马尾松林叶面积指数季节动态的测定

【目的】评价光学仪器法测定马尾松林叶面积指数(LAI)的精度,为准确监测马尾松林LAI季节动态提供技术支持。【方法】以凋落物法测定值代表马尾松林真实的LAI,对展叶调查、异速生长方程法和光学仪器法(半球摄影法和LAI-2200植物冠层分析仪)获取的马尾松林LAI季节动态进行评估,并量化不同因素包括集聚指数(ΩE)、木质比例(α)和针簇比(γE)对光学仪器测定值的影响。【结果】马尾松林内主要树种的平均叶寿命为1.53~1.94,比叶面积(SLA)差异较大(99.15~278.33 cm^(2)/g)。不同方法测定马尾松林LAI的季节动态均呈单峰形变化模式,且在7月达到峰值。在各调查时期,凋落物法的测定值与异速生长方程法的测定值差异不显著。半球摄影法测定的有效叶面积指数(Le)比凋落物法、异速生长方程法的测定值分别低估了49%~64%和47%~61%;LAI-2200植物冠层分析仪法测定的Le低估了25%~44%和20%~42%。半球摄影法测定的Le经自动曝光、α、ΩE及γE校正后,精度明显提高,比凋落物法、异速生长方程法平均低估了8%和5%;LAI-2200植物冠层分析仪法测定的Le经α、ΩE及γE校正后,其精度大幅度提高,比凋落物法、异速生长方程法平均低估了6%和2%。【结论】考虑影响光学仪器法测定LAI的因素后,半球摄影法和LAI-2200植物冠层分析仪法测定的LAI精度得到明显提高,表明两种光学仪器法均能相对准确地测定马尾松林LAI的季节动态,可为不同区域马尾松林LAI季节动态的研究提供方法参考。

不同林龄马尾松人工林叶面积指数的测定

【目的】以评估光学仪器法测定马尾松人工林叶面积指数(LAI)的精度、量化不同因素的影响,以异速生长方程法测定LAI为参考合理校正光学仪器法测量值,为马尾松林LAI的精准测定提供技术支持。【方法】以贵州省黔中地区马尾松人工幼龄林(8 a)、中龄林(13 a)、近熟林(22 a)及成熟林(30 a)为对象,采用半球摄影(Digital hemispherical photography,DHP)和LAI—2200植物冠层分析仪(LAI—2200)两种光学仪器法估测林冠LAI,量化木质比例(Woody-to-total area ratio,木质部面积占叶片和木质部总面积的比例)、集聚指数(Clumping index,冠层水平上的集聚效应)和针簇比(Needle-to-shoot area ratio,簇内水平上的集聚效应,即针叶面积与样簇面积比)对光学仪器测定值的影响。同时以异速生长方程法测定值为参考,评估和校正两种光学仪器法测定LAI的精度。【结果】马尾松针簇比为1.51~1.70,随着林龄的增大呈显著增大趋势(P<0.05);木质比例在0.01~0.14之间,表现为幼龄林<成熟林<近熟林<中龄林;幼龄林的集聚指数最小(0.79),且与其他林龄的值存在显著差异(P<0.05)。马尾松人工林的LAI随林龄增大呈单峰型变化,DHP测定的有效LAI比异速生长方程法测定值平均低估50%(42%~56%),LAI—2200测定的有效值比异速生长方程法测定值平均低估41%(37%~49%)。DHP测的有效LAI经木质比例、集聚指数和针簇比校正后,精度明显提高,但仍比异速生长方程法测定值低估3%~31%;LAI—2200测的有效LAI经校正后,精度大幅度提高,与异速生长方程法测定值的差异小于10%。异速生长方程法测定LAI与光学仪器法测定值的线性回归关系显著(P<0.01),0.43<R^(2)<0.70,0.41<RMSE<0.83。【结论】基于异速生长方程法和两种光学仪器法(DHP和LAI—2200)构建的回归方程适用于马尾松人工林有效LAI的校正,而合理量化木质比例、集聚效应及针簇比等误差源是提高光学仪器测定LAI精度的关键。

自动曝光对半球摄影法测量叶面积指数及其季节变化的影响

自动曝光是影响半球摄影法(DHP)测量叶面积指数(LAI)精度的重要误差源之一.本研究基于小兴安岭地区的阔叶红松林、白桦次生林、红松人工林和兴安落叶松人工林,利用DHP和LAI-2200植物冠层分析仪分别测量6—9月每个月中旬的LAI,首先比较两种方法测量LAI的差异性,再检验森林类型和测量时期对建立两种方法测定值间的相关关系是否存在显著影响,最后构建适于校正不同森林类型不同时期自动曝光对DHP测量LAI产生误差的经验模型.结果表明:4种森林类型4个时期内,在自动曝光设置下DHP测量的LAI比LAI-2200测量值低估20%～49%;森林类型对构建两种方法测量LAI值的经验模型不存在显著影响,而测量时期存在显著影响.本研究构建的A、B两种分类经验模型,分别适用于校正4种森林类型在6和9月、7和8月DHP测量的LAI.经分类经验模型校正后,DHP测量4种森林类型4个时期的LAI值提高了45%～79%,测量精度可提高到83%～94%.通过DHP和LAI-2200测量LAI值间的经验模型,可有效校正自动曝光对DHP测量LAI的影响,极大地提高其测量精度,为使用DHP快捷、高效地测量不同森林类型的LAI及其季节动态提供技术支持.