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植物光合作用所提供的物质和能量是人类赖以生存的关键因素,而日光诱导叶绿素荧光（solar-induced chlorophyll fluorescence,SIF）是植物光合作用的副产品,与光合作用关系密切,研究SIF及其与GPP之间的关系对于深入理解光合作用机制有着重要的意义。由于SIF与植被总初级生产力（gross primary production,GPP）之间的关系会受到环境条件、冠层结构、植被生理生化参数、植被生长阶段、植物功能类型等因素影响,因此导致了SIF-GPP之间耦合关系的复杂性。本文通过开展不同生态系统的野外近地面植被冠层高频SIF遥感与涡度相关协同观测,获取了SIF高频观测数据,结合相应气象和涡度通量等观测数据,阐明了SIF-GPP关系多时间尺度耦合规律,分析了不同生态系统的SIF-GPP关系的异同,并进一步厘清了冠层结构和环境条件对于SIF-GPP关系的影响特征。在此基础上,提出了如何校正、减轻这些影响的方法。主要研究结果和结论如下:（1）不同时间尺度SIF和GPP耦合关系变化规律。SIF-GPP耦合关系在不同时间尺度存在差异,在日尺度和8天尺度上,SIF-GPP在晴天条件和阴天条件下均呈现强线性相关关系,但是在瞬时（半小时）尺度却呈现显著的非线性关系。另外,研究表明SIF在晴天条件和阴天条件与PAR之间的响应形式存在显著差异,SIF在晴天对PAR表现明显的迟滞响应效应,导致卫星瞬时SIF利用PAR校正因子计算日平均SIF时存在较大偏差。在阴天SIF与PAR之间迟滞响应效应则不明显。总体研究发现不同生态系统SIF和GPP总体表现为显著正相关关系,但在显著性和斜率上存在一定差异。（2）植被生长阶段及冠层结构对SIF-GPP耦合关系的影响。根据玉米观测数据,发现SIF-GPP相关性随着玉米生长阶段变化而有显著差异（回归模型斜率不同）,表明冠层结构影响冠层SIF季节变化及其与GPP的耦合关系。更重要的是,观测结果表明季节尺度SIFyield-LUE相关关系主要是由冠层结构变化导致。在利用MTVI2校正冠层结构效应对SIFyield的影响后,SIFyield和LUE之间相关性显著降低。这些实验证据加深了对冠层SIF和光合作用之间的机制理解。（3）直散射辐射变化对SIF及其与GPP关系的影响特征。通过定量分析晴空指数（CI）与SIF的关系,评估了天空直散射变化（阴晴天）对不同时间尺度SIF变化的影响。研究表明SIF与CI之间存在正相关关系,说明SIF与大气中直射光相关性更高。而GPP与CI之间的相关性较低,这主要是因为光合作用在阴天条件下LUE比晴天条件下大。进一步分析表明,不同直散射条件下的SIF-GPP相关性存在明显差异,总体上多个生态系统阴天SIF-GPP回归模型斜率均高于晴天模型斜率,且阴天模型决定系数大于晴天模型的决定系数。综上,本研究围绕冠层结构和环境条件对SIF-GPP关系的影响特征这一重要科学问题,利用多生态系统遥感观测数据分析了植被冠层SIF-GPP的多时间尺度耦合规律和不同生态系统SIF-GPP关系差异特征,并进一步开展了植被冠层结构和大气直散射辐射变化对季节尺度SIF-GPP耦合关系的影响研究。研究结果为更好地理解不同生态系统多时间尺度SIF-GPP的关联机制和影响因素提供了理论和实验基础,对全球碳循环研究具有重要意义。