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PRI (indice de réflectance photochimique)
Définition
L’indice de réflectance photochimique (PRI) est un indice de végétation à bande étroite qui détecte de subtils changements de réflectance foliaire à 531 nm associés au cycle des xanthophylles, un mécanisme de photoprotection chez les plantes. Il sert d’indicateur de l’efficience d’utilisation de la lumière en photosynthèse, de la dissipation non photochimique et des réponses de stress des plantes à des conditions lumineuses variables.
Application
Le PRI est utilisé en physiologie végétale pour étudier la dynamique photosynthétique et l’acclimatation au stress, en écologie pour suivre la productivité des écosystèmes et les effets de la sécheresse, et en agriculture de précision pour optimiser l’irrigation et évaluer la performance des cultures. Il intervient aussi dans les études de flux de carbone et pour valider des modèles d’interactions végétation–atmosphère.
FAQ
Quelle est la formule exacte du PRI ?
Le PRI se calcule ainsi : PRI = (R531 − R570) / (R531 + R570), où R531 est la réflectance à 531 nm et R570 la réflectance à 570 nm (une bande de référence). La bande à 570 nm sert à normaliser les variations de réflectance de base sans lien avec le cycle des xanthophylles.
Pourquoi le PRI est-il lié à l’efficacité photosynthétique ?
Le PRI est lié car la réflectance à 531 nm change avec la conversion de la violaxanthine en anthéraxanthine et en zéaxanthine dans le cycle des xanthophylles, qui régule la dissipation de l’excès d’énergie lumineuse sous forme de chaleur (dissipation non photochimique). Ce cycle s’active sous fort stress lumineux et réduit l’efficacité photosynthétique, ce que le PRI peut détecter.
Quels sont les principaux défis d’utilisation du PRI depuis des plateformes de télédétection ?
Les défis incluent :
1) La nécessité de bandes spectrales très étroites et précises (531 nm et 570 nm), non disponibles sur la plupart des capteurs à large bande ;
2) Un faible rapport signal/bruit, qui le rend sensible aux interférences atmosphériques et au bruit des capteurs ;
3) L’influence de la structure de la canopée, de la géométrie de visée et des variations diurnes ;
4) La difficulté de passer de l’échelle de la feuille à celles de la canopée et du paysage.
Comment améliorer la fiabilité des mesures de PRI ?
La fiabilité peut être améliorée en :
1) Utilisant des capteurs hyperspectraux ou des capteurs multispectraux soigneusement étalonnés dotés des bandes appropriées ;
2) Appliquant une correction atmosphérique précise et des ajustements de la fonction de distribution de réflectance bidirectionnelle (BRDF) ;
3) Mesurant sous des angles solaires et à des heures de la journée cohérents ;
4) Combinant le PRI avec d’autres indices ou modèles pour tenir compte des facteurs de confusion structurels et environnementaux.
