实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法

《实验六 植物冠层分析仪测量原理与使用方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、实验六植物冠层分析仪测量原理与使用方法【实验目的】通过本实验使学生了解叶面积指数这一重要生态系统结构与功能参数，掌握目前国际上流行的叶面积指数测定仪器——植物冠层分析仪的使用方法，并以灌木林为例，在老师的指导下分组具体测定灌木林地叶面积指数。【实验原理】叶面积指数（LeafAreaIndex，LAI）是一个重要的生态系统结构参数，定义为某一树木或林分的叶片在地面上投影的总面积。叶面积指数不仅直接反映植物的生长状况，而且影响着植物的许多生物、物理过程，如光合作用、呼吸作用、蒸腾作用、碳氮循环和降水截获等。由于叶面积的指数是一个很好反映植物对于环境变化响应的指标，又与植被的光合作

2、用、蒸腾作用、水分利用及净初级生产力、碳氮循环直接相关，特别是在研究植被生产力与遥感数据的关系模型方面，叶面积指数显示了巨大的应用前景，因此，叶面积指数的快速和准确测定显得十分重要。LAI是研究从叶片水平推移到森林冠层的重要参数，是一个无量纲、随着叶子数量的变化而变化的参数。LAI值变化范围：针叶林的为0.6～16.9；落叶林为6～8；年收获的作物为2～4；绝大部分生物群系为3～19。LAI测量方法包括直接测量法和间接测量法。直接测量法通过先测定所有叶片的叶面积，再计算LAI，叶面积测量方法有求积仪测定法、称重法、方格计算法、排水法、经验公式计算法、异速生长法等。其中常用的有

3、利用叶片形状的标准形状法、根据叶面积与叶重之间关系的称重法以及利用叶面积与胸径的回归关系推算叶面积的易速生长法。因要剪下全部待测叶片，直接测量多数属于毁坏性测量，或至少会干扰冠层，叶片角度的分布，从而影响数据的质量，直接测量法费时、费力。间接测量法，利用冠层结构与冠层内辐射与环境的相互作用这一可定量耦合关系，通过测定辐射的相关数据推断冠层的结构特征，具体有顶视法和底视法。间接测量法可以避免直接测量法所造成的大规模破坏植被的缺点，不受时间的限制，获取数据量大，仪器容易操作，方便快捷，还可以测定一年中森林冠层LAI的季节变化。间接测量法常用的仪器有LAI-2000植物冠层分析仪（

4、美国LI-COR公司）、AccuPAR（美国Decagon公司）、SunScan（英国Delta-TDevices）、TRAC（陈镜明）、CI-110植物冠层图像分析仪（美国CID公司生产）等。目前最常使用的是LAI-2000植物冠层分析仪，其特点是能现场读数，快速直接测量叶面积指数，并不受光线条件限制，能在不同光照下进行测量，但测量时不需太阳直射光线照射，LAI-2000可测量不同大小的冠层，仪器轻便易携，便于野外使用，低能耗，可以在野外长时间使用，还可以连接多种辐射感应器，能同时测量PAR等。本实验主要介绍目前国内最常用的叶面积指数测定仪―LAI-2000植物冠层分析仪。

5、【实验器材】LAI-2000植物冠层分析仪一仪器组成LAI-2000由LAI-2070控制器和LAI-2050传感器两部分构成。LAI-2050传感器主要的构成部分包括：鱼眼镜头：半球型市场（74°）；反射镜：反射鱼眼镜头接收的光；滤光镜：最小化树叶散射光的贡献；系列透镜；硅光敏圆环：从中心向外分为5个环形，张开的角度分别为7°、23°、38°、53°、68°；LAI-2070控制器包含了测量和计算结果必要的电子元件和64kB的文件存储空间，以及一个可显示两个数据的液晶显示屏控制器有5个接口，其中有2个LAI-2050传感器接口（X,Y）、2个BNC接口（1,2）和1个与计算

6、机通讯用的RS-232接口。LAI-2070控制器由6个电池驱动，可持续工作260小时。除此之外，LAI-2000还有一系列的观察帽，用于在一定情况下限制传感器的视域。工具软件：基于Windows平台的FV2000软件和基于DOS的1000-90和2000-90，用于从LAI-2070控制器下载、浏览、分析数据，并计算结果。二LAI-2000测量原理当光线透过植物冠层时，由于受到叶片和枝干的阻拦，辐射强度会迅速消减。根据其消减程度就可推算出植物的叶量。LAI-2000便是依据此原理，通过测量植被冠层以上（A）和植被冠层以下（B）5个角度的透射光线，利用植被树冠的辐射转移模型,

7、计算LAI。LAI-2000测量一次至少包括10个数据：传感器置于冠层上方的5个数据和传感器置于冠层下方的5个数据。这两组数据测量时，传感器都要水平朝上放置。通过这两组相应数据相除就可计算出5个冠层透射率值。三LAI-2000测量的假设条件1叶片不透光，且无反射：假设冠层下的读值不包括任何叶片反射或透射的光线。LAI-2050探头波长范围320-490nm，过滤了波长大于490nm的光线。因为在低于490nm区域的光线受叶片反射及透射射作用最小。这使得叶簇在天空背景下是黑色的，从而满足了前题假设。2叶片