SunScan冠层分析仪在测量大豆叶面积指数中的应用

SunScan冠层分析仪是一种利用间接测量法观测叶面积指数（LAI）的仪器，通过给定反映植被几何特征的椭球体叶倾角分布参数（ELADP），测量透射率获得LAI。于2005、2006年在黑龙江省嫩江县鹤山农场布设大豆试验地，通过比较LI-3100叶面积仪直接测量的LAI和SunScan冠层分析仪间接测量的LAI，得出ELADP率定结果，并验证了SunScan冠层分析仪测量LAI的精度。结果表明：用SunScan测量大豆冠层LAI时，ELADP取值为4．0；设定该参数后，SunScan测量的LAI与LI-3100测量结果一致，二者拟合的线性回归方程显著；随生长季叶面积的变化，SunScan测量误差略有变化；播种后50～85d，Sun—Scan观测值偏低7．2％，播种96d以后观测值偏高12．5％，播种后85～96d与LI-3100观测值十分接近，误差只有2．0％；经过参数率定后的SunScan测量LAI效果较好。

Sunscan冠层分析仪在测量小麦叶面积指数中的应用

Sunscan冠层分析仪可以间接测量叶面积指数，具有简单快捷，对植物无损伤的特点，但是，受田间因素影响，Sunscan冠层分析仪测定的植物叶面积指数与传统手测方法测定的叶面积指数有一定的差异，本研究在大田情况下，通过与传统手测叶面积进行比较，分析Sunscan冠层分析仪在小麦叶面积测定中的可行性。结果表明，Sunscan冠层分析仪测定的叶面积指数与传统方法测定的叶面积指数有很好的相关性（r^2=0．59-0．86）。随着小麦生育进程发展，两者的相关性有下降的趋势，主要因为小麦生育后期，冠层枯黄叶片影响Sunscan冠层分析仪的测定数据，导致测定结果偏大；而叶片之间的遮蔽对两者相关性并没有显著影响。因此，在实际的测量过程中，通过抬高底端的测量位置可以减小枯黄叶片对测量的影响。

LAI-2000冠层分析仪在不同植物群体光分布特征研究中的应用

目的寻求快速准确确定各种农林植物冠层透光率及其随时间变化规律的方法,以及通过冠层分析确定农林植物冠层消光系数的方法。方法应用LAI-2000冠层分析仪和LI-1400数据采集器连接LI-190、LI-191传感器,测定了高秆作物(玉米)、矮秆作物(大豆)和林木群体(楸树、白蜡、栾树苗圃幼林冠层)的LAI、叶倾角、冠层开度及群体透光率。结果(1)LAI-2000测得的冠层开度,与全天群体透光率相关非常密切。相关系数达0.9308,回归直线的截距为0.015,接近于0,斜率为1.0668,接近于1。所以,完全可以使用冠层开度估计透光率。阴天比晴天估计效果更好。(2)用实测的LAI和群体透光率,准确计算出了农林植物群体的消光系数。消光系数有明显的日变化,玉米冠层一日中出现两个极大值,中午最低。结论LAI-2000冠层分析仪能给出群体内不同天顶角方向的天空开度,能更详细地表达植物群体结构特征;群体内某一点的冠层开度与该点的冠层透光率在数值上几乎相等,所以冠层内透光率测定不再需要冠层上下同时测光计算,而直接由测冠层开度得到;LAI-2000无损测定冠层LAI,可用于计算群体消光系数,文中所计算的消光系数,处在文献报道的正常范围。

2种植物冠层分析仪测量夏玉米LAI结果比较分析

为分析两种常用植物冠层分析仪测量玉米叶面积指数的误差规律,为减少玉米叶面积指数测量误差提供依据。使用LAI-2000、Sunscan两种主流植物冠层分析仪测量夏玉米不同生育期LAI,并将测量值与LI-3000C叶面积仪实测值比较。研究发现:当玉米LAI<1时,LAI-2000测量结果高于实际值,Sunscan测量结果与实际值无显著差异;1<LAI<2时,LAI-2000测量结果与实际值无差异,Sunscan测量值低于真实值;玉米LAI>2时,两种冠层分析仪测量结果均低于实际叶面积指数;不同LAI范围内,LAI-2000、Sunscan测量值与实际值的相关系数不同,最高可达0.9778和0.9637。不同植物冠层分析仪在玉米不同LAI条件下有不同的测量误差规律;使用经验模型校正仪器测量值,应分不同范围的玉米LAI值进行。

冠层分析仪在板栗冠层光辐射特征研究中的应用

采用WinsCanopy 2006a冠层分析仪测定燕山地区迁西县23个典型的板栗园115棵板栗树的冠层光辐射参数,通过计算获得光合有效辐射(PAR)透过率与消光系数K,并对各参数进行相关性分析。同时采用LI-3000C叶面积仪测定叶面积指数(LAIdi),与冠层分析仪提供的方法测定的叶面积指数(LAIin)进行相关性比较。结果表明:(1)板栗冠层光辐射参数中,林隙分数、开度和叶面积指数与冠下总辐射和定点因子显著相关,并且不同树体间差异较大,表明林隙分数、开度、叶面积指数对板栗冠层光截获能力影响较大,而平均叶倾角与冠层光辐射其他参数无显著相关性。(2)叶面积指数LAI(Ellips)-Lin与LAIdi呈显著相关,相关系数为0.893(P<0.05),表明采用冠层分析仪提供的LAI(Ellips)-Lin方法测定板栗叶面积指数具有较高的可靠性。(3)PAR透过率和消光系数K的最小值分别达到0.666和0.037,说明板栗冠层光截获能力较强。因此,修剪对板栗冠层结构的调控非常必要,冠层分析仪在板栗冠层光辐射特征研究中的应用前景广阔。

SUNSCAN冠层分析系统在农田生态系统观测中的应用

在夏玉米实验田对英国Delta公司生产的SUNSCAN冠层分析系统进行了实地验证,观察其对冠层上下PAR、LAI等生态指标的观测状况。结果表明:该系统可同步实现冠层顶部入射PAR、冠层底的TPAR、LAI及入射PAR中散射辐射占的比例等多项生态指标的测量,克服了以往仪器观测的繁琐及时间上的不同步性,其中对LAI的多样本无损伤性观测较传统方法更具有代表性;自动记录观测具有动态监测太阳总辐射的日变化功能,该系统最佳观测时段是上午9∶00～11∶00和下午13∶00～15∶00。SUNSCAN冠层分析系统是一种高效、轻便的测量工具,具有较大的应用潜力。

基于光谱学原理的无损式作物冠层分析仪

设计了可以对作物氮含量进行实时监测的作物冠层分析仪。分析仪由传感器与控制器组成,通过无线方式进行数据传输。传感器包含光学部分和电路部分,光学部分包含4个光学通道和光电探测器,其中2个通道分别在610 nm与1220 nm处测量太阳辐射光,而另外2个通道在同样的2个波段上测量作物冠层的反射光;电路部分主要由电源、放大单元和无线传输模块组成。控制器内除了无线传输模块外,周边还集成了键盘、液晶显示、数据存储和上传等功能模块。详细阐述了仪器的硬件设计和软件设计。标定实验显示光学部分工作稳定,无线传输性能好。与Quality Spec高光谱仪进行的田间对比实验也取得了较好的效果,相关系数达到0.52。

利用数字植物冠层图象分析仪测定南亚热带森林叶面积指数的初步报道

介绍了当今较先进的数字植物冠层图象分析仪的理论基础、实际应用的特点 ,测定了南亚热带丘陵地区 8种森林类型 (包括人工林和自然次生林 )的叶面积指数、太阳直射透过系数等群落冠层特征 ,同时测定一由荒坡草地自然发育而成的灌木草坡群落的叶面积指数。根据测定数据比较分析了不同人工林群落 1 1a发展这些特征的变化 ,并与次生自然林的测定数据进行比较 ,同时还对 1 1a与 1 4a树龄马占相思林林冠变化进行比较分析。

采用LAI-2000植物冠层分析仪观察桑树生长变化及测算桑叶产量

利用LAI-2000植物冠层分析仪对田间生长桑树进行生长过程观察及桑叶产量测定，结果显示：桑树收获条桑后的2个月内，当叶面积指数（LAI）〈1．0时桑树的生长非常缓慢，当LAI〉1．0之后，桑树的生长速度大大加快，直至LAI达到最大值6．0，LAI值越大桑园透光率（DIFN）越小，但两者不呈简单的线性关系；随着桑树的生长，叶片的倾斜角度基本保持36°～45°，绝大多数集中在42°左右。于桑园LAI不同的3个时期测算的桑叶产量与实际产量相比，误差分别为-8．6％、-8．5％和＋1．5％，认为采用该分析仪测算桑叶产量具有方便、快速且无损桑树生长的特点。

基于两种冠层分析仪的桉树叶面积指数测算

以13个月生的尾巨桉林分为研究对象,对比了HemiView和TRAC两种冠层分析仪在测定叶面积指数时相对于实际测定的叶面积指数的差异,结果显示HemiView测定值<TRAC测定值<实测值,并分别对两种冠层分析仪的测定结果与实际测定结果进行回归分析和模型验证,得出二次曲线为最好的回归模型,二者的回归模型分别为y=7.988-14.547 x+8.338 x2和y=4.613-5.101 x+2.192 x2,拟合度分别为0.952和0.973。

基于冠层分析仪的冬小麦叶面积指数测算及模拟

为了精确模拟小麦群体生长发育过程,利用SUNSCAN冠层分析仪测定大田冬小麦叶面积指数,通过变换Logistic曲线修正方程拟合冬小麦返青至成熟期的叶面积指数,从而建立估算冬小麦叶面积指数的半经验公式。通过模拟值和实测值的比较,相关系数0.954 2,达到显著水平(p<0.05),表明该方法能有效测算、模拟局地作物叶面积指数的动态变化。

次郎柿冠层受光特性分析

运用ACCUPAR LP-80冠层分析仪对果园两种密度下"次郎"柿冠层光学特性进行测定,结果表明,树冠不同高度和方位在一天内的光合有效辐射呈单峰曲线变化,且各个部位和方位的光合有效辐射在一天中的最大值和出现的时间差别很大,而同一密度下柿树的各个部位和方位光合有效辐射在一天4个时间段的显著变化情况也是不一致的。天顶角﹑叶态分布参数在同一地区基本没有变化,对有效辐射值基本没有影响,而果园密度﹑行向对有效辐射值影响比较大。

晋西地区不同树龄富士苹果树群体冠层结构特征研究

【目的】探讨苹果树群体在生长过程中冠层结构的变化特征及其影响。【方法】以山西省吉县东城乡3～20年生富士苹果树为试材,每种树龄群体选择12株样树,使用LAI-2000冠层分析仪,对其叶面积指数(LAI)、冠层开度(DIFN)、平均叶倾角(MTA)、消光系数(K)等冠层参数进行测算,同时测定干周粗、树高、冠幅、枝下高、冠高和郁闭度等果树形态指标,然后对不同树龄富士苹果树群体的冠层参数及其形态指标进行对比分析。【结果】随着树龄的增加,苹果树群体的DIFN不断减小,从0.89下降到0.09;LAI逐渐增加,从0.29增加到3.54;MTA的变化总体呈下降趋势,但是8和12年生的苹果树群体MTA又呈上升趋势,MTA与树冠的5个天顶角关系密切,当两者角度接近时,该天顶角方向上的太阳光线入射较多;K逐渐增加,从0.38增加到0.68。【结论】综合冠层结构参数来看,3～10年生苹果树群体内透光、通风状况良好,其中3～8年生苹果树群体DIFN在0.4以上,LAI小于1.5,MTA在30°以上,K小于0.4;10年生苹果树群体整体长势好,DIFN为0.28,LAI为2.17,MTA为26°,K为0.59,这种冠层结构有利于群体发展;12年以上苹果树群体DIFN在0.2以下,K增加到0.6以上,群体内部光照少,通风差;而20年生苹果树群体DIFN不足0.1,LAI高于3.5,MTA为8°,K接近0.7,此时群体长势差,果树群体外围郁闭,内部光秃。同时,当冠层天顶角与MTA角度相近时,该天顶角方向的冠层开度较大,可根据不同树龄MTA的特征,并结合当地太阳高度角的变化特征,来进行果树修剪,控制树冠张开的角度。

水分胁迫对冬小麦冠层结构及光合特性的研究

冬小麦在不同的水分条件下有不同的表现形式,主要利用CI110植物冠层结构分析仪研究在不同时期的水分胁迫条件下,冬小麦的冠层结构形状的变化。研究结果表明:不同时期进行水分胁迫的处理在冠层光分布中有明显的差异,干旱处理和水分胁迫的处理的叶面积指数小于其它处理,消光系数、叶倾角、散射辐射的穿透系数和直接辐射的穿透系数则大于其它处理;随着时间的变化,冬小麦冠层内的光分布参数在不同水分处理间的差异变的越来越小;光合特性也有明显的差异,干旱处理和水分胁迫处理的光合特性明显低于其它处理的水平;不同时期水分胁迫处理对植株叶片的影响主要集中在植株的中部。

水稻冠层叶片SPAD数值变化特征及氮素营养诊断

建立水稻Oryza sativa氮营养诊断模型,实时反映水稻植株氮素营养状况,对水稻田间管理至关重要。于2015年在浙江省德清市开展田间试验,选择‘甬优538’‘Yongyou 538’和‘秀水134’‘Xiushui 134’作为代表品种,设置5个施氮水平0(N0),70.0(N1),140.0(N2),210.0(N3),280.0(N4)kg·hm-2,通过研究不同施氮水平下2个水稻品种冠层叶片作物分析仪器开发值(SPAD)变化规律,探究5个不同施氮水平下植株氮质量分数的变化趋势,并利用归一化SPAD指数(INDSPAD14)估算植株氮质量分数。结果表明:顶4叶相较其他叶片更能指示水稻植株氮质量分数,归一化SPAD指数与N0~N4所有不同施氮量组别之间冠层叶片氮质量分数呈显著正相关(P<0.05),‘甬优358’水稻品种决定系数为0.69~0.96,‘秀水134’品种决定系数为0.64~0.94。该指数可以对水稻冠层叶片氮质量分数快速估测。

树形冠层对早酥梨的影响

据《果树学报》2016年第9期《不同树形冠层结构对“早酥”梨产量和品质的影响》（作者赵明新等）报道，为探讨早酥梨适宜栽培树形及树体结构。以不同树形早酥梨为试材。应用CI-110冠层分析仪和树体调查法对比研究3种树形树体枝类组成和冠层结构对果实产量和品质的影响。

利用冠层分析仪测算苹果园叶面积指数及其可靠性分析

以山东省苹果主产区成龄密植园、间伐园和疏枝园苹果树为材料,利用方框取样法(直接法,di)和冠层分析仪法(间接法,in)分别测定了叶面积指数(LAI)。结果表明:冠层分析仪法与方框取样法测量的LAI平均值分别为3.0±0.2和4.3±0.2,前者比后者平均低30.2%,且随着LAI增加,二者相差增大。密植园、间伐园和疏枝园相应偏低32.0%、35.5%和25.0%。统计分析表明,LAIdi与LAIin相关性极显著,密植园、间伐园和疏枝园中的相关系数(r)分别为0.91、0.89和0.92。把冠层分析仪鱼眼摄像头最外圈去掉(平均视天顶角为68o)LAIdi与LAIin之间相差在13%以内,校正后密植园、间伐园和疏枝园中二者的相关系数(r)分别为0.93、0.93和0.94。尽管方框取样法和冠层分析仪法测量的LAI具有极显著的相关性,但冠层分析仪法的测值偏低,因此,在应用冠层分析仪估计苹果园的LAI时,要改进冠层分析仪的测量方法,并利用方框取样法测得的结果对其进行校正,以便提高准确性。在本研究中,密植园、间伐园和疏枝园内冠层分析仪的校正系数分别为1.3004、1.2077和1.1762。

春大豆叶面积指数与产量的空间变异性及相关分析

对春大豆叶面积指数(LAI)和产量的空间变异性及相关性进行分析,以便进一步指导春大豆的精细种植。为此,以晋大74号大豆为研究对象,用DGPS定位系统按7m×7m网格共布54个点,利用SunScan冠层分析系统采集此大豆开花结荚期的LAI,用估测法测定产量;运用地统计学原理对LAI和产量的空间变异性进行分析并建立它们的半方差函数模型,并进一步分析了两者之间的相关关系。结果表明,所测LAI和产量均具有中等变异性,变异函数模型均为球状模型,且均具有中等空间自相关性;产量与LAI呈抛物线关系,正相关性达显著水平,说明大豆高产群体存在适宜的叶面积指数范围,可以通过对叶面积指数的科学调控,使一定尺度范围内的春大豆产量获得全面提高。

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。

光学仪器法测定叶面积指数季节变化的误差分析

【目的】以黑龙江凉水国家级自然保护区人工林地为研究区,探讨影响间接法（光学仪器法）测定森林叶面积指数（LAI）季节变化精度的因素,为更准确地运用该方法测定LAI提供科学依据。【方法】以红松人工林和兴安落叶松人工林为研究对象,利用直接法和半球摄影法（DHP）及LAI-2000植物冠层分析仪2种间接法测定其LAI季节变化（5—10月）,并研究光学仪器法测定LAI精度的误差源（木质部、冠层水平上的集聚效应、簇内集聚效应和自动曝光设置）产生偏差的季节性变异。【结果】对于红松人工林,DHP和LAI-2000在不同时期测定的LAI均低于直接法测定值,分别低估55%-68%和19%-35%;对于兴安落叶松人工林,DHP和LAI-2000在大部分时期低于直接法测定值,但在叶凋落后期均高于直接法测定值。不同误差源的校正参数及其对光学仪器法产生的偏差均存在明显的季节性差异。对于红松人工林,不同时期所有误差源产生的总偏差分别平均解释DHP,LAI-2000与直接法测定的LAI间差异的84%和79%。对于兴安落叶松人工林,利用Photoshop（PS）法校正木质部产生误差的情况下,不同时期所有误差源产生的总偏差对DHP、LAI-2000与直接法测定的LAI间差异的平均解释率分别为80%和65%,而利用背景值法校正木质部产生误差时,相应的平均解释率均低于5%。【结论】2种针叶林内,经过校正后DHP均比LAI-2000更适于测定LAI的季节变化;同时利用PS法校正2种光学仪器法在测定LAI季节变化时木质部产生误差的效果优于背景值法。