植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)

一、儀器原理：

太陽(yáng)誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿un-induced chlorophyll fluorescence, SIF）植物發(fā)出的一種電磁信號(hào)：葉綠素 a 吸收的太陽(yáng)光的部分能量未用于光合作用，而是在較長(zhǎng)的波長(zhǎng)上發(fā)射出大致覆蓋 650-800 nm 光譜范圍的雙峰（紅光690 nm和近紅外740 nm）光譜。SIF 信號(hào)可對(duì)光和水脅迫等環(huán)境條件的擾動(dòng)做出瞬時(shí)反應(yīng)，因此是光合作用活性的直接代表。然而，SIF輻射只占植被冠層頂部反射輻射的一小部分（通常為 0.5%-2%），是一種十分微弱的信號(hào)，因此要通過(guò)光譜儀對(duì)其進(jìn)行觀測(cè)，需要高光譜分辨率和優(yōu)良的觀測(cè)方案。

二、核心優(yōu)勢(shì)：

支持主被動(dòng)協(xié)同葉綠素?zé)晒庥^測(cè)

高通量單目標(biāo)葉綠素?zé)晒庥^測(cè)，采集頻率高

基于物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)，支持遠(yuǎn)程監(jiān)控，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程下載，多設(shè)備集中管理

系統(tǒng)便攜式設(shè)計(jì)，防雨防塵，堅(jiān)固耐用，工作溫度范圍廣，適用于野外長(zhǎng)期觀測(cè)

三、主要技術(shù)性能參數(shù)：

1. 高分辨率熒光光譜儀

1) 光譜范圍：650nm-800nm (730nm-780nm)

2) 光譜分辨率: ≤0.3nm (≤0.17)

3) 信噪比:≥1000:1

4) A/D 轉(zhuǎn)換：18bit

2. 光路切換系統(tǒng)

1) 光路透過(guò)率≥80%

2) 通道數(shù)：2

3) 全部采用高通量 600μm 光纖，不銹鋼 304 鎧裝外包層，防雨防塵，長(zhǎng)度和數(shù)量支持定制

3. 系統(tǒng)軟硬件參數(shù)及功能

1) 工作溫度：-20℃-50℃

2) 溫控系統(tǒng)：采用半導(dǎo)體 TEC 制冷及加熱功能，自由切換，溫度可自由設(shè)定，溫度區(qū)間為 0℃-30℃（±1℃）

3) 主板功耗不大于 4W，整機(jī)功耗不大于 80W

4) 熒光可采用半球-錐體或雙半球余弦觀測(cè)，可長(zhǎng)期、自動(dòng)與通量 footprint 最大匹配，確保 SIF-通量數(shù)據(jù)的可耦合性

5) 設(shè)備基于物聯(lián)網(wǎng)云服務(wù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在線采集、遠(yuǎn)程控制、無(wú)線傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控、數(shù)據(jù)可視化等功能，實(shí)現(xiàn)多臺(tái)設(shè)備集中管理，多設(shè)備界面實(shí)時(shí)顯示

6) 支持入射輻照度、反射輻亮度、反射率曲線和熒光曲線實(shí)時(shí)可視化，并顯示恒溫箱內(nèi)外溫濕度，上下光路的積分時(shí)間等信息

植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)

四、擴(kuò)展配置：主被動(dòng)協(xié)同觀測(cè)

針對(duì)草地、農(nóng)田等均質(zhì)景觀，采用主被動(dòng) SIF 協(xié)同觀測(cè)和雙半球單通道方案，可以增加 SIF 觀測(cè)足跡，

提高與通量數(shù)據(jù)分析耦合性。

AS-SpecFluo 系統(tǒng)主被動(dòng) SIF 遙感協(xié)同觀測(cè)結(jié)果

五、用戶(hù)使用情況

僅4年間，基于 AS-SpecFOM 系統(tǒng)已發(fā)表論文10篇，其中遙感頂刊RSE共4篇，期刊總影響因子高達(dá)93.22（以 2022 年計(jì)），平均9.32/篇。已發(fā)表論文引用數(shù)也逐漸增加，2020-2022年總引用數(shù)為234，平均23.4次/篇。

六、應(yīng)用領(lǐng)域 1. 植被生理生化狀態(tài)監(jiān)測(cè) 2. 植被不同處理實(shí)驗(yàn)（如水分脅迫等）下熒光與光合系統(tǒng)狀況監(jiān)測(cè) 3. 植被冠層結(jié)構(gòu)和輻射傳輸 4. 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與產(chǎn)量評(píng)估 5. 植被病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè) 6. 碳循環(huán)與*氣候變化 7. 中科院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、南京大學(xué)等地基葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)用戶(hù)，部分成果已發(fā)表在 RSE 等期刊

七、應(yīng)用案例