近日，在“國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施陸地觀測衛(wèi)星共性應(yīng)用支撐平臺項目”支撐下，中國科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院遙感衛(wèi)星應(yīng)用國家工程實驗室建設(shè)完成國內(nèi)首個葉面積指數(shù)自動觀測網(wǎng)絡(luò)，首次實現(xiàn)對全國典型生態(tài)環(huán)境下葉面積指數(shù)的全國范圍、長時間持續(xù)地面觀測，彌補了傳統(tǒng)地面測量方法在時空分辨率上的不足。

　　葉面積指數(shù)（leaf area index）是指單位地表面積上方植物單面葉面積之和。在田間試驗中，葉面積指數(shù)是反映植物群體生長狀況的一個重要指標，控制著植被的光合作用、呼吸作用，以及植被蒸騰、碳循環(huán)、降雨截留等陸面過程，其大小直接與最終產(chǎn)量高低密切相關(guān)；它也是全球生態(tài)研究的重要輸入?yún)?shù)，在生態(tài)環(huán)境、氣候變化等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用。從上個世紀末開始，科學(xué)家便開始利用遙感技術(shù)進行全球及區(qū)域尺度的葉面積指數(shù)產(chǎn)品生產(chǎn)，并取得了巨大的進展，但由于缺乏持續(xù)的大范圍和長時間地面觀測，葉面積指數(shù)產(chǎn)品真實性驗證成為長期困擾科學(xué)家的難題。

　　針對這一問題，遙感衛(wèi)星應(yīng)用國家工程實驗室在“國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施陸地觀測衛(wèi)星共性應(yīng)用支撐平臺項目”支持下，開展了葉面積指數(shù)地面觀測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)工作，在全國規(guī)劃布設(shè)15套我國具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的葉面積指數(shù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其中定點測量系統(tǒng)14套、移動測量系統(tǒng)1套，覆蓋農(nóng)田生態(tài)、森林生態(tài)、草原生態(tài)等主要生態(tài)系統(tǒng)類型，后續(xù)還將不斷完善提升觀測布局。自2018年底開始建設(shè)，項目目前已完成15個站點的儀器布設(shè)，全部站點儀器運行正常，經(jīng)受住了北方極寒、南方高溫高濕天氣的考驗。截至2020年7月，已獲取有效原始數(shù)據(jù)共計1200萬余條。

　　該觀測網(wǎng)絡(luò)所積累的豐富數(shù)據(jù)，將對氣候變化、生態(tài)環(huán)境、精準農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的科研與實踐產(chǎn)生重要影響。相關(guān)領(lǐng)域用戶可登錄“國家民用空間基礎(chǔ)設(shè)施共性技術(shù)支撐服務(wù)網(wǎng)（http://nsicat.radi.ac.cn/static/home）”申請使用數(shù)據(jù)。

 

圖1 葉面積指數(shù)地面觀測網(wǎng)絡(luò)全國布設(shè)站點圖

圖2 部分已安裝站點儀器實物圖（a）海北站 （b）千煙洲站 （c）廣州站 （d）禹城站

圖3 部分已安裝站點數(shù)據(jù)采集節(jié)點分布圖 （a）合肥站 （b）廣州站

圖4 LAI無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測結(jié)果與MOD15A2H產(chǎn)品對比圖（以千煙洲站為例）

圖5 LAI無線傳感網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測結(jié)果與MOD15A2H產(chǎn)品對比圖（以禹城站為例）