森林生態系統健康評估長期依賴結構參數——樹種組成、胸徑、郁閉度、蓄積量。這些指標描述的是林分"長什么樣",但對"光合作用運轉得怎么樣"缺乏直接觀測手段。日光誘導葉綠素熒光(SIF)監測技術,為森林功能評估提供了一個新的數據維度。
SIF測量的是植物光系統II在進行光合電子傳遞時釋放的光信號,直接反映植被的光合活性。與依賴反射率差異的多光譜植被指數不同,SIF信號與光合過程存在機制層面的關聯,這使其在林業監測中具有獨特的應用價值。
林業場景中,SIF有三個核心應用方向:
第一,大范圍脅迫早期預警。 干旱、病蟲害侵襲時,植物光合效率的下降往往先于葉片變色或落葉等可見癥狀。Li et al.(2025)在中國不同干旱梯度區域的研究顯示,SIF對脅迫的響應靈敏度高于傳統植被指數,尤其在林業重點關注的半干旱區表現突出。
第二,林分功能差異的客觀量化。 郁閉度和樹高相近的兩片林子,光合活性可能存在較大差異。SIF將這種功能層面的差異轉化為可測量的光合參數,為林分質量評價補充了生理維度的客觀指標。
第三,長時序數據支撐區域生態評估。 基于句芒號、TROPOMI等衛星的高分辨率SIF數據集,時間跨度已超過二十年(2000~2022),空間分辨率達百米級別,可用于分析區域尺度森林生態系統的長期變化趨勢。其中句芒號搭載的SIFIS成像光譜儀,是專為星載SIF探測設計的傳感器。

由通量塔測量的GPP與 (a)SIFIS及 (b)TROPOMI衛星獲取的SIF之間的相關性。SIFIS:“句芒號"衛星是我國首顆陸地生態系統碳監測衛星,簡稱“陸碳監測衛星",搭載了一臺的太陽誘導葉綠素熒光成像光譜儀(SIFIS)。該儀器是專門為全球尺度太陽誘導熒光探測而設計的星載傳感器。
在衛星數據的區域覆蓋基礎上,愛博能提供地面精細化補充方案。ABN-SIF系列在線監測系統以分鐘級頻率采集熒光參數,可部署于樹冠層形成地面連續觀測節點。ABN-SIF-UAV系列無人機載系統則提供靈活的移動觀測能力,適應復雜地形的快速巡查和熱點詳查。地面系統支持太陽能供電與無線傳輸,適合長期無人值守運行;UAV系統依托自動機場實現無人化飛行作業與數據回傳。兩者協同,構成大范圍趨勢靠衛星、林分級精細評估靠地面的雙層監測架構。
愛博能(ABN)ABN-SIF系列監測系統已形成地面固定站與無人機移動平臺的完整產品線,覆蓋從林分級精細評估到區域級趨勢分析的多種監測需求。如需了解具體林業場景的配置方案,歡迎聯系我們。

案例來源:
1. Li, M. et al. (2025). Response of solar induced chlorophyll fluorescence to GPP and evapotranspiration under aridity gradients in China. IEEE J-STARS.
2. Tao, S. et al. (2024). A high-resolution satellite-based solar-induced chlorophyll fluorescence dataset for China (2000-2022). Scientific Data.
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