高光谱遥感技术在植物功能性状监测中的应用与展望.pdfVIP

植物生态学报 2022, 46 (10): 1151-1166 DOI: 10.17521/cjpe.2022.0223 Chinese Journal of Plant Ecology 高光谱遥感技术在植物功能性状监测中的应用与 展望 严正兵 刘树文 吴 锦* 香港大学生物科学学院, 香港 摘 要 植物功能性状作为指示植物对环境适应和进化的可量度特征, 其变异格局和驱动机制是植物生态学和地球系统建 模的重要研究内容。传统野外测定方法费时费力费钱, 且通常关注生长季和优势物种, 使得功能性状的尺度延展和时空覆盖 存在极大挑战。近些年兴起的多尺度高光谱遥感技术为解决当前植物功能性状数据时空覆盖度差的问题提供了新的思路和方 法。该文在概述高光谱遥感技术监测植物功能性状的基本原理和发展简史的基础上, 详细介绍了当前光谱-性状关系的主要 建模方法, 即经验或半经验方法、物理模型反演方法, 其中以经验统计模型方法中的偏最小二乘回归使用最为广泛。进一步 结合实例, 重点讨论了高光谱遥感技术在叶片、群落和景观尺度监测植物功能性状的应用及存在的主要问题。最后, 为促进 高光谱技术在植物功能性状及其多样性监测方面的研究, 提出以下4个未来应该重点关注的方向: 1)检验光谱-性状模型的普 适性, 并解析其背后的调控机理; 2)发展光谱-性状关系尺度延展的方法体系; 3)解析植物功能性状及其多样性的时空变异和 调控机制; 4)探究环境-植物功能多样性-生物多样性-生态系统功能间的关联。 关键词 高光谱遥感; 植物功能性状; 时空普适性; 尺度延展; 光谱-性状模型 严正兵, 刘树文, 吴锦 (2022). 高光谱遥感技术在植物功能性状监测中的应用与展望. 植物生态学报, 46, 1151-1166. DOI: 10.17521/cjpe.2022.0223 Hyperspectral remote sensing of plant functional traits: monitoring techniques and future advances * YAN Zheng-Bing, LIU Shu-Wen, and WU Jin School of Biological Sciences, The University of Hong Kong, Hong Kong, China Abstract Plant functional traits are the measurable characteristics that indicates plant adaptation to the environment, and understanding the patterns of certain characteristics, and their drivers is an essential component of plant ecology and earth system modeling research. Traditional field-based approaches for characterizing plant functional traits are time-consuming, labor-intensive and expensive, and usually focus on the traits of peak growing season and dominant species, making the scaling exten