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[IEEE IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 瓦伦西亚（2018.7.22-2018.7.27）] IGARSS 2018 - 2018年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 支持Flex任务的高光谱成像与荧光测量：我们能从多尺度实验中学到什么？
摘要： 在FLEX任务开展之前，需要通过实验研究更深入地理解不同时间和空间尺度下驱动植被太阳诱导叶绿素荧光（SIF）发射的因素。本文展示了北方（常绿和落叶）森林树木与中西部（一年生）作物的研究成果，阐明了季节性下调和干旱对荧光信号的影响。后续工作需建立可靠的定量荧光测量方法，并将荧光信号的驱动因素分解为结构效应与生理效应。
关键词： 叶绿素荧光（SIF、Fs）、胁迫、光合作用、干旱、温度、叶绿素/类胡萝卜素色素
更新于2025-09-23 15:23:52
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水下光无线通信的实际性能与前景
摘要： 长期以来，水下光无线通信仅停留在理论阶段，因为光源强度不足难以作为通信发射器使用。然而过去十年间，该技术采用高亮度、低功耗的可见光激光二极管或发光二极管作为发射器，目前已具备实用价值。本文首先阐述水下光无线通信研究的最新进展、实用化调制解调器及其应用前景；随后基于本研究特制的水下光学剖面仪实测数据，分析不同条件下海水的光学特性；接着介绍我团队研发的原型水下光无线通信调制解调器——经多海域测试验证，该设备可实现120米范围内20Mbps双向通信，以及100米距离的水下航行器远程桌面连接。此外，当一台调制解调器置于空气中、另一台置于水中时，两者能通过海面直接实现跨介质通信。
关键词： 水下光通信、浊度、叶绿素、激光二极管、可见光通信
更新于2025-09-23 15:23:52
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初榨橄榄油与特级初榨橄榄油中色素的测定：两种近紫外-可见光谱技术的比较
摘要： 橄榄油的颜色源于其中所含的天然色素，这些色素属于类胡萝卜素、叶绿素及其衍生物类别。除决定颜色这一重要品质特征外，这些物质还具有抗氧化及更广泛的营养保健品特性，其含量测定与产品的品质和真实性相关。本研究采用两种基于近紫外-可见吸收光谱的方法，对意大利产多种初榨及特级初榨橄榄油中类胡萝卜素和叶绿素衍生物的总量进行了定量分析。第一种方法通过定义K670和K470两个指标（分别对应油样在670纳米和470纳米波长处的吸光度值）；第二种方法则基于对油样完整吸收光谱的数学解卷积，测定橄榄油中四种主要色素（β-胡萝卜素、叶黄素、脱镁叶绿素A和脱镁叶绿素B）的浓度。通过对比两种光谱法测得的总类胡萝卜素与总叶绿素衍生物浓度，并结合光谱技术快速测定橄榄油色素的实际应用价值，对研究结果进行了讨论。
关键词： 特级初榨橄榄油、颜色、紫外-可见光、叶绿素、色素、类胡萝卜素、光谱学、品质、光吸收
更新于2025-09-23 15:22:29
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通过近端荧光传感技术监测钾响应型作物，以改进对小麦和大麦生物量、产量及籽粒品质的预测
摘要： 精准养分管理需要准确评估作物的养分状况。这一方法常用于氮素状况评估，但对其他养分则应用较少。由于荧光能反映作物胁迫状况，本研究评估了不同荧光指数预测作物钾、镁和钙养分状况的稳健性。研究假设：通过荧光近感技术量化作物响应（具备高空间分辨率），可检测作物营养限制（尤其是钾素）。实验采用四因素析因设计：作物品种、钾肥用量、石灰施用及行间管理。试验田土壤缺钾，且作物变量（如产量、蛋白质）呈现显著处理效应。荧光传感发现三个叶绿素相关指数（SFR_G、SFR_R和CHL）与钾素呈显著正响应，但FLAV指数无此关联；同时小麦与 大麦存在显著差异。通过k折交叉验证法发现了具有潜力的预测关系：SFR_R对作物生物量的预测力最强，SFR_G对行间小麦钾含量预测最佳，CHL对行间小麦钙含量预测最优，而FLAV对风干处理大麦籽粒蛋白质的预测效果突出。相比主动传感器测量的NDVI值，这些荧光指数对作物变量的预测显著性更高。研究表明，利用荧光传感测量叶绿素相关信号能有效捕捉大麦和小麦的养分状况，这些结果为快速检测非氮养分的作物营养状况展示了荧光传感技术的良好应用前景。
关键词： 生物量、小麦、荧光指数、叶绿素、籽粒品质预测、大麦
更新于2025-09-23 15:22:29
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光合细菌I型同源二聚体反应中心中激子态与超快能量传递的理论模型
摘要： 为解释适度嗜热螺旋菌I型同源二聚体反应中心（hRC）中快速的激发能转移过程，我们提出了一种简明的激子动力学理论模型；该结构近期被鉴定并显示与植物/蓝藻光系统I（PSI）反应中心相似。该激子态模型主要基于hRC上54个细菌叶绿素g（BChl-g）、4个BChl-g′和2个叶绿素a（Chl-a）的几何构型，并假设色素位点能量值恒定，较好地复现了hRC的吸收光谱。该模型还能对hRC上的激子动力学进行数值分析，其结果可与激光光谱实验获得的衰减关联光谱进行对比。模型表明，相较于PSI（其几乎同源位置的色素为Chl-a），BChl-g更强的跃迁偶极矩以及hRC上离域激子态更高的相干性共同促进了更快的能量转移。
关键词： 叶绿素、光系统I、细菌叶绿素、激子动力学、能量传递、反应中心
更新于2025-09-23 15:21:21
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有机叶绿素光电晶体管中的光电效应与热电效应
摘要： 作为一种有机半导体材料，叶绿素因其卓越的光学特性备受关注。本研究展示了生物叶绿素A场效应光晶体管（FEpTs）的光响应与热电流特性，在405纳米光照下表现出优异性能：高响应度（5×1013 A/W）及较快响应速度（上升时间约20.3秒，下降时间约28.2秒）。通过热电子发射理论和典型阿伦尼乌斯曲线分析，测得肖特基势垒B为76.6毫电子伏。这种低成本、工艺简单且可扩展的生物光晶体管制造技术，为开发柔性透明有机电子器件和生物光电器件开辟了新途径。
关键词： 肖特基结、光电与热电效应、叶绿素、有机光电晶体管
更新于2025-09-23 15:21:21
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单质子化水合卟啉的分离与表征
摘要： 本文介绍了一种可控制备单质子化和双质子化氢卟啉（二氢卟吩）的简易方法。所合成的二氢卟吩均带有10-芳基基团，其取代基分别为电中性（苯基）、给电子性（对甲氧基苯基）和吸电子性（五氟苯基）。通过紫外-可见吸收光谱可便捷监测质子化反应，从而测定出第一（4.8–5.3）和第二pKa值（1.7–0.5）。采用核磁共振氢谱对单/双质子化物种进行了全面表征，结合理论研究表明这些大环化合物在溶液中存在显著构象畸变。其中10-苯基取代的单质子化二氢卟吩通过X射线晶体学得以解析——这是首个结构确证的氢卟啉单阳离子，也是首例空间位阻未受干扰的单质子化四吡咯化合物的晶体结构。通过照射其Soret带测定了单/双质子化10-苯基二氢卟吩的光稳定性，结果显示质子化能增强光稳定性。
关键词： 质子化、荧光、吸收、叶绿素、四吡咯
更新于2025-09-23 15:21:01
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澳大利亚哈梅林池微生物席中生物光学特性与光合色素及微生物分布的相关性
摘要： 哈梅林池（鲨鱼湾）广泛分布着微生物席和叠层石，但这些系统的光合能力尚不明确。本研究通过光学微传感器测定了这些微生物席的光学特性与光捕获潜力，并结合16S rDNA测序、色素分析与高光谱成像技术揭示了相关特征。局部标量辐照度较入射下行辐照度提升了1.5倍，表明微生物席具有光捕获与强散射作用?？杉猓?00-700 nm）可穿透至2毫米深度，而近红外光（700-800 nm）至少能到达6毫米深度。叶绿素a与细菌叶绿素a（Bchl a）是主要光合色素，其中Bchl a在次表层（2-4毫米）达到峰值。16S rDNA详细分析显示，可能含Chl f的Halomicronema菌属及光合微生物主要集中于表层至6毫米深度区间，且数量随深度递减。数据表明微生物席深层（6-16毫米）存在某些色素与光合生物的高丰度现象。研究推测该系统中的光合细菌对席下弱光环境具有独特适应性，且光合代谢是维持生态系统功能的主要贡献者。
关键词： 叶绿素、光养生物、微生物席、哈梅林池、色素、叠层石
更新于2025-09-23 15:21:01
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密西西比河流域中部长期农业生态系统研究：水库水质的高光谱遥感监测
摘要： 用于估算水质参数的原位方法有助于开展时空监测工作，其中光学反射率传感技术在这方面展现出潜力，尤其适用于叶绿素、悬浮物和浊度的监测。本研究旨在建立并评估高光谱遥感与湖泊水质参数（叶绿素、浊度及氮磷形态）之间的关系。研究在密苏里州东北部大型人工水库——马克·吐温湖的多个汊道，于七个采样日期获取了近距离高光谱水体反射率数据，并在两个日期获取了航空高光谱数据。通过实验室分析测定了水样中的叶绿素、营养盐和浊度指标。采用已报道的反射率指数法和全光谱（即偏最小二乘回归）方法建立光谱与水质数据的关联模型。除溶解态氨氮外，所有实测水质参数与近距离反射率均呈现强相关性（R2≥0.7）。在同时获取两种数据的两个日期中，航空高光谱传感的精度略低于近距离传感。虽然全光谱校准对叶绿素和浊度的预测精度高于既有模型，但既有模型在独立测试集上表现更优。由于将估算模型外推至非校准日期会显著增加部分参数的估算误差，因此要获得最精确的水质遥感估算结果，需在每次传感测量时同步采集校准样本。
关键词： 水质、马克·吐温湖、偏最小二乘回归、叶绿素、高光谱遥感、营养物质、浊度
更新于2025-09-23 15:21:01
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基于高分辨率无人机高光谱影像的小麦叶面积指数与叶绿素含量估算及其产量预测
摘要： 氮肥的高效利用是现代农业中的关键问题。施肥需减量以降低环境影响，但又要优化施用以免影响产量。2017年6月，研究人员对冬小麦开展了八种不同氮处理的对照实验，并采用基于无人机的高光谱推扫式相机Resonon Pika-L（400-1000纳米）进行观测。该系统搭配精密惯性测量单元（IMU）和稳定云台，能获取高光谱与高空间质量的影像。此外，研究者在田间均匀采集了48组样本的实地测量数据（包括叶面积指数LAI、叶绿素CHL及反射光谱），这些样本覆盖所有氮处理组。由于作物光谱反射不受产量参数直接影响，研究者通过偏最小二乘回归（PLSR）从高光谱影像中估算LAI和叶绿素，建立间接预测模型。所得模型对这些参数具有可靠预测性（LAI的R2=0.79，RMSE=0.18平方米/平方米；CHL的R2=0.77，RMSE=7.02微克/平方厘米）。随后利用LAI和CHL预测值校准多元线性回归模型来估算籽粒产量（R2=0.88，RMSE=4.18百公斤/公顷）?；诟媚Ｐ投愿吖馄子跋窠邢袼丶恫吭げ?，验证结果表明：当施氮量超过特定阈值后，继续增肥未必能提高产量。
关键词： 高光谱、叶绿素、无人机、推扫式、回归、籽粒产量、叶面积指数、氮素
更新于2025-09-23 19:00:54