高光谱反射技术追踪温带常绿林色素组成的季节性微妙变化

来自佛罗里达州的研究人员通过高光谱反射技术（400-2400 nm针叶尺度/420-850 nm冠层尺度），系统研究了长叶松（Pinus palustris）中8种叶绿素和类胡萝卜素色素的季节性动态。研究发现光保护色素（如叶黄素、紫黄质）与光合色素（如叶绿素a/b）的变化与光合有效辐射及总初级生产力季节趋势高度吻合。基于岭回归模型的高光谱数据预测效果优异（R2>0.5），为从地面传感器到空基平台的生化性状尺度转换提供了新方法。

　　

温带常绿林的色素动态虽对全年光合作用至关重要，却长期缺乏系统研究。这项创新工作采用高光谱反射技术（400-2400 nm针叶尺度/420-850 nm冠层尺度），以佛罗里达州的长叶松（Pinus palustris）为研究对象，捕捉了三种关键色素类群的季节变化：光保护色素（如叶黄素lutein、紫黄质xanthophylls）、光合色素（叶绿素chlorophylls a/b）以及α/β-胡萝卜素。

令人振奋的是，这些色素波动与光合有效辐射(PAR)和总初级生产力(GPP)的季节模式完美同步。研究团队运用相关性分析和岭回归(ridge regression)模型，成功实现了从高光谱数据预测所有色素池（R²>0.5）。其中叶黄素、新黄质(neoxanthin)、花药黄质(antheraxanthin)的预测精度最高——这些恰好是树际差异和季节变异最显著的色素。

该研究突破性地证明：高光谱技术能精准捕捉常绿林细微的色素变化，为生态系统的遥感监测建立了重要基准。特别是建立的岭回归模型，在针叶和冠层尺度都展现出卓越的预测性能，为将来通过卫星平台大范围监测植被生理状态铺平了道路。