工业化和城市化的高速发展,导致了大气S02浓度不断升高,严重影响了人类健康和经济发展。利用植物叶片含硫量的光谱分辨率来反映植物受大气S02的污染状况,对监测与消减大气S02污染具有重要的现实意义。本文以重污染区武钢焦化厂区(简称武钢)、一般污染区青山和平公园(简称青山)和对照区华中农业大学校园(简称华农)31种园林植物为研究对象,采样分析了不同区域植物叶片的含硫量、含水量及叶绿素含量,并应用HR-1024地物光谱仪和LI6400光合仪分别测定了植物叶片高光谱反射率和光合特征值,探讨了大气S02污染下园林植物光谱特征及光合特性,以便为筛选对S02污染吸收强、抗性强的园林植物提供理论依据。主要的研究结果如下：(1)三个区域大气中S02含量的高低顺序为武钢>青山>华农。其中,武钢S02污染气体含量是华农的4.5倍、青山的4.2倍。(2)不同污染区域相同的22种植物叶片平均含硫量为武钢(9.292mg/gDW)>青山(8.126mg/gDW)>华农(6.279mg/gDW),可见污染越严重则叶片含硫量均值越大。相同区域不同植物种类的叶片含硫量也存在极显著差异(p=0.002<0.01),叶片含硫量高的植物有夹竹桃Nerium indicum Mill、青桐Firmiana platanifolia、悬铃木Platanus×acerifolia、云南黄馨Jasminum mesnyi、银杏Ginkgo biloba、法国冬青Viburnum odoratissimum var. Awabuki、山杜英Elaeocarpus sylvestris;含硫量中等的植物有枇杷Eriobotrya japonica、竹子Phyllostachys pubescens、桂花Osmanthus fragrans、紫叶李Prunus ceraifera、樟树Cinnamomum camphora、海桐Pittosporum tobira、构树Broussonetia papyrifera、红继木Lorpetalum chinense var. rubrum、女贞Ligustrum lucidum;含硫量较低的植物有广玉兰Magnolia grandiflora、桑树Morus alba、杜鹃Rhododendron simsii、石楠Photinia serrulata、吉祥草Reineckia carnea、紫薇Lagerstroemia indica。(3)以华农植物叶片含硫量为基准,不同污染区域相同植物吸硫量一般为武钢大于青山；相同地区不同植物种类吸硫量存在极显著差异(p=0.001<0.01),且植物叶片吸硫量的分级与植物叶片含硫量分级基本一致。武钢和青山吸硫量高的植物有紫叶李Prunus ceraifera、银杏Ginkgo biloba、青桐Firmiana platanifolia,、法国冬青Viburnum odoratissimum. var. Awabuki、红继木Lorpetalum chinense var. rubrum、吉祥草Reineckia carnea、夹竹桃Nerium indicum Mill、枇杷Eriobotrya japonica、构树Broussonetia papyrifera、女贞Ligustrum lucidum、广玉兰Magnolia grandiflora、山杜英Elaeocarpus sylvestris、紫薇Lagerstroemia indica、桂花Osmanthus fragrans等14种,可以用于S02污染严重区域的绿化。樟树Cinnamomum camphora、桑树Morus alba、云南黄馨Jasminum mesnyi、石楠Photinia serrulata、竹子Phyllostachys pubescens在青山具有一定的吸收能力,但在武钢,超过其阈值吸硫量较低,适用于污染较轻的地区的修复。(4)研究发现武钢土壤含硫量(0.677mg/gDW)>青山(0.282mg/gDW)>华农(0.215mg/gDW),表明大气中硫的含量越高,土壤沉积的硫也越多；且叶片含硫量与生长地段土壤的全硫含量相关性显著(p=0.003<0.01),但污染区植物中的含硫量为土壤中的含硫量7-30倍,表明植物富集的硫元素可能主要来自于大气中硫,部分从土壤中吸收。(5)不同植物光谱曲线在形态上基本相似,反射率差异位于绿峰、红谷及近红外水分敏感波段,其他波段反射率差异不明显；相同植物随着污染的加重出现红边蓝移、绿峰红移以及红、蓝边振幅变小的趋势。(6)在叶片含硫量分别与原始光谱、倒数光谱、导数光谱的相关性分析中,导数光谱的相关性明显优于原始光谱、倒数光谱,能增大叶片中硫含量信息。高光谱特征位置、面积参量以及植被指数对数据密集、海量性的高光谱遥感不是很敏感,反演方程精度不高。对比22种园林植物与14种乔木、8种灌草高光谱反演方程发现,乔、灌分开反演的精度比统一反演要高。(7)根据光谱变换、光谱特征参数敏感波段筛选叶片含硫量反演最佳模型。其中,以蓝边内最大的一阶微分值(Db)为自变量所构建的指数模型Y=14.717*e-4.927x为22种典型园林植物反演最优模型,预测R2=0.255。以绿峰反射率与红谷反射率的比值(Rg/Ro)为自变量所构建的指数模型Y=34.54*e-0.809x为乔木反演最优模型,预测R2=0.434。以导数光谱856nm构建的指数模型Y=9.743*e-14.39x为灌草反演最优模型,预测R2=0.546。(8)在大气SO2污染下园林植物没有出现特别明显的伤害症状,但光合指标已发生变化,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、水分利用率(WUE)均比未污染区有所降低,而叶面水汽压亏缺(VpdL)与未污染区相比呈上升趋势；以6个光合指标、叶片含水量、叶绿素相对含量SPAD和叶片含硫量变化率为基础数据,对18种园林植物对S02的抗性进行综合评价表明,抗大气SO2强的植物有夹竹桃Nerium indicum Mill、枇杷Eriobotrya japonica、银杏Ginkgo biloba、悬铃木Platanus acerifolia、海桐Pittosporum tobira、广玉兰Magnolia grandiflora;抗性中等的植物有山杜英Elaeocarpus sylvestris、女贞Ligustrum lucidum、法国冬青Viburnum odoratissimum var. awabuki、樟树Cinnamomum camphora、栾树Koelreuteria paniculata、桂花Osmanthus fragrans;抗性较弱的植物有吉祥草Reineckia carnea、紫薇Lagerstroemia indica、红继木Lorpetalum chinense var.rubrum、紫叶李Prunus ceraifera、杜鹃Rhododendron simsi、石楠Photinia serrulata。