缺水、高溫和高水汽壓差(VPD)等通常是限製作物生產(chan) 率和產(chan) 量的關(guan) 鍵因素。近些年氣候變化加劇了幹旱高溫事件的發生,導致作物幹旱脅迫頻頻發生,影響了作物的產(chan) 量和品質。因此,科學的水資源管理以及實時評估植物脅迫對改善灌溉策略,提高作物產(chan) 量和品質等至關(guan) 重要。
加利福尼亞(ya) 大學研究人員在一處葡萄園開展了作物脅迫的相關(guan) 研究,旨在利用植被指數與(yu) GPP的關(guan) 係來檢測作物短期脅迫響應與(yu) 生長恢複事件。在這項研究中,1套塔基光學遙感係統安裝在四個(ge) 葡萄園子地塊的中心位置,用於(yu) 持續獲取不同地塊的植被指數;4套開路渦動相關(guan) 係統(IRGASON)分別布置在4個(ge) 子地塊,用於(yu) 持續獲取不同地塊的總固碳量,此外還監測了土壤水分及空氣顆粒物的變化等(各項監測指標及其重要性見下圖)。
研究期間發生了四次作物脅迫事件,導致作物脅迫發生的因子包括土壤水分缺失,高溫以及由於(yu) 附近山火發生導致空氣中顆粒物增加等。作者比較了歸一化植被指數(Normalized Difference Vegetation Index, NDVI)和光化學反射指數(Photochemical Reflectance Index, PRI)與(yu) 總初級生產(chan) 力(Gross Primary Productivity, GPP)的變化關(guan) 係。結果表明,NDVI在脅迫事件中幾乎沒有發生改變。相比之下,PRI在追蹤短期脅迫引起的GPP下降和恢複事件非常有效。同時研究也指出,PRI等植被指數雖然能夠有效檢測作物脅迫事件,但在長期監測過程中,需要利用去趨勢化方法將短期脅迫引起的PRI變化從(cong) 長期季節因素引起的PRI變化分離出來(見下圖),以便提高檢測性能。