莱森光学全自动叶绿素荧光观测系统——解锁光合作用可视化与四大精准应用场景

随着《碳排放权交易管理暂行条例》及CCER造林碳汇方法学的实施，林业碳汇开发进入”可测量、可报告、可核查”的刚性合规时代,《林业碳汇计量监测术语》《森林碳汇计量监测技术规范》等标准对数据连续性、溯源性提出了前所未有的严苛要求。

与此同时，”十四五”规划首次明确将粮食安全纳入”安全保障类”约束性指标，明确”国家加强粮食安全科技创新能力和信息化建设”。这意味着当代农业正面临从”产量导向”向”产能与质量并重”转型的深层挑战。食安全考核机制和”非粮化”耕地用途管控的严格执行，农业也亟需更精准、可溯源、符合法规要求的长时序观测数据。

在”双碳”战略与粮食安全双重驱动下，当代农业、森林研究、生态与环境监测正面临观测精度与效率的结构性矛盾。传统方法学依赖人工采样与实验室分析，时间分辨率低、空间覆盖不足、无法捕捉光合作用的瞬时动态；卫星遥感虽实现广域监测，却受云层遮挡、重访周期限制，难以提供连续、高频、冠层尺度的生理生态数据。日光诱导叶绿素荧光（SIF）技术正在破解这一困局。

莱森光学全自动日光诱导荧光观测系统应运而生

面对时代对农业、森林研究、生态与环境监测的观测需求，莱森光学作为“专注光谱检测技术的创新与应用”的高科技企业，推出全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统。

植物在生长过程中需要光合作用，在太阳光照条件下，光合作用在原初反应、传递吸收光能和电能转换的过程中，会有极小的一部分光能(0.5%~2%) 以日光诱导叶绿素荧光(Solar Inducedchlorophyll Fluorescence, SIF) 形式进行释放，其光谱范围为650—800 nm，并且在685nm和740nm处各有一个峰值，能直接反映植物实际光合作用的动态变化，承载着植物最真实的”生命体征”。

太阳光在叶片内的光能传输分布光谱SIF系统

莱森光学利用SIF技术的原理，推出的全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统不仅能自动切换采集模式，通信协议及处理算法，系统还能时刻保持最优状态，无需人工干预。全程自检，异常秒级预警，设备状态稳定、可靠，野外观测永不掉线。同时，系统还具备自诊断结果，自动重启、复位或调整参数功能等异常恢复功能。支持远程、本地在线升级，光谱原始数据、光谱反射率、光谱辐照度/辐亮度、归一化植被指数等关键数据都可视化，还支持FBER（全波段反射率）、SIF（日光诱导叶绿素荧光）、SIFT（光合作用速率）、 TRP（光合作用速率）、SIFY（叶绿素荧光量子产额）等五种算法。连续、高频次、全天候自主运行的冠层观测解决方案满足了光合荧光测量、植被制图、生态与环境监测、森林资源监测、植被健康、长势、病虫害监测的观测所有需求。

观测时软件界面

典型应用领域

通过莱森全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统能清晰观测到”植物活不活、长不长、好不好”。当干旱来袭、病虫害潜伏、碳汇能力变化时，系统也会第一时间发出预警，为精准农业管理和生态监测提供科学依据。

解锁全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统四大应用场景

开启精准观测新范式

动态监测数据精度高–捕捉分钟级动态变化

森林或农田区域需要开展长期、连续观测及数据验证，常把莱森全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统部署于塔基或地面平台，用于对特定的定点实现 SIF（日变化与季节变化）的监测。其采集的数据精度高，可捕捉分钟级动态变化，并具备优异的时序解析能力，为卫星与无人机遥感提供高精度地面真值，让遥感数据”有据可依”。

各垂直层太阳诱导叶绿素荧光辐射强度的月平均值

植物病虫害监测—早发现、早干预

病虫害胁迫下，植物结构损伤与叶绿素降解会导致近红外光谱特征显著改变。采用莱森全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统可精准捕捉受损与健康植被的细微差异，实现植物类型识别与生长状态动态监测。在病虫害症状显现前识别风险，早发现，早干预为精准农业赢得黄金窗口期。

植物生长状态光谱图

干旱评估—捕捉作物生理异常的”第一信号”

SIF 技术能直接表征作物光合作用活性，对干旱胁迫具有高度敏感性。水分亏缺时，SIF 信号显著衰减，较传统植被指数更早揭示作物生理异常，为精准灌溉决策争取宝贵时间。融合地面、无人机及卫星多平台观测，可实现田间—区域多尺度干旱动态监测与精准评估，为农业旱情预警和科学管理提供数据支撑。

成熟叶片失水后的光谱图变化

碳循环与森林生态—量化地球”绿色肺叶”

太阳诱导叶绿素荧光（SIF）是连接卫星遥感与地面碳汇评估的关键桥梁。全球尺度上，SIF 与植被总初级生产力（GPP，即植物固碳总量）高度相关，可精准估算 GPP 和生态系统呼吸，支撑全球碳收支核算。依托其空间连续观测优势，SIF 能够动态监测森林结构与功能演变，揭示生态过程机理，为全球森林保护、管理及碳汇评估提供科学依据。

森林物种多样性与光合作用的关系

当气候变化加剧、粮食安全承压、碳中和倒计时启动，读懂植物的”语言”格外重要。莱森光学全自动日光诱导叶绿素荧光观测系统，以纳米级光谱精度捕捉植物光合作用的每一次”呼吸”，将不可见的生理过程转化为可量化、可预警、可决策的科学数据。从田间的一株作物到全球的一片森林，从分钟级的动态监测到十年尺度的碳汇核算——”看得见”光合作用，让生态管理”算得清、管得准”。