基于图像测算马铃薯叶面积的校正系数

在科研和生产过程中,马铃薯叶面积测定一直存在操作难度大、误差大、工作量大等问题。校正系数法是一种简便且成本较低的叶面积估测方法,获取准确的校正系数至关重要。为探索马铃薯叶面积校正系数的准确性,以‘北方009’‘大西洋’‘冀张薯12号’‘北方002’‘希森6号’为试验材料,采用数码相机拍摄技术结合图像处理技术与马铃薯叶片长宽进行相关计算得出准确校正系数。以图像处理法获得精确的马铃薯叶片面积为参照,采用各叶片长宽乘积估算叶面积校正系数(K值),采用对各叶片校正系数简单算术平均数法估算,叶面积校正系数为0.583;采用加权算术平均数法估算,叶面积校正系数为0.585;以线性回归法求得的马铃薯叶面积校正系数为0.571。试验结果比较表明,以线性回归分析获得马铃薯叶面积校正系数(K值)0.571作为系数法参数,相关系数吻合度较高,其可作为马铃薯叶面积校正系数,应用于马铃薯科学研究与生产实践。

橡胶树无性系叶面积的回归测算

为研究橡胶树无性系植株生长发育进程中叶面积变化及规模化种质资源鉴定中叶面积测定的简易方法,以20个橡胶树无性系为材料,测定各无性系叶片参数,找出合适系数回归法测算橡胶树无性系叶面积的最佳叶片参数。结果表明:干重法和叶面积仪法测定不同无性系叶面积的差异较大,两种方法相对差值较小的无性系仅9个;直尺法和叶面积仪法测定的叶长差异较大,两种方法测得的叶宽高度一致。各叶片参数相关性分析得出,直尺法测算出的叶长宽积X_(1)与其它所有叶片参数均达到了极显著正相关(P≤0.01),且与叶面积仪测定的叶面积S_(1)相关系数最大(r=0.986);其次,干重法测算的叶面积S_(2)与S_(1)相关系数在所有叶片参数中也最大(r=0.899)。选择X_(1)和S_(2)分别与S_(1)进行回归分析,得出大部分无性系X_(1)的回归决定系数都比S_(2)的更高,故在叶片规整的情况下,特别是研究植株叶片生长发育规律时,推荐使用直尺法测定的叶长宽积与叶面积仪测定的叶面积进行回归拟合。

花生叶面积指数精准快速监测方法研究

为探索适用于花生叶面积指数快速精准测量方法,基于田间调查实测数据,分别采用网格法、比叶重法、系数法、AutoCAD法以及扫描法等5种方法计算了花生不同生育时期的叶面积指数,并以基于扫描法的估算结果为对照,评价了基于其他4种监测方法估算结果的精度,并优化了系数法和比叶重法调查花生叶面积的关键技术指标。结果表明,比叶重法精度较高、监测速度较快、可操作性强,利用比叶重法监测花生叶面积指数,苗期、花针期、结荚期和饱果期叶片取样数分别为24、30、24和30片,相对误差分别为4.13%、4.07%、0.02%和0.13%,标准均方根误差为7.494%,适宜的干重比系数分别为150.00、143.26、187.58和157.20 cm^(2)/g。比叶重法是适宜于花生叶面积快速精准测量的方法。

利用叶面积指数分析气候变化下阿尔泰山泰加林的生长稳定性及其影响因素

阿尔泰山泰加林是西西伯利亚泰加林的南缘,受到全球变化的影响日益加剧,然而在气候变化背景下影响泰加林生长稳定性的关键因子尚不明确。利用叶面积指数(LAI)遥感数据,采用LAI基尼系数作为表征生长稳定性的指标,分析了1982—2018年间阿尔泰山泰加林生长稳定性的变化,并建立多元线性模型分析了气候条件及变化状况、植被生产力、植被高以及植被类型等因素的影响。结果表明:(1)阿尔泰山地区近38年间潜在蒸散量(PET)所表征的热量条件年际增加趋势显著,稳定性较低,饱和水汽压差(VPD)表征的水分条件年际变化趋势较小,泰加林生长稳定性在气候方面主要受到PET的影响;(2)泰加林生长稳定性在高海拔地区较低,低海拔地区较高,且主要受平均叶面积指数(Mean LAI)所表征的植被生产力的影响,对密林(Mean LAI>2.091)而言,生产力越大、稳定性越低,对疏林(Mean LAI≤2.091)而言,生产力越大、稳定性越高,生物因素影响甚至大于气候因素。在气候变化的影响下,稳定性较低的高海拔地区泰加林未来的生长可能会衰退,而生产力较高的泰加林承担着更多的生态系统功能,稳定性降低将导致其面临的威胁也更大。阿尔泰山泰加林作为区域重要的生态安全屏障,未来的保护应当将重心倾向于高海拔及高生产力的泰加林,以减缓气候变化对区域生态安全的影响。

基于MODIS数据的近20年海南岛叶面积指数时空变化及驱动力分析

叶面积指数(LAI)是重要的植被结构参数之一,在监测植被生长状态、评估生态系统健康以及制定环境保护政策等方面均具有重要价值。海南岛因其特殊的地理位置和气候条件,拥有丰富的植被资源,气候变化及人类活动对其影响不断加剧。因此,深入研究海南岛LAI的时空变化对于理解该地区植被状况具有重要参考意义。本研究基于2002—2022年的MOD15A2 LAI产品数据集和气象数据,利用Theil-Sen中值分析和Mann-Kendall趋势检验等方法,分析了海南岛LAI的时空分布变化及其对气候因子的响应。结果表明:1) 2002—2022年,海南岛LAI整体呈增长趋势,其中北部的增长趋势明显强于南部。这一现象与橡胶种植业的发展和南部地区旅游产业的兴起有关,表明LAI的变化与人类活动紧密相连。此外,海南岛的LAI分布呈现中部高、周边低的空间特征,与该地区的地势特征相一致。2) 2002—2022年海南岛LAI的平均变异系数为0.136,说明植被变化波动较小,表明其能保持生态平衡和一致性。3)在气候暖干化的背景下,温度上升对植被生长的促进作用存在饱和效应。海南岛北部地区的LAI与温度主要呈正相关,而南部地区主要呈负相关,降水的影响则与温度相反。以上结果表明,海南岛LAI的空间差异和时空变化主要受气候条件、地形和人类活动等多种因素的协同作用。本研究为海南岛植被保护、生态修复和气候适应性管理提供了科学依据。

利用叶面积指数和气象因子修正双作物系数估算夏玉米蒸散量

[目的]准确估算夏玉米作物蒸腾(T_(r))与土壤蒸发(E_(s))。[方法]本研究基于FAO-56推荐的双作物系数模型,应用五道沟水文实验站叶面积指数(LAI)、气象因子以及土壤水分实测数据,对模型中的基础作物系数(K_(cb))和土壤蒸发系数(K_(e))进行动态修正,并基于Penman-Monteith(P-M)模型,确定参考作物蒸散量(ET_(0)),进而估算夏玉米实际蒸散量(ET_(c)),并以2018、2019年大型蒸渗仪实测ET_(c)对估算值进行精度评价。[结果]修正后的双作物系数法估算夏玉米蒸散量较为准确,2018年夏玉米全生育期ET_(c)估算与实测的日均值分别为4.89 mm/d和4.66 mm/d,2019年分别为5.72 mm/d和5.67 mm/d。应用修正双作物系数法估算夏玉米日ET_(c)的决定系数(R^(2))、均方根误差(RMSE)、模型效率系数(E_(ns))、平均绝对误差(AAE),2018年分别为0.89、0.98 mm/d、0.86和0.73mm/d,2019年分别为0.89、0.76 mm/d、0.89和0.58 mm/d。[结论]因此,修正后的双作物系数法能够较为准确的估算夏玉米蒸散量,该研究可为淮北平原农田水分精准管理提供科学依据。

不同生育时期膜下滴灌谷子叶面积折算系数和叶面积指数的变化规律

针对吴忠市红寺堡区产业单一效益不高、水资源严重匮乏且水资源利用率不高的问题,以膜下滴灌谷子为研究对象,利用2022年试验数据研究了不同生育时期膜下滴灌谷子叶面积折算系数与叶面积指数的变化规律。结果显示:4个生育时期谷子的叶面积折算系数分别为1.42、1.50、1.53和1.50;经过验证,R 2分别为0.997、0.991、0.986和0.990;纳什效率系数E f分别为0.992、0.989、0.979和0.984,叶面积折算系数模拟结果良好。不同时期全试验区叶面积指数逐渐增长且增长率逐渐减小;灌浆成熟期叶面积指数为6.96。不同试验处理下叶面积指数整体呈现增长的趋势;J_(90)、Q_(110)、B_(110)、J_(110)、B_(130)、J_(130)与B_(150)处理生育后期均出现负增长;B_(110)、B_(130)、B_(150)处理灌浆成熟期的叶面积指数是合理的。高产灌溉制度下平均谷子产量随着叶面积指数的增加呈先减少后增加的趋势。该研究结果为谷子叶面积测量与叶面积指数及产量相关研究提供了一定参考依据。

烤烟叶面积系数与冠层反射光谱指数的定量关系

为明确烤烟叶面积系数(LAI)与冠层光谱特征之间的关系,测定了不同LAI的烤烟冠层光谱反射率,并对LAI与冠层反射光谱指数之间的定量关系进行了分析。结果表明:烤烟LAI与其冠层反射光谱中可见光波段的反射率呈负相关,与近红外波段的反射率呈显著正相关,单波段中1100nm处的反射率与LAI相关系数(r=0.816)最大;利用两波段组成的植被指数与LAI的相关系数几乎全部达到了显著水平,其中以归一化植被指数NDVI(1100,600)与LAI的相关系数(r=0.895)最大。利用该参数建立的预测LAI模型在本实验条件下有较好的预测性。

春玉米叶面积系数动态特征的密度效应

为进一步明确春玉米不同密度群体叶面积系数(LAI)特征参数的密度效应,以吉单209和郑单958为材料,于2005年和2006年在东北春玉米区(吉林)分别设置4.5～10.5万株hm?25个密度和3.0～12.0万株hm-27个密度处理试验,应用作物高产群体相对LAI动态普适模型方程y=(a+bx)/(1+cx+dx2)模拟分析不同密度对LAI动态特征参数的影响。结果表明,春玉米群体最大LAI在3.0～12.0万株hm?2范围内随密度增加呈近似直线增大趋势,而最大LAI出现的时间随密度增加而提早;将LAI数据相对化处理后,不同密度群体的LAI差异在最大LAI之后较之前表现明显,高密度群体较低密群体LAI衰减迅速。全生育期平均LAI随密度增加呈显著线性增大趋势,而平均LAI与最大LAI的比率则随密度增加呈显著线性减小趋势。密度对模拟方程各参数均有不同程度的影响,相邻密度差异不明显,间隔3.0万株hm?2的差异显著;不同参数变化趋势不同,其中参数a接近"0",受密度影响不大;b、c均随密度的增加而减小,d随密度的增加而增大。全生育期群体LAI变化速率呈"N"形变化趋势,且与群体LAI变化及生育期对应,高密度群体LAI增加及衰减的速率均大于低密度群体,拔节期和大喇叭口期为密度响应敏感期。由此可见,密度对春玉米全生育群体LAI动态具有调节作用,尤其群体LAI变化速率、最大LAI及其到达的时间、平均LAI及其与最大LAI的比率等重要特征参数对密度响应较为敏感,可作为对春玉米群体密度调控的参考指标。

玉米叶面积系数动态特征及其积温模型的建立

明确不同播期条件下,玉米关键生育期对积温的需求及叶面积系数动态和积温的关系。本研究选用早、中、晚3个熟期不同的玉米品种(益农103、先玉335和登海661)为材料,设早播(5月3日)、中播(5月28日)、晚播(6月22日)3个播种期和4个种植密度(4.5万株hm-2、6.0万株hm-2、7.5万株hm-2和9.0万株hm-2),并进行全生育期的叶面积系数动态调查和记录田间生态因素,分析其叶面积系数动态特征及积温模型。结果表明:(1)利用CurveExpert1.38软件,对3个播期玉米不同处理的相对LAI和相对积温进行动态模拟后可有6个不同型模型,其中Ration模型y=(a+bx)/(1+cx+dx2)具有很好的模拟效果和生物学意义,a值为出苗时的相对LAI值,(a+b)/(1+c+d)为成熟时相对LAI;通过对2008年的试验和另外试验的进一步验证,模拟的准确度(以k表示)均大于0.9392**,精确度(以R2表示)均大于0.9996**。(2)模型中参数a、c值在播期、密度和品种间变异很小;b、d值在播期、品种间变异较大,密度间变异很小,播期和品种主要通过调节参数b、d值实现对整个模拟模型的调控。(3)播期对全生育期的天数、平均温度、积温、平均LAI、LAI变化速率和籽粒产量均具有调节作用;随着播期的推迟,生育天数、积温、平均LAI和籽粒产量呈减少趋势,平均温度呈增加趋势;生育天数和积温表现为登海661>先玉335>益农103,籽粒产量和平均LAI表现为先玉335>登海661>益农103。

黑河流域叶面积指数(LAI)空间尺度转换

为有机地整合利用不同分辨率遥感数据获取的陆面过程以及其他相关的环境变量,尺度问题越来越受到人们的重视。选取黑河张掖绿洲区为实验研究区,利用ETM+影像反演的LAI通过升尺度转换到900m分辨率,对LAI尺度转换过程中引起的误差进行了定量分析,尝试提出一种新的基于NDVI像元分解的更有效的升尺度转换方法。研究发现非线性的升尺度算法引起的误差不超过10.5%,且误差大小与地表异质性程度正相关,而地表异质性是导致LAI尺度转化误差的主要原因,严重时可能造成45%的偏差,但纯像元LAI的计算不受尺度影响。提出的基于NDVI像元分解的LAI升尺度转换算法,分两步考虑了地表异质性问题,很好的实现了研究区30m空间精度LAI向900m的尺度转换,该方法应用于干旱、半干旱的中国西北黑河流域NASA发布的MODISLAI产品校正,取得了良好效果。

不同密度春玉米叶面积系数动态特征及其对产量的影响

研究了两个品种吉单209(JD209)、郑单958(ZD958)不同密度群体各生育期LAI动态变化特征,并分析了主要动态特征参数与产量及产量构成的关系,探讨春玉米高密度高产群体叶面积系数(Leafarea index,LAI)动态变化特征对产量的效应。结果表明:各密度群体LAI动态变化呈单峰曲线趋势,随密度增加峰值增大,相同密度下ZD958群体LAI大于JD209,表现较强的耐密性。两个品种高产的适宜密度范围是6万～9万株/hm2,群体的最大LAI在5～7;各生育期的群体LAI与密度呈显著线性正相关,其中抽雄吐丝期LAI对密度的增长率最大,分别为0.583和0.679;灌浆期群体LAI对产量的影响最大,表明此时期是产量形成的关键期。大喇叭口期LAI对穗数、穗粒数影响最大。密度是通过调控群体的LAI和穗数来影响产量构成和最终产量。

叶面积指数(LAI)的遥感定量方法综述

总结了当前遥感定量研究叶面积指数(LAI)的两种主要方法:统计模型法和光学模型法,阐述了各自的机理和研究进展,在此基础上,讨论了两种方法的优缺点及未来的发展趋势。

基于免疫进化算法(IEA)的鹤望兰(Strelitzia reginae)叶面积指数(LAI)模拟

免疫进化算法(IEA)是基于遗传算法(GA)的一种“加强局部搜索,兼顾全局搜索”的进化算法。利用免疫进化算法(IEA)对鹤望兰叶面积指数(LAI)进行模拟,平均相对误差为3·44%,取得满意的结果,对鹤望兰栽培管理有一定的实际意义。免疫进化算法用于鹤望兰叶面积指数模拟简便、易行,为鹤望兰叶面积指数模拟模型的建立及参数优化开辟了一条新途径。

不同施氮量条件下烤烟叶面积系数与冠层光谱参数的相关性

为明确氮肥施用量对烤烟叶面积系数(LAI)和冠层光谱参数的影响,测定了不同氮肥施用量条件下烤烟不同生育期的冠层光谱特征和LAI,对二者随施氮量的变化进行了分析,并利用相关分析和回归分析确定了二者的相关性。结果表明:在一定的施氮量范围内,施氮量增加对烤烟LAI有明显的促进效应,但在打顶期的效应不及团棵期和旺长期明显;一定范围内随施氮量增加,烤烟冠层光谱中可见光波段的反射率降低,而近红外波段的反射率提高;可见光范围内500,550,600,650和670 nm处反射率与LAI呈极显著负相关,近红外区域内780和800 nm处反射率与LAI呈显著正相关1,050和1100 nm处反射率与LAI呈极显著正相关,与LAI相关性最强的植被指数为NDVI(10505,50),用其构建的回归模型预测效果较好。

马铃薯叶龄和叶面积系数变化的动态模拟研究

根据5年不同方式的保护地和露地栽培田间试验,利用Oringin和SAS软件结合马铃薯生长的生物学原理,建立了马铃薯叶龄和叶面积系数变化的动态模拟模型,该方法简便,机理明确,模拟结果重演性强。本文还探讨了应用同位素示踪技术进一步发展作物群体发育的动态模拟,推进数字农业技术的途径。

栽培密度、光质、叶面积系数对非洲菊产花的影响

在日光温室无土栽培条件下,研究了密度、光质、叶面积系数对非洲菊切花产量与质量的影响。结果表明,栽培密度对花径无显著影响,但对梗长、梗径、产量的影响均极显著,30 cm×30 cm为最适栽培密度。光质与叶面积系数对非洲菊花径、梗径、梗长、产量均影响显著,经计算得工程估计最高值,红光下保持叶面积系数1.65,品种Terra sun与C lem entine 3个月产花量为11.701 5枝/株与11.828 5枝/株,花径为10.448 6 cm与10.463 63 cm,梗长为59.553 8 cm与60.739 2 cm,梗径为0.644 2 cm与0.630 2 cm。

北疆棉田叶面积系数变化动态的研究

1 996～ 1 998年对棉田叶面积系数变化动态的研究结果表明 :棉花苗期叶面积系数增长缓慢 ,初蕾期开始迅速增长 ,到盛花期达到最大值 ,盛铃期下降缓慢 ,吐絮期迅速减少。北疆高产田 ( 1 80 0～ 2 2 50 kg· hm- 2 )适宜叶面积系数为 :5叶期0 .0 98、蕾期 0 .2 68、开花期 2 .3 2 1、花铃期 3 .3 0 3、吐絮期 2 .499、9月下旬 0 .71 7。主茎叶与叶枝叶叶面积系数发生高峰期接近 ,果枝叶比主茎叶推迟 3 0 d左右。品种、地膜膜面宽度、密度、化学调控、头水与揭膜间隔天数对棉田叶面积系数均有较强的调控作用。

长宽法测定幼苗期烟草叶面积的校正系数

叶面积是评价植株生长状况的重要指标,生产上往往通过测定烟草叶片长度和宽度,乘以经验校正系数0.6345,计算烟草叶面积。为验证该校正系数是否适合于幼苗期烟草叶面积的测定,选择了烟草幼苗期246个不同大小的叶片,对用扫描计算法、复印称重法和长宽法3种方法所测定的叶面积数据进行了方差分析和线性回归分析。结果表明:(1)应用文献报道的校正系数,长宽法所测定的幼苗期烟草叶面积,显著低于扫描计算法和复印称重法;(2)幼苗期不同大小叶片,依据扫描计算法和复印称重法(除叶面积<10 cm^2)所获得的长宽法校正系数间不存在显著差异;(3)扫描计算法和复印称重法所测定的幼苗期烟草叶面积,与采用校正系数修订后的长宽法所测定的叶面积相对误差分别小于1%和2%,相关系数分别为0.9963和0.9966。据此,认为长宽法校正系数应修订为0.7075,方可准确计算幼苗期烟草叶面积。

叶面积指数(LAI)测定方法研究进展

叶面积指数(LAI)是指植物植株所有叶片单面面积总和与植株所占的土地面积的比值,能反映可用于光能截获和气体交换的植物潜在叶片面积,是研究农学、林学、生态学、气象学等学科的重要参数。本文总结了国内外测定叶面积指数的主要方法,地面测定LAI和遥感反演LAI两大类方法的研究进展,同时阐述了LAI尺度转换的问题,并对各种测定方法进行了讨论,提出了一些改进的方法。