摘要：SIF 全称 “日光诱导叶绿素荧光（Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence）”，是在太阳光照射下，植被叶绿体吸收光合有效辐射后发射出的波长位于 650 - 800nm 的荧光。

1、什么是 SIF，为什么它被称为光合作用的探针？

SIF 全称 “日光诱导叶绿素荧光（Sun/Solar-induced Chlorophyll Fluorescence）”，是在太阳光照射下，植被叶绿体吸收光合有效辐射后发射出的波长位于 650 - 800nm 的荧光。

当太阳光照射植被时，能量有反射、透射和被叶片吸收三种去向，叶片吸收能量后，通过光合作用、荧光和热耗散三种方式释放，这三种能量释放相互竞争，SIF 强弱与光合作用能力相关，所以被称为光合作用的探针。

2、SIF 和 GPP 有怎样的相关性？

自 2011 年 Frankenberg 利用 GOSAT 在全球尺度实现 SIF 反演后，大量研究表明 SIF 与叶片、植株、冠层和生态系统尺度的 GPP 高度相关。但这种线性关系并不稳定，受生态系统类型、观测几何、冠层结构、阴叶与阳叶比例以及极端气候事件等影响，会随生态系统类型、时间尺度和天空状况变化。

3、已有 LAI 和 NDVI 与 GPP 相关，为何还需要 SIF 监测？

SIF - GPP 的相关关系优于 NDVI 等植被指数与 GPP 的关系。SIF 能探测到植被表观性状无法反映的光合作用变化，在常绿植被和落叶树种中优势明显。

例如，NDVI 在春季和秋季与 GPP 变化不同步，而 SIF 能更准确反映光合作用情况，还可用于监测植被胁迫。

4、SIF 值能表达光合强度吗，它的单位是什么？

SIF 值有大小，是有物理意义的能量数值，不是比值。它不能直接表达光合作用强度，但与光合作用强度高度相关。其单位为 w/m²/nm/sr（每立体角每纳米每平方米上的能量值） ，通过 SIF 值可了解光合作用强度。

5、如何估算热耗散？

热耗散即非光化学猝灭，是植被的自我保护机制。目前冠层尺度热耗散量化困难，可通过光化学植被指数（PRI）指示。热耗散由叶黄素色素形态变化引起，这种变化导致 531nm 处反射率下降，对 570nm 处反射率影响小。PRI 计算公式为

光谱仪测量相关光谱可同时输出 SIF 和 PRI。

6、荧光那么小，能测量出来吗？

自然光下的 SIF 虽小，但可通过特定技术方法提取。太阳和地球大气层中的某些元素会吸收特定波长太阳辐射，形成夫琅禾费暗线。暗线内太阳入射辐射下降，冠层反射辐射因 SIF 填充而使表观反射率升高，通过暗线内外入射和反射辐射比值可提取 SIF。

7、不同植物叶片的 SIF 有区别吗？新老叶片呢？

不同植物的 SIF 一般不同，其值主要取决于叶片叶绿素含量和光合作用能力，也受日照条件影响。新老叶片的 SIF 也遵循此规律，幼嫩叶片光合作用弱，SIF 值低，随叶片生长 SIF 值升高，叶片衰老时 SIF 值下降。

8、叶片正反两面的 SIF 有区别吗？

从理论上讲，叶片正反两面反射特性与表面结构不同，SIF 值应该不同，但这方面研究较少。

9、SIF 观测受角度影响吗？

SIF 受观测角度影响，观测热点方向（太阳辐射入射方向）的 SIF 值更明显，能更好代表 GPP。此外，还受太阳入射天顶角和方位角影响。若研究植被光合作用能力，最好利用多个时相观测数据，基于塔基的自动观测方式较理想。

10、树冠叶片间的遮挡影响 SIF 观测效果吗？

树冠叶片间的遮挡会影响 SIF 观测效果，SIF 观测受冠层结构影响，植被异质性越高，冠层反演误差越大。

11、SIF 受太阳高度角影响吗？

SIF 受太阳高度角影响，一天中其随太阳高度角和辐射强度变化呈单峰型日变化。太阳高度角低于 30° 或大于 85° 时的数据一般不用于 SIF 提取，因为太阳高度角过低时，余弦校正器无法完全收集太阳光谱；过高时，会增加下行辐照度变化风险。

12、晴天、阴天和多云天气对 SIF 观测影响区别显著吗？

一般晴天才有 SIF，阴天和多云等光线较弱的情况下 SIF 较小或没有。阴天和多云时观测到的 SIF 值通常需滤波处理或舍弃后才能使用。

来源：生活花果山