日光诱导叶绿素荧光辐射传输模型研究进展

日光诱导叶绿素荧光(SIF)是指示植被光合作用过程的无损探针，在不同时空尺度上对植被进行SIF的观测可以反映植被的实际光合作用及生理状态。然而在观测、分析和利用SIF的过程中，仍存在很多不确定因素。SIF的发生具有较为复杂的机理，从机理出发理解SIF与植被结构的相互作用，并分析影响SIF激发的主要因素将有助于更好地理解SIF与光合作用以及生物量的内在联系。因此，植被SIF辐射传输模型在解释和利用SIF遥感信号方面具有重要的作用。植被SIF信号相对较弱，且受环境、植被和生理等多种因子的影响，需要定量化描述，这为SIF辐射传输模型的构建带来挑战。近年来，大量学者已经发展一系列SIF辐射传输模型，为SIF遥感的发展提供了坚实的理论基础。本文回顾了叶片、冠层和生态系统尺度的SIF模型，从建模机理出发，对比模型优劣势，并对未来SIF模型的发展前景进行了展望。     

日光诱导叶绿素荧光遥感反演及碳循环应用进展

在植被遥感领域,遥感植被指数在过去30年极大地促进了从宏观尺度上来理解和认识地球生物圈,但是以"绿度"观测为主的植被指数仅表征植被"潜在光合作用",而不能直接量化"实际光合作用"。植被叶绿素荧光在光合作用探测上具有优势,是"实际光合作用"的直接探测方法。日光诱导叶绿素荧光(SIF)遥感是近年快速发展起来的新型遥感技术,尤其是2011年实现全球尺度卫星反演以来,在反演算法、植被监测和碳循环应用等方面发展迅速,是近10年来植被遥感领域最具突破性的研究前沿。本文阐述了现阶段(2011年以来)SIF遥感反演及其在碳循环应用方面的进展。本文首先介绍了卫星SIF遥感的发展及其反演算法现状;然后重点剖析了其在陆地生态系统总初级生产力(GPP)估算、全球碳循环监测、物候和植被胁迫监测等方面的应用现状和特点;最后从卫星SIF反演算法优化、SIF-GPP关系机理、SIF多尺度综合观测和全球碳循环监测等方面对今后植被SIF遥感的发展前景进行了展望。     

植被冠层日光诱导叶绿素荧光塔基自动观测方法及系统介绍

植物光合作用所提供的物质和能量是人类赖以生存的关键因素,而日光诱导叶绿素荧光SIF (SunInduced chlorophyll Fluorescence)是植物光合作用的副产品,与光合作用关系密切,深入研究SIF将对于更加深入理解光合作用机制有着重要的意义。目前,近地面植被冠层SIF遥感观测发展迅速,但不同SIF观测系统间差异较大。本文通过比较分析不同塔基SIF观测系统及其特征,归纳了塔基SIF观测方式和方法,提出了塔基SIF观测技术规范。塔基SIF观测主要有两台光谱仪和一台光谱仪结合光路切换开关的观测方法,可以采取双半球和半球—锥体两种观测方式。SIFprism系统是一种新的基于光学棱镜的SIF自动观测系统,本文介绍了SIFprism系统软硬件组成和光谱数据采集流程,并以SIFprism系统为例阐述了塔基观测系统光谱数据处理流程,分析了SIF反演过程可能存在的不确定性,最后对近地面SIF观测进行了展望。