ｍＮＤ７０５和光化学反射指数（ＰＲＩ）等可用于估算水稻叶片、穗的色素含量，作为水稻成熟度
的监测指标。可见，采用光谱法估测植物色素含量是切实可行的，利用高光谱技术研究植物色素取得了一些非常
有意义的研究成果。近年来，草坪质量评价研究备受关注，但将高光谱技术应用于草坪色泽评价的研究还较少。
草坪色泽主要由叶绿素水平所决定，通常认为叶绿素水平越高，草坪颜色越深，草坪色泽就越好。草坪色泽直接
影响草坪观赏价值，色泽的变化对草坪养护管理也有着重要的指导意义。本研究采用不同施肥处理改变草坪色
泽状况，探讨其叶绿素水平和反射光谱特征的变化，探索对草坪叶绿素敏感的特征波段，研究高光谱反射率与草
坪色泽的相关性，试图从草坪反射光谱中选取重要波段或波段组合来定量评价草坪色泽。
１ 材料与方法
１．１ 试验设计
试验区设在云南农业大学草业科学实验基地，（Ｎ２５°０１′，Ｅ１０３°１１′），海拔１９３１ｍ，年均温１４．７℃，年降水
量９００～１１００ｍｍ。土壤为红壤土，有机质含量１．７４％，有效氮含量１１６．６７ｍｇ／ｋｇ，速效磷３３．１１ｍｇ／ｋｇ，速效
钾６５．２ｍｇ／ｋｇ，ｐＨ值６．７。试验草坪为２００６年８月建植的高羊茅警犬（犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪ｃｖ．Ｗａｔｃｈｄｏｇ）、
草地早熟禾解放者（犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊ｃｖ．Ｌｉｂｅｒａｔｏｒ）、普通狗牙根（犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀ｃｖ．Ｃｏｍｍｏｎ）和匍匐翦股颖普
第１８卷 第２期
Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２
草 业 学 报
ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ
１１５－１２１
２００９年４月
收稿日期：２００８０４２４；改回日期：２００８０７０２
基金项目：云南省自然科学基金项目（２００４Ｃ００３８Ｍ）资助。
作者简介：张文（１９８２），女，贵州大方人，在读硕士。Ｅｍａｉｌ：ｚｈａｎｇｗｅｎ０７０８＠１６３．ｃｏｍ
通讯作者。
特（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪ｃｖ．Ｐｕｔｔｅｒ）的单播草坪。供试氮肥为尿素（含 Ｎ４６％），铁肥用 ＥＤＴＡＦｅ（７．４５ｇ
Ｃ１０Ｈ１４Ｎ２Ｎａ２Ｏ８·２Ｈ２Ｏ＋５．５７ｇＦｅＳＯ４·７Ｈ２Ｏ，溶于１Ｌ水）。于２００７年８月９日傍晚进行叶面喷施，设３个
处理：氮肥（尿素６ｇ／ｍ２），氮肥＋铁肥（尿素６ｇ／ｍ２＋ＥＤＴＡ－Ｆｅ０．６Ｌ／ｍ２），对照为等量清水。试验过程中，草
坪不修剪，其他按常规管理。小区面积１ｍ×２ｍ，重复３次，随机区组排列。
１．２ 草坪光谱数据采集
叶面施肥１０ｄ后，选择晴朗无云的天气进行草坪反射光谱测定。选用的光谱仪（ＨＲ２０００，美国Ｏｃｅａｎ公司）
波长范围为２００～１１００ｎｍ，分辨率约为１ｎｍ。观测时间为北京时间１０：３０－１３：３０。测量时固定光谱仪探头垂
直向下，距离草层表面５０ｃｍ，每个小区重复测量５～１０次，取平均值作为该小区的光谱反射值。测量时及时进
行标准白板校正。
１．３ 目测法评价草坪色泽
草坪色泽目测评价采用９分制，其中７～９分表示深绿到墨绿，５～７分表示中绿到深绿，３～５分表示浅绿到
中绿，１～３分表示浅绿。目测评价具有一定的主观性，因此，由几位评价者相对独立作色泽评价，充分考虑草坪
颜色从浅绿→中绿→深绿→墨绿的过渡变化，取平均值作为评价结果。
１．４ 叶绿素密度测定
光谱测定后，立即取样测定各个小区草坪草的叶绿素密度。取０．３００ｇ叶片放入５０ｍＬ容量瓶，用９５％丙
酮－乙醇混合液暗中浸提［１７］，待叶片发白叶绿素提取完毕，用７２２分光光度计测定浸提液叶绿素含量，并换算为
叶绿素密度，等于叶绿素含量与单位面积上鲜叶重的乘积（ｇ／ｍ２）。
１．５ 数据分析
基于草坪可见光波段光谱反射率，分析各波段光谱反射率与草坪叶绿素相关性，初步筛选出对草坪叶绿素密
度较敏感的光谱波段，通过逐步回归分析方法确定最佳光谱波段及估测模型，试验数据用ＳＰＳＳ１３．０统计分析软
件处理。
２ 结果与分析
２．１ 草坪草种和施肥处理对叶绿素密度的影响
研究结果表明（表１），４种单播草坪表现出明显的色泽差别。在同一处理中，叶绿素密度依次为高羊茅＞草
地早熟禾＞普通狗牙根＞匍匐翦股颖，差异达到显著水平（犘＜０．０５）。叶面施肥后，草坪色泽发生变化。与对照
相比，喷施氮肥、氮肥＋铁肥２种处理均显著提高了４种草坪的叶绿素密度。同时，氮肥＋铁肥处理的效果优于
单独喷施氮肥，差异达到显著水平（犘＜０．０５）。氮肥和铁肥能互相促进吸收、转化和利用的协同性，配合使用能
够显著提高叶绿素密度，改善草坪色泽。氮是草坪植物需求量最多的营养元素，氮肥的施用促进草坪草的生长，
加速草坪草叶绿素的合成。铁作为多种酶的重要组分元素参与氧化还原反应，在光合作用、呼吸作用过程中起电
子传递作用，是形成原叶绿素酸酯的必需因子，适量与氮素配合使用可明显改善草坪色泽。
２．２ 光谱反射率与叶绿素的关系
图１是不施肥处理４种单播草坪的反射光谱曲线。颜色较深的高羊茅在绿波段反射率相对较低，而颜色较
表１ 不同施肥条件下草坪草叶绿素密度
犜犪犫犾犲１ 犆犺犾狅狉狅狆犺狔犾犱犲狀狊犻狋狔狅犳犱犻犳犳犲狉犲狀狋犵狉犪狊狊犲狊狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀 ｇ／ｍ２
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ 高羊茅犉．犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪 草地早熟禾犘．狆狉犪狋犲狀狊犻狊 普通狗牙根犆．犱犪犮狋狔犾狅狀 匍匐翦股颖犃．狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪
氮肥＋铁肥 Ｎ＋Ｆｅ ４．０８２ａＡ ３．２６１ａＢ ２．６２８ａＣ ２．０１５ａＤ
氮肥 Ｎ ２．９５２ｂＡ ３．１３３ｂＢ ２．００３ｂＣ １．８６２ｂＤ
对照ＣＫ ２．５８０ｃＡ １．５３５ｃＢ １．２０８ｃＣ ０．９９６ｃＤ
注：同列不同小写字母表示差异显著（犘＜０．０５），同行内不同大写字母表示差异显著（犘＜０．０５）。
Ｎｏｔｅ：Ｍｅａｎｓｗｉｔｈｉｎｃｏｌｕｍｎｓｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｏｗｅｒｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）ａｎｄｔｈｏｓｅｉｎｔｈｅｓａｍｅｒｏｗｆｏｌｏｗｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒ
ｅｎｔｃａｐｉｔａｌｌｅｔｔｅｒｓａｒｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔ（犘＜０．０５）．
６１１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２
浅的狗牙根反射率较高。在“绿峰”（５５５ｎｍ左右）处反射率差异尤其明显，高羊茅为５．４５％，狗牙根则高达
８．２３％。这主要是由于植物叶片叶绿素和其他色素含量的不同所引起可见光区反射率的高低之分。在７００～
８００ｎｍ范围内，叶面光谱反射特征主要受叶内细胞结构和叶冠结构控制，不同种草坪因叶形、质地、修剪高度和
叶倾角等不同而具有不尽一致的冠层结构，因此在红光－短波近红外波段的反射率也明显不同。施肥改变了草
坪在可见光区光谱反射率（图２～５），与对照区比较，其光谱反射率显著降低，尤其是氮肥＋铁肥处理光谱反射率
显著降低。
将４种草坪草叶绿素ａ、ｂ和ａ＋ｂ以及叶绿素密度与光谱反射率分别进行相关分析。结果表明，叶绿素密度
与光谱反射率之间相关性高于叶绿素ａ＋ｂ与光谱反射率之间相关性。叶绿素密度是反映植被群体光合作用强
弱、植被长势的重要参量，表征了单位面积草坪色泽的群体特征。因此，叶绿素密度更能综合反映草坪色泽状况。
可见光范围内，草坪叶绿素密度与光谱反射率呈极显著负相关（表２）。从蓝光区（４００～５００ｎｍ）开始，随着波长
的变化，光谱反射率与叶绿素密度的相关系数逐渐增大。绿波段从５１０ｎｍ到５７０ｎｍ，相关系数绝对值都大于
０．７，其中以５３１ｎｍ 处最高，达到－０．８５５；红光波段光谱反射率与叶绿素密度的相关性不如蓝光区、绿光区高，
可能是因为较高的叶绿素密度使得红光吸收区很容易就达到饱和。
图１ 不施肥时４种草坪在不同波段的光谱反射率
犉犻犵．１ 犚犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲狅犳４狋狌狉犳犵狉犪狊狊犲狊犪狋犱犻犳犳犲狉犲狀狋
狑犪狏犲犾犲狀犵狋犺狑犻狋犺狅狌狋犳犲狉狋犻犾犻狕犪狋犻狅狀
图２ 不同施肥处理条件下高羊茅光谱反射率
犉犻犵．２ 犚犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲狅犳犉．犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀
图３ 不同施肥处理条件下草地早熟禾光谱反射率
犉犻犵．３ 犚犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲狅犳犘．狆狉犪狋犲狀狊犻狊狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀
图４ 不同施肥处理条件下狗牙根光谱反射率
犉犻犵．４ 犚犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲狅犳犆．犱犪犮狋狔犾狅狀狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀
７１１第１８卷第２期 草业学报２００９年
图６为绿光区５３１ｎｍ光谱反射率与叶绿素密度线性回归模型。结果显示，采用单波段预测草坪叶绿素密度
其精度不是很理想，因此考虑多波段反射光谱来进行回归分析。以与草坪叶绿素密度相关性较高的波段为自变
量进行逐步回归分析，结果表明，绿波段光谱反射率与叶绿素密度相关性高于其他波段，复相关系数为０．９１３，达
到极显著水平（犘＜０．０１）。回归方程为：
狔＝４．７２２－１．３０２狓１＋０．６９８狓２（犚２＝０．８３３，犘＜０．０１，狀＝３６） （１）
式中，狔为叶绿素密度，狓１ 为犚５３１，狓２ 为犚５６２。
图５ 不同施肥处理条件下匍匐翦股颖光谱反射率
犉犻犵．５ 犚犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲狅犳犃．狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪狌狀犱犲狉
犱犻犳犳犲狉犲狀狋犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀
图６ 草坪草叶绿素密度与５３１狀犿处光谱反射率的关系
犉犻犵．６ 犚犲犾犪狋犻狅狀狊犺犻狆犫犲狋狑犲犲狀狉犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲犪狋５３１狀犿
犪狀犱犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犱犲狀狊犻狋狔狅犳狋狌狉犳犵狉犪狊狊
表２ 草坪叶绿素与光谱反射率的相关性分析（狀＝３６）
犜犪犫犾犲２ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犪狀犪犾狔狊犻狊犫犲狋狑犲犲狀狉犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲犪狀犱犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾
生化指标
Ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｉｃｅｓ
光谱反射率Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ（％）
犚４４１ 犚４８１ 犚５００ 犚５１０ 犚５２１ 犚５３１ 犚５５２ 犚５６２ 犚７１６
叶绿素ａＣｈｌｏｒｏｐｈｙｌａ －０．５９６ －０．４７８ －０．５８９ －０．６６１ －０．７４４ －０．７８７ －０．７２０ －０．６６１－０．５８９
叶绿素ｂＣｈｌｏｒｏｐｈｙｌｂ －０．２３６ －０．５５３ －０．７０１ －０．７５３ －０．７４５ －０．７５５ －０．７４１ －０．６９９－０．４６７
叶绿素ａ＋ｂＣｈｌｏｒｏｐｈｙｌａ＋ｂ －０．５０１ －０．５１５ －０．６４０ －０．７０８ －０．７６５ －０．７９９ －０．７４６ －０．６９０－０．５６７
叶绿素密度Ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙ－０．５５６ －０．５４６ －０．６４７ －０．７１８ －０．８１３ －０．８５５ －０．７９８ －０．７３３－０．５９９
注：和分别表示显著相关（犘＜０．０５）和极显著相关（犘＜０．０１）。
Ｎｏｔｅ：ａｎｄｍｅａｎｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔａｔ犘＜０．０５ａｎｄ犘＜０．０１ｌｅｖｅｌｓ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．
２．３ 目测法和高光谱参数对草坪色泽的评价
与光谱测量同步，多位专家采用９分制对各个小
区草坪颜色进行目测评分（表３）。高羊茅色泽深绿，
草地早熟禾中绿，普通狗牙根和匍匐翦股颖色泽浅绿，
将评价得分与叶绿素密度进行相关性分析，得出目测
色泽评分与叶绿素密度具有较高的线性相关，回归方
程为：
狔＝１．４３３２狓＋２．３５６（犚２＝０．９２１，
犘＜０．０１，狀＝３６） （２）
式中，狔为草坪色泽评分，狓为叶绿素密度。
表３ 不同施肥处理草坪目测色泽评分
犜犪犫犾犲３ 犞犻狊狌犪犾狉犪狋犻狀犵狅犳狋狌狉犳犮狅犾狅狉狌狀犱犲狉犱犻犳犳犲狉犲狀狋
犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狊犪犱犱犻狋犻狅狀
草坪草种Ｓｐｅｃｉｅｓ
处理Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ
氮肥＋铁肥 Ｎ＋Ｆｅ 氮肥 Ｎ 对照ＣＫ
高羊茅犉．犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪 ８．０６７ ６．６６７ ６．２６７
草地早熟禾犘．狆狉犪狋犲狀狊犻狊 ７．１３３ ６．５６７ ４．２３３
普通狗牙根犆．犱犪犮狋狔犾狅狀 ６．６００ ５．６００ ４．０６７
匍匐翦股颖犃．狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪 ５．１６７ ４．３３３ ４．０６７
８１１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２
将方程（１）与方程（２）联系起来建立光谱反射率与草坪色泽评价值之间的回归方程：
狔＝１．４３３２×（４．７２２－１．３０２狓１＋０．６９８狓２）＋２．３５６ （３）
式中，狔为草坪色泽评分，狓１ 为犚５３１，狓２ 为犚５６２。
利用前期测定的单播草坪光谱反射率作为校验样本分别代入方程（１）和（３），分别得出草坪叶绿素密度和草
坪色泽评分估测值，将估测值与实测值进行相关性分析，结果表明，草坪叶绿素密度估测值与实测值相关性达极
显著水平，决定系数为０．８４７１（图７）；草坪光谱色泽评价得分与专家目测法评价得分相关性达极显著水平，决定
系数为０．６２２１（图８）。
图７ 叶绿素密度估测值与实测值的相关性
犉犻犵．７ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀犲狊狋犻犿犪狋犲犱犪狀犱犿犲犪狊狌狉犲犱
犮犺犾狅狉狅狆犺狔犾犱犲狀狊犻狋狔狅犳狋狌狉犳犵狉犪狊狊
图８ 回归模型估测草坪色泽评分与目测评分之间的相关性
犉犻犵．８ 犆狅狉狉犲犾犪狋犻狅狀犫犲狋狑犲犲狀狏犻狊狌犪犾犪狀犱
犲狊狋犻犿犪狋犲犱狉犪狋犻狀犵
３ 讨论
３．１ 叶绿素水平是决定草坪色泽的主要因素之一，它既可表征植物的生长状况，又能反映草坪的外观质量。本
试验通过不同草种和施肥处理，证明草坪叶绿素密度与光谱反射率之间相关性高于叶绿素含量与光谱反射率之
间相关性，叶绿素密度综合反映了草坪色泽、覆盖度等信息。因此，通过对不同色泽草坪其反射光谱特征与叶绿
素密度之间的相关性研究，探索基于光谱反射率来评价草坪色泽的可行性。本研究结果表明，高羊茅警犬、草地
早熟禾解放者、普通狗牙根和匍匐翦股颖普特４种单播草坪的叶绿素密度存在显著性差异。施用氮肥或氮肥＋
铁肥能够显著提高草坪叶绿素密度，降低可见光区光谱反射率，改善草坪色泽。有研究证明，叶面施肥具有用量
少，使用便利等优点［１８，１９］。以往对草坪叶面喷施铁肥的研究大多仅限于一种草坪试验，夏宁［１８］试验结果证明，
秋、冬季给高羊茅施用尿素或ＥＤＴＡＦｅ都可以改善其绿色度，增加叶片内叶绿素的含量，显著延长草坪绿色期。
游明鸿等［２０］研究表明，夏秋季叶施铁使假俭草草坪质地变细、均一性增加、颜色深绿，提高了草坪的品质。武小
钢等［２１］试验结果也证明，叶面喷施铁制剂能提高高羊茅叶片叶绿素含量。这些研究结果证明，对草坪叶面施铁
能明显改善草坪色泽，本研究采用氮肥＋铁肥处理，重在研究两者的综合效应，探讨草坪反射光谱特征及色泽的
变化。结果表明，对高羊茅、草地早熟禾、普通狗牙根和匍匐翦股颖喷施氮肥和铁肥，４种草坪均具有相似的变化
规律，即可见光波段光谱反射率随施肥水平的增加而降低。本研究中氮肥、铁肥的喷施浓度为适宜浓度，在今后
的研究中，应考虑进一步增加施肥梯度，研究草坪色泽对不同浓度梯度氮肥、铁肥的光谱响应。
３．２ 草坪叶绿素密度与可见光波段反射率呈极显著负相关，绿波段光谱反射率与叶绿素密度的相关性高于其他
波段，其中以犚５３１相关性最好，相关系数为－０．８５５。绿波段５５０ｎｍ附近是叶绿素强反射峰，近年来，对绿光波段
的研究受到许多学者的关注。大量研究证明，绿光波段和植被参数有着密切的关系。Ｇｉｔｅｓｏｎ和Ｋａｕｆｍａｎ［２２］分
析了可见光反射率对叶绿素含量的敏感性，认为绿光波段对叶绿素的敏感范围大于红光波段。王磊和白由路［２３］
９１１第１８卷第２期 草业学报２００９年
对不同氮处理春玉米叶片光谱反射率与叶绿素含量的相关性研究表明，叶绿素含量和绿峰（５６０ｎｍ）处叶片光谱
反射率表现出显著或极显著相关关系。陈君颖和田庆久［２４］研究水稻叶片光谱不同变化形式与叶绿素含量相关
性后发现，反演方程的最佳波段也主要是绿波段及蓝波段。在今后对草坪色泽相关的反射光谱研究中，从绿波段
可能将会挖掘出更多信息。
３．３ 对草坪叶绿素密度与光谱反射率的逐步回归分析得出，绿波段组合与叶绿素密度的相关性高于单波段。利
用绿波段组合（犚５３１和犚５６２）构建的色泽评价模型能够准确估测草坪叶绿素密度，叶绿素密度估测值与实测值、色
泽评分值与目测评分值之间均存在显著的相关性。利用高光谱参数评价草坪色泽，操作简单，快捷方便，可以作
为一种客观而先进的手段来定量评价草坪色泽，因此，本试验所建立的模型能够为高光谱技术在草坪色泽评价及
草坪科学管理和动态监测中的应用提供技术依据。
３．４ 草坪因其使用目的和特殊功能，草坪草长期保持营养生长状态，是高覆盖度、低矮、致密、整齐、均一的人工
植被，土壤背景、生育期等因素对光谱反射率的影响相对其他植被较小，因此，高光谱遥感技术在草坪上的研究应
用比在天然植被和农作物等上具有更高的精确度。本研究仅涉及几种单播草坪，选取的样本量还比较小，对于混
播草坪色泽评价的适用性有待更多实测数据的进一步验证。高光谱反射率建立的回归方程对色泽评价结果与目
测结果拟合度为０．６２２１，不如对叶绿素密度的拟合度高，可能因为草坪色泽目测评价本身具有一定主观性，作为
色泽评价常用方法及草坪色泽定量化参考标准之一，高光谱技术评价草坪色泽的等级定量化标准有待进一步的
研究和探讨。
参考文献：
［１］ 李晓光，赵林萍，刘艺杉，等．养分管理对北京地区常见高尔夫球场球道用午夜早熟禾生长影响的研究［Ｊ］．草业学报，２００６，１５
（６）：７０７６．
［２］ 杨志民，陈煜，韩烈保，等．不同光照强度对高羊茅形态和生理指标的影响［Ｊ］．草业学报，２００７，１６（６）：２３２９．
［３］ 王钦，谢源芳．草坪质量评价方法［Ｊ］．草业科学，１９９３，１０（４）：６９７４．
［４］ 刘及东，陈秋全，焦念智．草坪质量评定方法的研究［Ｊ］．内蒙古农牧学院学报，１９９９，２０（２）：４４４８．
［５］ 焦念智，杨广勇，刘及东．草坪颜色定量测定的比较研究［Ｊ］．草业科学，２００３，（９）：７４７５．
［６］ 范海荣，华珞，王洪海．草坪质量评价指标与评价方法探讨［Ｊ］．草业科学，２００６，２３（１０）：１０１１０５．
［７］ 季癑秀，张立猛，林杉．数码照相技术用于评价草坪颜色的参数研究［Ｊ］．草业科学，２００７，２４（５）：９４９８．
［８］ 薛利红，曹卫星，罗卫红，等．小麦叶片氮素状况与光谱特性的相关性研究［Ｊ］．植物生态学报，２００４，２８（２）：１７２１７７．
［９］ 李映雪，朱艳，戴廷波，等．小麦叶面积指数与冠层反射光谱的定量关系［Ｊ］．应用生态学报，２００６，１７（８）：１４４３１４４７．
［１０］ 周冬琴，朱艳，姚霞，等．基于水稻冠层光谱特征构建粳型水稻籽粒蛋白质含量预测模型［Ｊ］．作物学报，２００７，３３（８）：１２１９
１２２５．
［１１］ 朱艳，吴华兵，田永超，等．基于冠层反射光谱的棉花干物质积累量估测［Ｊ］．应用生态学报，２００８，１９（１）：１０５１０９．
［１２］ ＧｌｔｅｌｓｏｎＡＡ，ＫａｕｆｍａｎＹＪ，ＳｔａｒｋＲ．Ｎｏｖｅｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｆｏｒｒｅｍｏｔｅｅｓｔｉｍａｔｉｏｎｏｆｖｅｇｅｔａｔｉｏｎｆｒａｃｔｉｏｎ［Ｊ］．ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＥｎ
ｖｉｒｏｎ，２００２，８０：７６８７．
［１３］ ＰｉｎａｒＡ．Ｇｒａｓｓｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌａｎｄｔｈｅｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｒｅｄｅｄｇｅ［Ｊ］．ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＪｏｕｒｎａｌｏｆＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇ，１９９６，１７（２）：３５１３５７．
［１４］ ＢｌａｃｋｂｕｒｎＧＡ．Ｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｓａｎｄｃａｒｏｔｅｎｉｏｄｓａｔｌｅａｆａｎｄｃａｎｏｐｙｓｃａｌｅｓ：Ａｎｅｖａｌｕａｔｉｏｎｏｆｓｏｍｅｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌａｐ
ｐｒｏａｃｈｅｓ［Ｊ］．ＲｅｍｏｔｅＳｅｎｓｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎ，１９９８，６６：２７３２８５．
［１５］ 吴长山，项月琴，郑兰芬，等．利用高光谱数据对作物群体叶绿素密度估算的研究［Ｊ］．遥感学报，２０００，４（３）：２２８２３２．
［１６］ 陈维君，周启发，黄敬峰．用高光谱植被指数估算水稻乳熟后叶片和穗的色素含量［Ｊ］．中国水稻科学，２００６，２０（４）：４３４４３９．
［１７］ 杨敏文．快速测定植物叶片叶绿素含量方法的探讨［Ｊ］．光谱实验室，２００２，１９（４）：４７８４８１．
［１８］ 夏宁．尿素及ＥＤＴＡＦｅ对高羊茅草坪草绿期的影响［Ｊ］．草业学报，２００１，１０（３）：４７５１．
［１９］ 胡华锋，介晓磊，刘世亮，等．喷施微肥对苜蓿微量元素含量及积累量的影响［Ｊ］．草业学报，２００８，１７（１）：１５１９．
［２０］ 游明鸿，刘金平，毛凯，等．叶面施铁对假俭草草坪绿度和品质的影响［Ｊ］．四川草原，２００５，（１２）：３２３４．
［２１］ 武小钢，杨秀云，赵姣．叶面喷施铁制剂对高羊茅养分因子的影响［Ｊ］．草地学报，２００７，１５（１）：９７９９．
［２２］ ＧｉｔｅｓｏｎＡＡ，ＫａｕｆｍａｎＹＪ．ＭＯＤＩＳＮＤＶＩｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｔｏｆｉｔｔｈｅＡＶＨＲＲｄａｔａｓｅｒｉｅｓｓｐｅｃｔｒａｌｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎｓ［Ｊ］．Ｒｅｍｏｔｅ
０２１ ＡＣＴＡＰＲＡＴＡＣＵＬＴＵＲＡＥＳＩＮＩＣＡ（２００９） Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．２
ＳｅｎｓｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎ，１９９８，６６：３４３３５０．
［２３］ 王磊，白由路．不同氮处理春玉米叶片光谱反射率与叶片全氮和叶绿素含量的相关研究［Ｊ］．中国农业科学，２００５，３８（１１）：
２２６８２２７６．
［２４］ 陈君颖，田庆久．水稻叶片不同光谱形式反演叶绿素含量的对比分析研究［Ｊ］．国土资源遥感，２００７，（１）：４４４８．
犈犳犳犲犮狋狅狀狋狌狉犳犺狔狆犲狉狊狆犲犮狋狉犪犾狉犲犳犾犲犮狋犪狀犮犲犪狀犱犮狅犾狅狉狅犳狊狆狉犪狔犻狀犵犳犲狉狋犻犾犻狕犲狉狅狀犾犲犪狏犲狊
ＺＨＡＮＧＷｅｎ１，２，ＺＨＡＮＧＪｉａｎｌｉ１，ＣＨＥＮＧｏｎｇ１
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｒａｓｓｌａｎｄＳｃｉｅｎｃｅ，ＹｕｎｎａｎＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｋｕｎｍｉｎｇ６５０２０１，Ｃｈｉｎａ；
２．ＡｎｉｍａｌＨｕｓｂａｎｄｒｙＵｅｔｅｒｉｎａｒｉａｎＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢｉｊｉｅ，Ｂｉｅｊｉｅ５５１７００，Ｃｈｉｎａ）
犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｃｏｌｏｒｉｓａｋｅｙｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｔｈｅａｅｓｔｈｅｔｉｃｑｕａｌｉｔｙｏｆｔｕｒｆａｎｄｉｓｏｆｔｅｎｅｖａｌｕａｔｅｄｉｎｆｉｅｌｄｓｔｕｄｉｅｓ．Ｈｙｐｅｒ
ｓｐｅｃｔｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐｉｍｐｒｏｖｅｄａｎｄｏｂｊｅｃｔｉｖｅｍｅｔｈｏｄｓｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｔｕｒｆｃｏｌｏｒａｎｄｔｈｅｙｗｅｒｅ
ｔｅｓｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｉｆｔｈｅｙｃｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｕｒｆｃａｎｏｐｙｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｏｅｖａｌｕａｔｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｓ
ｂｅｔｗｅｅｎｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｖｉｓｕａｌｒａｔｉｎｇｓ．Ｔａｌｆｅｓｃｕｅ（犉犲狊狋狌犮犪犪狉狌狀犱犻狀犪犮犲犪ｃｖ．Ｗａｔｃｈｄｏｇ），Ｋｅｎ
ｔｕｃｋｙＢｌｕｅｇｒａｓｓ（犘狅犪狆狉犪狋犲狀狊犻狊ｃｖ．Ｌｉｂｅｒａｔｏｒ），Ｂｅｒｍｕｄａｇｒａｓｓ（犆狔狀狅犱狅狀犱犪犮狋狔犾狅狀ｃｖ．Ｃｏｍｍｏｎ），ａｎｄＣｒｅｅｐｉｎｇ
ｂｅｎｔｇｒａｓｓ（犃犵狉狅狊狋犻狊狊狋狅犾狅狀犻犳犲狉犪ｃｖ．Ｐｕｔｔｅｒ）ｗｅｒｅｍａｎａｇｅｄｄｕｒｉｎｇｔｈｅ２００７ｇｒｏｗｉｎｇｓｅａｓｏｎ．Ｔｕｒｆｃａｎｏｐｙｈｙｐｅｒ
ｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ，ｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｖｉｓｕａｌｒａｔｉｎｇｓｗｅｒｅｍｅａｓｕｒｅｄａｆｔｅｒｓｐｒａｙｉｎｇｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒｓ（ＮａｎｄＦｅ）
ｏｎｔｕｒｆｇｒａｓｓｌｅａｆｓｕｒｆａｃｅｓ．Ｔｈｅｃａｎｏｐｙｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｏｆｆｏｕｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｕｒｆｇｒａｓｓｅｓｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｄｉｆ
ｆｅｒｅｄｉｎｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙ．Ｎｉｔｒｏｇｅｎｏｒｎｉｔｒｏｇｅｎ＋Ｆｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｄｅｃｒｅａｓｅｄ
ｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｉｎｖｉｓｉｂｌｅｗａｖｅｂａｎｄｓ．Ｔｈｅｒｅｗａｓａｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｎｅｇａｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｕｒｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌ
ｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｇｒｅｅｎｂａｎｄ（５３１ｎｍ）ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅｖａｌｕｅ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｓｔｅｐｒｅｇｒｅｓｓｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｉｎｄｉｃａｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｒｅ
ｆｌｅｃｔａｎｃｅｏｆｇｒｅｅｎｗａｖｅｂａｎｄｓ５３１ｎｍａｎｄ５６２ｎｍｗｅｒｅｔｈｅｍｏｓｔｓｅｎｓｉｔｉｖｅｔｏｔｕｒｆｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙ．Ａｓｔｒｏｎｇ
ａｇｒｅｅｍｅｎｔｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｂｅｔｗｅｅｎｖｉｓｕａｌａｓｓｅｓｓｍｅｎｔｏｆｔｕｒｆｇｒａｓｓｃｏｌｏｒａｎｄｃｏｌｏｒｖａｌｕｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌ
ａｎａｌｙｓｉｓｗｈｅｎｂｏｔｈｍｅｔｈｏｄｓｗｅｒｅｄｏｎｅ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅａｎａｌｙｓｉｓｃａｎｂｅｕｓｅｄｔｏｅｓｔｉｍａｔｅ
ｔｕｒｆｇｒａｓｓｃｈｌｏｒｏｐｈｙｌｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｔｏｑｕａｎｔｉｆｙｃｏｌｏｒｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓａｍｏｎｇｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｕｒｆｓｐｅｃｉｅｓ．
犓犲狔狑狅狉犱狊：ｌｅａｆｓｕｒｆａｃｅｓｐｒａｙｉｎｇ；ｎｉｔｒｏｇｅｎ；Ｆｅ；ｔｕｒｆ；ｈｙｐｅｒｓｐｅｃｔｒａｌｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ；ｃｏｌｏｒ
１２１第１８卷第２期 草业学报２００９年