Physical and ecophysiological controls on the relationship between solar-induced chlorophyll fluorescence and gross primary productivity across diurnal and seasonal scales in the boreal forest
Notice bibliographique
Résumé
Solar-Induced Chlorophyll Fluorescence (SIF) is a powerful proxy for gross primary productivity (GPP) in Boreal ecosystems. However, SIF and GPP are fundamentally different quantities that describe distinct, but related, physiological processes. Recent work has highlighted non-linearities between SIF and GPP at finer spatial (leaf- to canopy- level) and temporal (half-hourly) scales. Therefore, questions have arisen about when, where, and why SIF is a good proxy for GPP and what the potential sources for divergence between the two are. The goal of this study is to answer two specific questions: 1) At what temporal scale is SIF a good proxy for GPP and 2) What are the predominant physical and ecophysiological drivers of nonlinearity between SIF and GPP in boreal ecosystems? We collected tower-based measurements of SIF (and other common vegetation indices) with PhotoSpec (a custom spectrometer system) and eddy-covariance GPP data at a 30-minute resolution at the Southern Old Black Spruce Site (SOBS) in Saskatchewan, CA. We applied a combination of statistical and machine learning approaches to disentangle the influence of structural/illumination effects and ecophysiological variations on the SIF signal. Our results show that at a high temporal resolution (half-hourly), SIF and GPP are predominantly dependent on photosynthetically active radiation (PAR). Therefore, the non-linear light response of GPP drives non-linearity between SIF and GPP. Additionally, canopy structure and illumination effects become important to the SIF signal at high temporal resolutions. At the seasonal timescale, SIF and GPP exhibit co-varying responses to PAR, even when accounting for changes in canopy structure. We attribute changes in the light responses of SIF and GPP to sustained photoprotection over winter which co-varies with changes in temperature. Finally, we show that the relationship between SIF and GPP has a seasonal dependence caused by small differences between the light use efficiencies of fluorescence and photosynthesis. Accounting for this seasonally variable relationship will improve the use of SIF as a proxy for GPP.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».