近年來(lái)，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院智慧農(nóng)業(yè)團(tuán)隊(duì)利用日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿IF）估測(cè)產(chǎn)量進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果近日以“The relationship between wheat yield and sun-induced chlorophyll fluorescence from continuous measurements over the growing season”為題，發(fā)表在國(guó)際著名頂級(jí)遙感期刊《Remote Sensing ofEnvironment》。
利用遙感手段快速準(zhǔn)確地估測(cè)小麥產(chǎn)量對(duì)全球糧食安全有重要意義。日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿un-induced chlorophyll fluorescence，SIF）已被證明可以用于準(zhǔn)確評(píng)估植被生產(chǎn)力，因此具有估測(cè)小麥產(chǎn)量的潛力。現(xiàn)有研究大部分基于衛(wèi)星尺度考察SIF估測(cè)作物產(chǎn)量的效果，然而衛(wèi)星SIF影像粗糙的時(shí)空分辨率限制了對(duì)SIF估測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量能力的評(píng)估。此外，小麥生長(zhǎng)過(guò)程中冠層結(jié)構(gòu)和生理以及外界環(huán)境條件均處于動(dòng)態(tài)變化中，闡明這些動(dòng)態(tài)變化的因子對(duì)基于SIF的小麥產(chǎn)量估算模型的影響，對(duì)生產(chǎn)力估測(cè)具有重要意義。
本研究評(píng)估了小麥不同關(guān)鍵生育時(shí)期和不同時(shí)間尺度的SIF參數(shù)[SIFyNIR、SIFyNIR_tot、NDFI]估測(cè)小麥產(chǎn)量的效果，明確了基于SIF估測(cè)小麥產(chǎn)量的最優(yōu)參數(shù)和最佳生育時(shí)期，并與基于反射率的植被指數(shù)[近紅外處植被反射率（NIRv）、歸一化植被指數(shù)（NDVI）]估測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，所有參數(shù)中，開花期的SIFyNIR_tot與小麥產(chǎn)量的相關(guān)性最好。相比植被指數(shù)，SIFyNIR_tot在開花期和灌漿期估測(cè)產(chǎn)量的效果更好。
此外，該研究還應(yīng)用主成分分析法和偏最小二乘法的變量投影重要性，評(píng)估了LAI，Cab和PPFD對(duì)不同SIF-產(chǎn)量模型的影響程度。結(jié)果表明，LAI對(duì)模型的影響最大，其次是Cab，最后是PPFD；在不同LAI，Cab和PPFD的條件下，相比SIFyNIR-產(chǎn)量模型，SIFyNIR_tot-產(chǎn)量模型更穩(wěn)定。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院國(guó)家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心為論文第一完成單位，博士研究生朱杰為第一作者，姚霞教授為通訊作者。朱艷教授、曹衛(wèi)星教授、Timothy A.Warner教授、劉良云研究員、張永光教授、程濤教授、江沖亞教授等在論文撰寫方面提供了幫助。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113791
日期：2023-10-08
利用遙感手段快速準(zhǔn)確地估測(cè)小麥產(chǎn)量對(duì)全球糧食安全有重要意義。日光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓⊿un-induced chlorophyll fluorescence，SIF）已被證明可以用于準(zhǔn)確評(píng)估植被生產(chǎn)力，因此具有估測(cè)小麥產(chǎn)量的潛力。現(xiàn)有研究大部分基于衛(wèi)星尺度考察SIF估測(cè)作物產(chǎn)量的效果，然而衛(wèi)星SIF影像粗糙的時(shí)空分辨率限制了對(duì)SIF估測(cè)農(nóng)作物產(chǎn)量能力的評(píng)估。此外，小麥生長(zhǎng)過(guò)程中冠層結(jié)構(gòu)和生理以及外界環(huán)境條件均處于動(dòng)態(tài)變化中，闡明這些動(dòng)態(tài)變化的因子對(duì)基于SIF的小麥產(chǎn)量估算模型的影響，對(duì)生產(chǎn)力估測(cè)具有重要意義。
本研究評(píng)估了小麥不同關(guān)鍵生育時(shí)期和不同時(shí)間尺度的SIF參數(shù)[SIFyNIR、SIFyNIR_tot、NDFI]估測(cè)小麥產(chǎn)量的效果，明確了基于SIF估測(cè)小麥產(chǎn)量的最優(yōu)參數(shù)和最佳生育時(shí)期，并與基于反射率的植被指數(shù)[近紅外處植被反射率（NIRv）、歸一化植被指數(shù)（NDVI）]估測(cè)效果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明，所有參數(shù)中，開花期的SIFyNIR_tot與小麥產(chǎn)量的相關(guān)性最好。相比植被指數(shù)，SIFyNIR_tot在開花期和灌漿期估測(cè)產(chǎn)量的效果更好。
此外，該研究還應(yīng)用主成分分析法和偏最小二乘法的變量投影重要性，評(píng)估了LAI，Cab和PPFD對(duì)不同SIF-產(chǎn)量模型的影響程度。結(jié)果表明，LAI對(duì)模型的影響最大，其次是Cab，最后是PPFD；在不同LAI，Cab和PPFD的條件下，相比SIFyNIR-產(chǎn)量模型，SIFyNIR_tot-產(chǎn)量模型更穩(wěn)定。
南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院國(guó)家信息農(nóng)業(yè)工程技術(shù)中心為論文第一完成單位，博士研究生朱杰為第一作者，姚霞教授為通訊作者。朱艷教授、曹衛(wèi)星教授、Timothy A.Warner教授、劉良云研究員、張永光教授、程濤教授、江沖亞教授等在論文撰寫方面提供了幫助。研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2023.113791
日期：2023-10-08
