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植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)

簡(jiǎn)要描述:植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)
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。

  • 更新日期:2025-03-11
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詳細(xì)介紹

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。

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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。

植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)

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

植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)

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。

植被冠層葉綠素?zé)晒膺b感觀測(cè)系統(tǒng)



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

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七、應(yīng)用案例





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