近日，中國農業大學土地科學與技術學院曾也魯教授課題組在葉片尺度熒光輻射傳輸建模方面取得重要進展，相關成果《基于光譜不變理論的葉片尺度熒光建模》（Characterizing leaf-scale fluorescence with spectral invariants）在遙感領域1區Top期刊《環境遙感》（Remote Sensing of Environment）上發表。

準確模擬葉片尺度熒光，對于深入探究植物生理過程至關重要。然而，現有葉片尺度熒光模型存在諸多局限性，例如計算過程相對復雜難懂、不易于耦合到陸面模式等問題。光譜不變理論(p-理論)在冠層尺度已得到廣泛運用，而在葉片尺度熒光模擬上仍需進一步探索。

leaf-SIP SIF模型中葉片尺度的熒光輻射傳輸過程示意圖

針對這一科學問題，研究團隊創新性地提出了新的建模方案：通過葉片干物質含量(Cdm)來表示再碰撞概率(p)和散射非對稱參數(q)，進而描述葉片尺度輻射傳輸過程。研究提出的葉片尺度熒光輻射傳輸模型leaf-SIP SIF簡潔地描述了葉片尺度熒光輻射傳輸過程，在顯著提高計算效率的同時，能維持較高的精度。

leaf-SIP SIF模擬結果與Fluspect、實地測量結果之間的總熒光Ftot、后向熒光Fb和前向熒光Ff的比較

驗證結果表明，leaf-SIP SIF模型能準確模擬葉片尺度熒光。在全波段(660-800nm)范圍，其總熒光、后向熒光和前向熒光的決定系數(R2)分別為0.89、0.89、0.90，均方根誤差(RMSE)分別為1.28、0.69、0.74Wm-2μm-1sr-1。本研究首次將光譜不變理論應用于描述葉片尺度熒光的輻射傳輸過程，簡化了對輻射傳輸過程的描述，同時保持了對葉片尺度熒光模擬的準確性。該模型推動了光譜不變量理論在葉片尺度熒光輻射傳輸建模中的應用，并且有潛力被整合到基于光譜不變理論的統一模型框架中，用于模擬土壤-葉片-冠層-大氣完整尺度的輻射傳輸過程。

土地科學與技術學院22級碩士研究生陸文迪為第一作者，曾也魯教授為論文的通訊作者，博士生何亞昌、高永遠等為合作作者。該研究得到了國家自然科學基金、中國農業大學2115人才計劃、拼多多-中國農業大學研究基金等資助。

來源： 中國農大新聞網