一種測量冠層光合的新方法 科學(xué)家對精確測量的追求是無止境的。人們雖然在20世紀(jì)初就對冠層光合進(jìn)行了測定，但精度太差，幾乎不能說明任何科學(xué)問題。1951年，Swinbank使用渦度相關(guān)法進(jìn)行草地顯熱和潛熱通量的測量，這種先進(jìn)的技術(shù)加上超聲風(fēng)速計使得冠層二氧化碳通量的測量成為可能，直到1968年人們才在美國堪薩斯州的農(nóng)田進(jìn)行大氣邊界層的觀測。20世紀(jì)80年代，渦度相關(guān)法大量應(yīng)用于生態(tài)系統(tǒng)的研究，包括冠層光合的測定，解決了很多生態(tài)學(xué)問題。
在植物生理學(xué)領(lǐng)域，人們可以通過對葉片光合的測定尺度推移到冠層，但這種方法的不確定性太大。對于整樹碳同化而言，也有人嘗試整合同位素和樹干液流的方法計算冠層光合。還有對于小樹的測量則可以通過整樹箱法。這些方法都比較復(fù)雜，誤差大。即使使用渦度相關(guān)法進(jìn)行冠層碳通量的實時測定，也不能很好地捕捉植物生理的微小變動。
上世紀(jì)90年代，有人大膽地提出要在太空使用傳感器監(jiān)測葉綠素?zé)晒狻＝?jīng)過多次試驗，地面驗證的效果很不理想。但隨著技術(shù)和儀器設(shè)備的進(jìn)步，人們已經(jīng)可以在大尺度上進(jìn)行植被熒光的觀測了，2011年成功發(fā)布了全球植被的葉綠素?zé)晒鈭D，而在2014年P(guān)NAS上的一篇論文再次把研究推向高潮。因此，能否通過冠層葉綠素?zé)晒獾谋O(jiān)測直接反演冠層光合呢？答案是肯定的。近期發(fā)表在Geophys. Res. Lett.的文章 Solar-induced chlorophyll fluorescence that correlates with canopy photosynthesis on diurnal and seasonal scales in a temperate deciduous forest 向我們展示了這種新技術(shù)的魅力。
作者Yang等發(fā)現(xiàn)，在一溫帶落葉林（哈佛森林），無論在天尺度還是季節(jié)尺度地面原位測量的熒光值與衛(wèi)星遙感的和渦度相關(guān)法測定的結(jié)果相關(guān)性較好，證實了地面原位觀測熒光的巨大潛力。那么，為什么這種方法要優(yōu)于渦度相關(guān)法和衛(wèi)星遙感呢？相比于渦度相關(guān)法，它監(jiān)測的范圍更廣，能夠直接反映植物的生理學(xué)信息。而相比于傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)，如NDVI和EVI，熒光反映的是植被真實的生理學(xué)信息（或許以后就可以避免 Amazon Forest Greenness ），同時較高的時間分辨率也可以幫助人們監(jiān)測作物長勢、進(jìn)而預(yù)測收成，而通過監(jiān)測森林冠層則能夠幫助科學(xué)家即時查明森林健康狀況，甚至火險隱情，而這些是普通的遙感手段很難做到的。
植物冠層測定儀是通過菜單操作的線性光合有效輻射測量儀，用于測量植物冠層對光線的攔截，進(jìn)行冠層光能資源調(diào)查，研究作物的生長發(fā)育、產(chǎn)量品質(zhì)與光能利用間的關(guān)系。本儀器用于400nm－700nm波段內(nèi)的光合有效輻射（PAR）測量、記錄,測量值的單位是平方米 秒上的微摩爾（ mols-1m-2）。植物冠層測定儀廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)科研。
植物冠層測定儀采用數(shù)據(jù)采集器和探桿一體化設(shè)計，包括液晶顯示屏、操作按鍵、存儲SD卡及測量探桿等。探桿上包括25個獨立的傳感器，間隔1cm。儀器菜單操作簡單，體積小，攜帶方便。存儲介質(zhì)為市場上通用的SD卡，存儲容量大，數(shù)據(jù)管理方便！在功耗上有合理的電源管理方案，測試過程中儀器根據(jù)實際情況自動進(jìn)入待機狀態(tài)，需要時按喚醒鍵即可喚醒屏幕，觀察實際數(shù)據(jù)。測量方式分為自動和手動兩種。自動測量時間間隔最小1分鐘，自動測量次數(shù)最大99次，手動測量根據(jù)實際需要手動采集即可。