近年來，研究日光誘導的植被葉綠素熒光(solar/suninduced fluorescence, SIF)已成為生態學、碳循環及遙感科學的新興研究領域。SIF突破了傳統的主動激發熒光測量的局限，測量尺度大，成為研究植被生理生態功能的重要工具之一。SIF開拓了光合作用和碳循環研究的新方向，有助于進一步了解光合作用的機理和時空變異。SIF的遙感研究也迅速發展，多個空間傳感器以及近地面的遙感監測平臺為研究光合作用以及其它植被生態系統功能提供了新工具。



由德國Julich研究中心和意大利米蘭比可卡大學聯合研發的日光誘導葉綠素熒光自動觀測系統FLOX是目前最成功的商業化SIF測量儀器，能夠在嚴苛的戶外環境下長期監測植被SIF和反射光譜。
 

FLOX的核心包括兩臺高分辨光譜儀和一個恒溫防水控制箱。一臺光譜儀（FLUO）用于測量650-800nm區間O2A和O2B暗線區的SIF信號；另一臺光譜儀（FULL）用于測量400-1000nm區間的反射光譜。兩臺光譜儀均通過光纖分別測量下行輻照度和上行輻亮度。兩臺光譜儀和配套系統都安裝在一個全天候恒溫防水箱中，以保障暗電流的穩定水平，能夠在戶外長期工作。通過對上下行通道信號精確自動優化以及高性能的光通量，使信噪比最大化。

經過與該技術擁有者德國JB公司的協商，近期，慧諾瑞德（北京）科技有限公司正式成為其官方代理，負責我國北方地區（包括：黑龍江、吉林、遼寧、內蒙古、北京、天津、河北、山東、河南、山西、陜西、寧夏、甘肅、青海、新疆、西藏）的市場銷售和技術支持工作。
 

功能特性

• 長期測量紅光波段和遠紅光波段的日光誘導熒光

• 歐洲航天局熒光探測衛星FLEX參數標準

• 測量快速

• 全自動測量程序

• 滿足長期野外工作的耗電需求

安裝高度

日光誘導葉綠素熒光自動觀測系統FLOX一般安裝在固定支架或者通量塔上，進行長期定位測量。目前已經安裝的FLOX系統，最高的安裝高度是100m，安裝在歐洲航天局位于法國的一個通量塔上。

上圖是安裝示例：

• 安裝高度為2m時，可以監測傳感器下方覆蓋地面直徑1m的范圍

• 安裝高度為5m時，可以監測傳感器下方覆蓋地面直徑2m的范圍

• 安裝高度為50m時，可以監測傳感器下方覆蓋地面直徑20m的范圍

安裝實例

主要技術參數

• 信號優化：自動適應不同光線環境

• 暗電流：在每個測量循環精確采集暗電流

• 手動測量：擁有手動測量和校準的可視化界面

• 自動測量：擁有全自動無人監管數據獲取模式

• 快速測量：陽光充足時，20秒；陰天下，60秒

• 穩定性：可以進行參照系統穩定性檢查和不確定性估計

• 元數據同步：光譜儀溫度、環境溫度、GPS位置和GPS時間

• 數據顯示：系統狀態實時顯示l數據儲存：最大支持32GBSD卡擴展（能滿足12個月的測量）

• 控制箱：堅固耐用、防水的1510Peli箱

• 尺寸：50×30×20cm

• 供電：12V，由電池或太陽能板供電（可選）

• 功耗：平均耗電量60Watt (20/100 Watt用于冷卻系統)

• 節能方式：日夜自動切換以節約能源

• 通信接口：RS232接口與無線連接

• 可選防塵裝置：保護Cosine接收器免受灰塵侵害

• 可選光纖：光纖長度可根據用戶需要定制

• 可選通信：用于局域網/無線局域網/移動網絡遠程訪問

代表文獻

• Aasen H, van Wittenberghe S, Medina N S et al, Sun-induced fluorescence II: Review of passive measurement setups, protocols, and their application at the leaf to canopy level. Remote Sensing, 2019, 11: 927

• Campbell P K E, Huemmrich K F, Middleton E M et al, Diurnal and seasonal variations in chlorophyll fluorescence associated with photosynthesis at leaf and canopy scales. Remote Sensing, 2019, 11: 488

• Cogliati S, Celesti M, Cesana I et al, A spectral fitting algorithm to retrieve the fluorescence spectrum from canopy radiance. Remote Sensing, 2019,11: 1840

• Pacheco-Labrador J, Hueni A, Mihai L et al, Sun-induced chlorophyll fluorescence I: Instrumental considerations for proximal spectroradiometers. Remote Sensing, 2019, 11: 960

• Wohlfahrt G, Gerdel K, Rotenberg E et al., Sun-induced fluorescence and gross primary productivity during a heat wave. Scientific Reports, 2018, 8:14169 

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