日光誘(yòu)導葉(yè)綠(lǜ)素熒光(guāng)監測(cè)係統(tǒng)是一種利(lì)用太陽(yáng)光作為(wéi)激發(fā)光(guāng)源(yuán)，被動(dòng)探測(cè)植被冠層發射(shè)的葉(yè)綠素熒光(guāng)信(xìn)號的(dí)遙(yáo)感觀(guān)測技(jì)術。該(gāi)技(jì)術通過(guò)獲取(qǔ)反映(yìng)植被光(guāng)合作用過(guò)程內在(zài)狀態(tài)的(dí)光(guāng)信號(hào)，為(wéi)量(liáng)化(huà)植(zhí)被(bèi)生(shēng)理(lǐ)功(gōng)能，評估環(huán)境(jìng)脅迫(pò)提供了(liǎo)新的觀(guān)測(cè)維(wéi)度。
一(yī)，基(jī)本(běn)原(yuán)理
係統(tǒng)的(dí)理(lǐ)論基(jī)礎是(shì)光(guāng)合(hé)作用的能(néng)量分配與熒(yíng)光(guāng)發射(shè)。植(zhí)物葉片吸(xī)收(shōu)的(dí)太(tài)陽(yáng)輻射能(néng)量(liáng)，主要參(cān)與三(sān)個競爭性過(guò)程：驅動(dòng)光合(hé)作用(yòng)的光化(huà)學(xué)反(fǎn)應(yīng)，以熱耗散形式(shì)釋放的非光化(huà)學淬滅，以及葉綠(lǜ)素(sù)分(fēn)子重新發(fā)射(shè)的光(guāng)能，即葉(yè)綠(lǜ)素熒(yíng)光(guāng)。在(zài)特(tè)定(dìng)條(tiáo)件下，熒(yíng)光(guāng)產(chǎn)量(liáng)與光(guāng)合(hé)效率存(cún)在(zài)負相關關係。
日(rì)光誘(yòu)導(dǎo)葉(yè)綠(lǜ)素熒光(guāng)信號(hào)直接產生於光合器官(guān)內(nèi)部，是(shì)太陽(yáng)輻射中(zhōng)被葉(yè)片(piàn)吸收的(dí)特定波段光(guāng)能經能量(liáng)轉(zhuǎn)換(huàn)後，在更長(cháng)波段（主(zhǔ)要位(wèi)於(yú)紅光和遠(yuǎn)紅光區域）的微(wēi)弱再(zài)發(fā)射。該(gāi)信號(hào)強度受植物光合(hé)生理狀態(tài)調控，對環境(jìng)脅(xié)迫(pò)響(xiǎng)應(yīng)敏感。監(jiān)測係(xì)統的(dí)核心(xīn)任務是(shì)，在強烈(liè)的太陽反射背景中(zhōng)，高(gāo)信噪(zào)比地(dì)分(fēn)離並提取出這(zhè)一(yī)極其(qí)微(wēi)弱的熒光(guāng)信(xìn)號(hào)。
二，係統(tǒng)工(gōng)作(zuò)與信(xìn)號(hào)提取(qǔ)原(yuán)理
係統主要(yào)由高(gāo)光(guāng)譜輻射(shè)計，數(shù)據采集(jí)單元及(jí)後續(xù)處理(lǐ)分析(xī)模(mó)塊構成。高光(guāng)譜輻(fú)射計具(jù)備精細的光譜(pǔ)分(fēn)辨能(néng)力(lì)，能夠(gòu)連續測量(liáng)入射(shè)到植(zhí)被冠(guān)層(céng)的太(tài)陽輻照度以及(jí)植(zhí)被的反(fǎn)射輻射亮度(dù)。
信號提(tí)取(qǔ)依賴(lài)於(yú)太陽夫琅禾(hé)費(fèi)暗綫原理。太(tài)陽光譜中(zhōng)存(cún)在多(duō)條(tiáo)因太(tài)陽(yáng)大(dà)氣吸(xī)收(shōu)形(xíng)成的，波(bō)長(cháng)位置固(gù)定的極暗譜(pǔ)綫。當太陽光激(jī)發(fā)植(zhí)被(bèi)產生的熒(yíng)光發(fā)射疊(dié)加(jiā)在反射光譜(pǔ)上時，會部分“填(tián)充”這些暗(àn)綫，改變(biàn)其(qí)深度。通過精(jīng)確(què)測(cè)量(liáng)特(tè)定夫琅(láng)禾費暗綫在植(zhí)被(bèi)觀(guān)測(cè)光譜(pǔ)中(zhōng)的填充程(chéng)度(dù)，並(bìng)與(yǔ)太陽參考光譜或標(biāo)準光譜(pǔ)進行比對(duì)，利用專門的物(wù)理反演(yǎn)算(suàn)法(fǎ)，即(jí)可計算出(chū)日(rì)光(guāng)誘導(dǎo)葉(yè)綠(lǜ)素(sù)熒(yíng)光的(dí)強度(dù)。這種(zhǒng)方法巧(qiǎo)妙地(dì)避免了使用人工主(zhǔ)動光(guāng)源，實現(xiàn)了對自(zì)然(rán)狀(zhuàng)態(tài)下植被生理熒光(guāng)的被動遙感探(tàn)測(cè)。
三，主要(yào)應(yīng)用領(lǐng)域
該(gāi)技(jì)術通(tōng)過(guò)提(tí)供(gōng)與(yǔ)光(guāng)合(hé)作用(yòng)直接(jiē)相(xiāng)關的遙感觀測變量，在(zài)多個(gè)領域(yù)展(zhǎn)現出應用價值(zhí)。
植(zhí)被生理生態(tài)研究(jiū)：通(tōng)過長期(qī)連續監測，可(kě)分(fēn)析(xī)植(zhí)被(bèi)光合作(zuò)用的(dí)日(rì)變化(huà)與季節(jié)動(dòng)態，研究光(guāng)合能量分配(pèi)對不(bù)同環(huán)境因子（光，溫，水(shuǐ)，養分(fēn)）的(dí)響應機(jī)製，量(liáng)化植被(bèi)的(dí)光能(néng)利(lì)用(yòng)效率。
環境(jìng)脅(xié)迫早期(qī)診(zhěn)斷：葉綠(lǜ)素熒(yíng)光(guāng)對(duì)幹(gān)旱，高溫，低溫(wēn)，營(yíng)養缺乏(fá)，汙染(rǎn)等非(fēi)生(shēng)物脅(xié)迫，以(yǐ)及病蟲害等生(shēng)物(wù)脅(xié)迫反(fǎn)應(yīng)迅速。熒光(guāng)信號(hào)的下降(jiàng)常早於葉片顏(yán)色，形態等可見變(biàn)化，可(kě)作(zuò)為(wéi)植(zhí)被(bèi)健康狀(zhuàng)況(kuàng)的早期，靈(líng)敏(mǐn)診(zhěn)斷(duàn)指標。
生(shēng)態(tài)係統(tǒng)碳(tàn)循(xún)環(huán)評估：日光誘導(dǎo)葉綠素熒光與植被總初(chū)級(jí)生產力具有密(mì)切的理論(lùn)與(yǔ)觀測(cè)關(guān)聯，可(kě)作(zuò)為大尺(chǐ)度(dù)估算(suàn)植被光(guāng)合碳吸收的(dí)遙感代理(lǐ)變量，為區域乃(nǎi)至(zhì)全(quán)球(qiú)碳循環模(mó)型提供(gōng)關(guān)鍵的觀測(cè)約束(shù)與(yǔ)驗證數據。
精準(zhǔn)農業管理(lǐ)：在農田(tián)尺度(dù)，通過監(jiān)測作物熒光(guāng)信號的空間差異，可評(píng)估(gū)作物(wù)長(cháng)勢(shì)均(jūn)匀(yún)性，診斷水分虧(kuī)缺或(huò)養分(fēn)脅迫(pò)區域(yù)，為實(shí)施差(chà)異(yì)化的(dí)灌溉，施(shī)肥(féi)等農(nóng)事操作提(tí)供(gōng)科(kē)學依據，優(yōu)化(huà)資源利(lì)用。
氣候(hòu)變(biàn)化研(yán)究：長時間(jiān)序列，大(dà)範圍(wéi)的熒(yíng)光觀測數(shù)據(jù)，有(yǒu)助(zhù)於(yú)揭(jiē)示(shì)全球(qiú)氣候(hòu)變(biàn)化背(bèi)景下植被光(guāng)合(hé)作(zuò)用的(dí)響(xiǎng)應與適(shì)應規律，評(píng)估特(tè)殊氣(qì)候(hòu)事件(jiàn)對(duì)生態(tài)係統生產力(lì)的影響。
日光誘導(dǎo)葉綠(lǜ)素熒(yíng)光監測係(xì)統作為一種新(xīn)興(xīng)的被動光(guāng)學(xué)遙感技術，通過探測(cè)太(tài)陽(yáng)光(guāng)激(jī)發(fā)的植(zhí)被生理熒(yíng)光，建(jiàn)立(lì)了從遙感信號(hào)到植(zhí)被(bèi)光合生理功能的(dí)直接聯係。其非(fēi)接(jiē)觸，大範圍(wéi)，可連續監測的(dí)特點，使其(qí)在生態學(xué)，農學(xué)，全球(qiú)變(biàn)化科(kē)學及(jí)相(xiāng)關資源(yuán)環境管理領(lǐng)域，成為(wéi)傳(chuán)統觀(guān)測(cè)手段(duàn)的(dí)重要(yào)補充(chōng)與發展(zhǎn)，為(wéi)深(shēn)入(rù)理(lǐ)解(jiě)與量化植被功(gōng)能及其對環境變(biàn)化的響(xiǎng)應提(tí)供了強有力的工具。
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