叶面积指数(LAI)和叶片叶绿素含量(LCC)是表征植被冠层结构与生理功能的重要参数,在生态遥感与生态系统监测中具有重要意义。针对现有LAI和LCC多采用单独反演、易受模型简化和误差传导影响的问题,福建师范大学陈镜明院士团队基于Sentinel-2和Landsat-7/8影像,系统评估了不同物理模型和参数化策略对落叶阔叶林LAI与LCC协同反演精度的影响,并利用中国帽儿山生态站和美国NEON观测网络实测数据进行了验证。研究表明,传统模型中LAI与LCC反演存在明显误差补偿效应,而在5-Scale模型中引入非光合组分表征和先验知识约束后,可显著提高两参数的综合反演精度。所提出的5-Scale(F+PK)方案在LAI和LCC反演上整体优于Sentinel-2业务化算法SL2P,与SL2P-CCRS相比在LAI上达到相当精度、在LCC反演上优势更明显;同时,该方案还能有效降低Sentinel-2与Landsat反演结果之间的系统差异,为多源遥感数据融合和长时间序列产品构建提供了关键技术支撑。研究还表明,叶片尺度光谱动态表征对于准确捕捉物候变化具有重要作用。
相关成果以“Synergistic retrievals of leaf area index and leaf chlorophyll content in deciduous broadleaf forests from Sentinel-2 and Landsat”为题,发表在国际期刊《Remote Sensing of Environment》上。福建师范大学为第一完成单位,周昊强博士研究生为第一作者,许明珠讲师和陈镜明教授为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金(42201360、U23A2002、42471356)和福建省自然科学基金(2025J01646)资助。
论文链接:https://doi.org/10.1016/j.rse.2026.115382

图为示例落叶阔叶林站点实测与反演平均LAI(左列)和LCC(右列)的季节变化。反演LAI和LCC采用4种算法获得:PROSAIL (baseline) (a–b)、PROSAIL (FV+FS+PK) (c–d)、5-Scale (baseline) (e–f)和5-Scale (FS+PK) (g–h)。此外,还纳入两种开放获取算法SL2P和SL2P-CCRS进行对比。
