1 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100
2 中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100
高光谱定量研究土壤养分含量和冬小麦冠层光谱特征之间的关系, 可为冬小麦养分丰缺监测和科学合理指导施肥方案提供理论依据和技术支持。 基于35年长期定位试验, 研究黄土高原渭北旱塬土壤不同施肥处理对冬小麦冠层不同生育期光谱特征的影响, 结果表明： 在单一施肥条件下, 与不施肥（CK）相比, 冬小麦从拔节期到抽穗期, 单施P的CR500, CR670和CR550值均高于CK, 而单施N和M的光谱反射率显著低于CK。 拔节期单施P, N和M的CR500值分别为CK的1.2倍、 74.9%和70.5%； CR670值分别为CK的1.2倍、 66.8%和62.6%； CR550值分别为CK的1.2倍、 76.2%和76.9%。 冬小麦抽穗期各处理反射特征峰谷比拔节期明显增强, 单施P, N和M的CR500值分别为CK的1.2倍、 81.0%和53.5%； CR670值分别为CK的1.3倍、 76.8%和40.6%； CR550值分别为CK的1.2倍、 78.5%和63.4%。 冬小麦至灌浆期, 各处理反射特征峰谷均明显减弱； 至成熟期, 不同施肥处理下冬小麦光谱的“峰谷”差异不再明显。 包络线去除后单一施肥条件下的红谷光谱特征表明, 除成熟期外, 单施P的冬小麦红谷面积（A）、 红谷左面积（AL）和吸收峰对称度（S）均高于CK, 单施N和M均低于CK。 在组合施肥条件下, 所有施氮组合NMP, NP和NM均表现出相似的规律, 在可见光波段红、 蓝光吸收谷深度和绿光反射峰值以及近红外波段的光谱反射率均显著低于CK； PM组合光谱反射特征值略低于CK。 与CK相比, 冬小麦从拔节期到抽穗期, PM组合处理光谱反射率特征值略低于CK； NM, NPM和NP处理光谱反射率特征值之间差异较小但显著低于CK。 NM, NPM和NP处理的CR500值分别为CK的25.85%, 27.99%和26.07%； CR670值分别为CK的12.56%, 13.27%和13.98%； CR550值分别为CK的33.39%, 35.38%和37.04%。 而PM处理CR500, CR670和CR550值分别为CK的67.52%, 55.69%和79.40%。 冬小麦至灌浆期, 各组合处理反射特征峰谷较抽穗期均明显减弱； 冬小麦至成熟期, 不同施肥组合处理之间的光谱反射吸收特征差异不明显, 但均显著低于CK。 连续统去除后组合施肥条件下的红谷光谱特征表明, 各生长期冬小麦红谷面积（A）CK最大, PM处理次之, NM处理最小。
冬小麦 施肥处理 长期定位试验 高光谱 Winter wheat Fertilization conditions Long-term positioning experiment Hyperspectral
为了研究氧化钨(WO3)和银/氧化钨(Ag/WO3)纳米纤维光催化性能, 利用静电纺丝技术制备了WO3和Ag/WO3复合纳米纤维。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见分光光度计(UV-Vis), 对样品的物相结构、形貌大小和紫外-可见漫反射光谱等进行了表征。在可见光照射下, 比较WO3和Ag/WO3纳米纤维光催化降解亚甲基蓝(MB)的性能, 结果表明, 在90 min时, Ag/WO3复合纤维光催化降解MB效率比WO3纤维高1.3倍, 从能带结构角度分析了Ag/WO3复合纤维光催化效率增强的原理。
静电纺丝法 WO3纤维 Ag/WO3纤维 光催化性 electrospinning WO3 nanofibers Ag/WO3 nanofibers photocatalysis
1 西北农林科技大学土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100
2 中国科学院水利部水土保持研究所土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室, 陕西 杨凌 712100
黄土高原水蚀风蚀交错区生物土壤结皮光谱特征的研究, 为基于遥感的区域尺度生物土壤结皮的识别提供了重要的科学价值, 为进一步估算生物土壤结皮在区域水土流失防治中所起的作用提供了重要的技术支持。 采用地物光谱测定技术, 在黄土高原水蚀风蚀交错区六道沟小流域对不同覆盖度藻类和不同类型藓类生物土壤结皮以及不同高等植被进行了光谱测定, 并进行定量分析。 研究表明, 黄土高原水蚀风蚀交错区藻类生物土壤结皮与土壤具有相似的光谱特征, 光谱曲线没有明显的“峰-谷”。 藻类生物土壤结皮光谱特征主要表现为光谱反射率随生物土壤结皮覆盖度增加而降低的变化规律; 其中可见光区, 覆盖度10%~20%, 30%~40%及50%~60%藻类生物土壤结皮相比于裸地, 反射率归一化均值分别下降了8.64%, 15.80%和23.09%。 随藻类结皮覆盖度增加, 680 nm处吸收特征(叶绿素)越来越明显, 2 200 nm处吸收谷(次生矿物)越来越小。 藓类生物土壤结皮光谱曲线表现出与高等植物相似的特征, 形成绿波段的反射峰和红光波段的吸收谷以及近红外波段的高反射。 但在760~930 nm区间, 藓类生物土壤结皮的斜率明显大于高等植物, 藓类生物土壤结皮的光谱斜率Slope(930/760)是高等植物的2.5～4.5倍。 黄土高原生物土壤结皮光谱特征的研究可为生物土壤结皮的遥感识别提供一定的理论依据和技术支持。
生物土壤结皮 光谱特征 黄土高原 Biological soil crusts Spectral characteristics Loess Plateau 光谱学与光谱分析
2018, 38(7): 2215
1 天津理工大学 计算机与通信工程学院 通信器件与技术教育部工程研究中心, 天津 300384
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 激光与光电子研究所 光电信息科学技术教育部重点实验室, 天津 300072
利用全矢量耦合模方程提出并分析了一种基于纤芯存在光致双折射的长周期光纤光栅的环境折射率传感测量方法.以波长为谐振波长的完全偏振光为入射波, 通过分析不同环境折射率下输出光的偏振态在邦加球上与参考点间球面距离的变化测量环境折射率.分析表明,在环境折射率1～1.30范围内包层半径为20.75 μm的长周期光纤光栅传感器线性特性良好, 灵敏度为0.356/RIU, 可应用于湿度和气体的折射率测量;该分析方法适用于其他类型的双折射长周期光纤光栅传感器的设计.
双折射 长周期光纤光栅 全矢量耦合模方程 斯托克斯参数 光纤光学传感 Birefringence Long-Period Fiber Grating (LPFG) Full-vector coupled mode theory Stokes parameters Optical fiber sensor
1 天津理工大学 计算机与通信工程学院，天津300384
2 天津大学 激光与光电子研究所，天津300072
为了更加准确地研究薄包层CLPFG（啁啾长周期光纤光栅）的传输与色散特性，仿真分析了单轴晶体光纤的二、三层介质模型所得纤芯模有效折射率的差别以及中心波长的差别，并基于该差别,采用数值分析的方法研究不同包层半径、包层模序对CLPFG色散性能的影响。结果表明，当单轴晶体光纤包层半径与包层模序较小时，两种光纤介质模型的纤芯模有效折射率有较大差别。对于两种介质模型的光纤光栅，降低包层半径或增大包层模序数都有利于增大色散。文章的分析方法和结论为CLPFG的分析和设计提供了理论依据。
光纤光学 单轴晶体光纤介质模型 啁啾长周期光纤光栅 色散补偿 光谱 fiber optics uniaxialcrystal fiber medium model CLPFG dispersion compensation spectrum
