叶绿素荧光（叶绿素荧光参数测定方法）

叶绿素荧光

一切的起点，叶绿素荧光，要从被称作“光合作用的签名”——叶绿素荧光现象说起。

叶绿素荧光（叶绿素荧光参数测定方法）

植物叶绿色分子吸收光辐射后，大部分能量用于进行光合作用，一部分光能转化为热量耗散掉，很少一部分能量转化为波长更长的光，即叶绿素荧光。叶绿素荧光与光合作用密切相关，因此可用于检测植被状况，估算总初级生产力，也就是植物通过光合作用固定的碳总量。

叶绿素荧光本身并不是新发现，早在几十年前，植物学家已经认可叶绿素荧光是有效监测植物生理状态变化的直接无损方法。随后，散布于全球的实验室都在小范围观测植物荧光现象。而真正的考验，则是从数百公里外的太空为全球植被的叶绿素荧光画张“全家福”。

“作画”的关键，曾被美国国家航空航天局（NASA）碳与生态系统项目负责人大卫·施梅尔形象地比喻为“关掉太阳光”，因为在“强大”的反射日光的映衬下，“弱小”的叶绿素荧光信号可以说是“相形见绌”。因此，叶绿素荧光，要从太空寻找荧光现象，就必须剥离反射日光的影响。从GOSAT卫星开始，科学家找到了一种“关掉太阳光”问题的解决方案，即调整遥感卫星的光谱仪，只关注一个很窄的频段，这样就能降低反射后的太阳辐射，单独来观测荧光现象。此后，精度越来越高的美国轨道碳观测卫星（OCO-2）、中国碳卫星等遥感卫星，都在尝试描绘出更为精细的全球叶绿素荧光图像。

叶绿素荧光参数测定方法

日光诱导叶绿素荧光（Solar-inducedChlorophyllFluorescence/Sun-inducedChlorophyllFluorescence;SIF）与植物光合活性的直接关系是现代遥感技术在陆地植被上应用的重要动力，凭借其在自然光下与光合作用过程的密切关联成为量化区域以及全球尺度植被生产力的关键。不同的遥感观测量化和应用SIF具有很大的挑战性。目前，主动与被动遥感技术研究的进步极大地促进了荧光-光合作用关系研究发展，不断开发的各种探测手段和原型，应用于不同尺度（叶片、冠层和区域）及不同搭载平台（手持、地基和卫星），帮助研究人员详细了解植物的功能活动。

SIF的发射和相互作用随着光强的降低而降低；红色SIF发射被重新吸收，远红和近红外SIF发射向上和向下散射

叶绿素荧光仪

日光诱导叶绿素荧光(Sun-InducedChlorophyllFluorescence，简称SIF)是植物在太阳光照条件下，由光合中心发射出的光谱信号(650—800nm)，具有红光(690nm左右)和近红外(740nm左右)两个波峰，能直接反映植物实际光合作用的动态变化。测量SIF非常重要，因为它与陆地总初级生产力（GPP）密切相关。GPP计算的是一个特定区域内通过光合作用固定的二氧化碳总量。

根据许多实验室和野外实验，研究表明，SIF可以有效地改善GPP的估计，这对全球碳汇研究和碳减排战略是必要的。中国已经承诺到2060年实现碳中和，叶绿素荧光，通过未来四十年的技术升级和能源结构调整，对减少碳排放至关重要。然而，考虑到植物所提供的大量天然碳汇（carbonsink），叶绿素荧光，这个目标就更容易实现了。