叶绿素荧光遥感反演及其农业监测应用研究进展

近年快速发展起来的日光诱导叶绿素荧光(solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF)可直接量化植被的实际光合作用,为实现大面积农作物及时有效监测提供新的手段,在农业监测领域中具有非常重要的应用价值和广阔的应用前景.因此,本文分析近年来卫星SIF遥感的发展趋势,从理论上解释遥感信息中提取SIF的难度,总结叶绿素荧光远程检测原理及多重影响因素;对比分析基于辐射传输方程的算法、简化的物理模型算法和数据驱动算法 3 种反演方法的优缺点,系统梳理卫星SIF产品及其反演方法;从响应敏感性和监测机理方面探讨SIF遥感在监测作物环境胁迫和生产力与产量评估应用中的主要方法与最新技术.由于当前用于SIF反演的卫星传感器均不是专门进行荧光探测,SIF产品具有空间不连续、时空分辨率较低等缺点,在卫星SIF数据反演方法、作物胁迫监测、SIF与GPP机理联系、SIF数据同化等方面仍有较多待解决的问题.今后需继续深入研究SIF遥感的作物环境胁迫响应机理与生产力估算方法,进一步集成荧光、热红外、微波等多源遥感,进而大幅度提高农业监测能力,以保障国家农业安全生产,为SIF遥感深入应用提供一定的理论参考.