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    其他解決方案
  • 關于日光誘導葉綠素熒光十二個問答

  • 信息來源:彩譜品牌廠家   瀏覽次數:122    發表時間:2025-03-19
  • 1、什么是 SIF,為什么它被稱為光合作用的探針?
    SIF 全稱 “日光誘導葉綠素熒光(Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence)”,是在太陽光照射下,植被葉綠體吸收光合有效輻射后發射出的波長位于 650 - 800nm 的熒光。

    當太陽光照射植被時,能量有反射、透射和被葉片吸收三種去向,葉片吸收能量后,通過光合作用、熒光和熱耗散三種方式釋放,這三種能量釋放相互競爭,SIF 強弱與光合作用能力相關,所以被稱為光合作用的探針。
     
    2、SIF 和 GPP 有怎樣的相關性?
    自 2011 年 Frankenberg 利用 GOSAT 在全球尺度實現 SIF 反演后,大量研究表明 SIF 與葉片、植株、冠層和生態系統尺度的 GPP 高度相關。但這種線性關系并不穩定,受生態系統類型、觀測幾何、冠層結構、陰葉與陽葉比例以及極端氣候事件等影響,會隨生態系統類型、時間尺度和天空狀況變化。
     
    3、已有 LAI 和 NDVI 與 GPP 相關,為何還需要 SIF 監測?
    SIF - GPP 的相關關系優于 NDVI 等植被指數與 GPP 的關系。SIF 能探測到植被表觀性狀無法反映的光合作用變化,在常綠植被和落葉樹種中優勢明顯。
    例如,NDVI 在春季和秋季與 GPP 變化不同步,而 SIF 能更準確反映光合作用情況,還可用于監測植被脅迫。
     
    4、SIF 值能表達光合強度嗎,它的單位是什么?
    SIF 值有大小,是有物理意義的能量數值,不是比值。它不能直接表達光合作用強度,但與光合作用強度高度相關。其單位為 w/m²/nm/sr(每立體角每納米每平方米上的能量值) ,通過 SIF 值可了解光合作用強度。
    5、如何估算熱耗散?
    熱耗散即非光化學猝滅,是植被的自我保護機制。目前冠層尺度熱耗散量化困難,可通過光化學植被指數(PRI)指示。熱耗散由葉黃素色素形態變化引起,這種變化導致 531nm 處反射率下降,對 570nm 處反射率影響小。PRI 計算公式為
    光譜儀測量相關光譜可同時輸出 SIF 和 PRI。
     
    6、熒光那么小,能測量出來嗎?
    自然光下的 SIF 雖小,但可通過特定技術方法提取。太陽和地球大氣層中的某些元素會吸收特定波長太陽輻射,形成夫瑯禾費暗線。暗線內太陽入射輻射下降,冠層反射輻射因 SIF 填充而使表觀反射率升高,通過暗線內外入射和反射輻射比值可提取 SIF。
    7、不同植物葉片的 SIF 有區別嗎?新老葉片呢?
    不同植物的 SIF 一般不同,其值主要取決于葉片葉綠素含量和光合作用能力,也受日照條件影響。新老葉片的 SIF 也遵循此規律,幼嫩葉片光合作用弱,SIF 值低,隨葉片生長 SIF 值升高,葉片衰老時 SIF 值下降。
     
    8、葉片正反兩面的 SIF 有區別嗎?
    從理論上講,葉片正反兩面反射特性與表面結構不同,SIF 值應該不同,但這方面研究較少。
     
    9、SIF 觀測受角度影響嗎?
    SIF 受觀測角度影響,觀測熱點方向(太陽輻射入射方向)的 SIF 值更明顯,能更好代表 GPP。此外,還受太陽入射天頂角和方位角影響。若研究植被光合作用能力,最好利用多個時相觀測數據,基于塔基的自動觀測方式較理想。
     
    10、樹冠葉片間的遮擋影響 SIF 觀測效果嗎?
    樹冠葉片間的遮擋會影響 SIF 觀測效果,SIF 觀測受冠層結構影響,植被異質性越高,冠層反演誤差越大。
     
    11、SIF 受太陽高度角影響嗎?
    SIF 受太陽高度角影響,一天中其隨太陽高度角和輻射強度變化呈單峰型日變化。太陽高度角低于 30° 或大于 85° 時的數據一般不用于 SIF 提取,因為太陽高度角過低時,余弦校正器無法完全收集太陽光譜;過高時,會增加下行輻照度變化風險。
     
    12、晴天、陰天和多云天氣對 SIF 觀測影響區別顯著嗎?
    一般晴天才有 SIF,陰天和多云等光線較弱的情況下 SIF 較小或沒有。陰天和多云時觀測到的 SIF 值通常需濾波處理或舍棄后才能使用。
     
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