基于光譜指數的喀斯特植物葉片葉綠素含量定量估算

何 文， 余 玲， 姚月鋒

( 1. 廣西喀斯特植物保育與恢復生態學重點實驗室， 廣西壯族自治區中國科學院 廣西植物研究所， 廣西 桂林 541006；2. 桂林理工大學 環境科學與工程學院， 廣西 桂林 541006； 3. 西南大學 地理科學學院， 重慶 400715 )

植物葉片葉綠素作為主要的光能吸收物質，能直接把吸收的光能進行轉化與傳遞(Gitelson et al., 2003)，是生物圈與大氣圈之間碳、水和能量交換與循環的重要環節(Croft et al., 2020)。健康植物體內的葉綠素含量通常被認為高于不健康植物(Wu et al., 2008)。因此，植物葉片葉綠素含量的高低可作為典型區域如喀斯特地區植被生長健康狀況及其對周圍環境脅迫適應的重要指示指標(Palta, 1990)。傳統的植物葉片葉綠素測定方法主要是通過測量葉片葉綠素提取液的吸光度實現，這種方法不但要破壞植株，耗時費力，而且不能實時地進行大尺度監測(Madeira et al., 2000；蘇偉等，2019)。隨著遙感技術特別是高光譜遙感技術的發展，由于其具有波段多且能夠捕獲不同植物葉片對微弱光譜的差異，為植被生化參數特別是植物葉綠素含量的定量估算提供了快速、有效、非破壞性的數據采集與分析方法(Gitelson et al., 2003；Zhang et al., 2008；Bioucas-Dias et al., 2013)。

目前，對植物葉片葉綠素含量進行高光譜定量估算的主要方法大致可以歸納為兩種：一種是通過建立各種輻射傳輸機理模型進行估算，如經典的PROSPECT模型(Jacquemoud et al., 2009)；另一種則是通過尋找適宜的光譜指數模型進行估算(Croft et al., 2020)。輻射傳輸機理模型適用性廣，但一般機理模型都是基于一定條件的假設，不確定性因素較多，且在不同區域或不同植物類型的應用上往往具有病態性特征(Darvishzadeh et al., 2008)。……