[发明专利]一种利用LAI-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法

说明书

技术领域

本发明属于生态学研究领域，涉及一种橡胶林的生态结构参数的测定方法，具体是一种利用LAI-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法。

背景技术

叶面积指数LAI（Leaf Area Index）通常指单位土地面积上所有叶片表面积的总和，或单位面积上植物叶片的垂直投影面积的总和。叶面积指数是植被冠层结构的一个重要参数，叶面积的大小及其分布直接影响着植被的许多生物物理过程，如光合呼吸、蒸腾和降水的截获、碳能量等，同时它也是确定陆地生态系统物质和能量交换大小的一个重要参数。

我国拥有大约100万顷的橡胶林，准确测量橡胶林叶面积指数，对实际生产和科学研究都具有重要的意义。目前，在地面测量植被冠层叶面积指数应用最广泛的仪器是LAI-2000冠层分析仪，它利用一个“鱼眼”光学传感器，通过在5个不同角度方向（7o，23o，38o，53o，68o）测量植被冠层上（Above Canopy Value，简称A值）和冠层下（Blow Canopy Value，简称B值）的辐射量计算叶面积指数。由于仪器未考虑叶片的集聚效应，利用LAI-2000测量的叶面积指数称为有效叶面积指数（effective LAI）。

利用LAI-2000测量有效叶面积指数最理想的方法是使用两个探头，一个安装在植被冠层上方测量A值，另一个测量冠层下的B值，然后根据A值和B值计算有效叶面积指数。但由于橡胶树(Hevea brasiliensis)是多年生的高大乔木，成龄橡胶树能达到15-20米高，甚至更高，很难在冠层上方测量A值。目前应用最广泛的方法是使用一个探头的方式来测量，它假设在短暂测量时间内太阳辐射恒定不变,先在离橡胶林最近的开阔区域测量A值，再到橡胶林下测量B值，然后以固定的A值和B值计算有效叶面积指数。由于在橡胶林中测量B值的时间一般为10-20分钟，加上测量A值所耗时间，完整测量一个林段的A值和B值的平均时间约为半个小时。在该段时间内，即使是非常理想的测量天气——阴天，A值固定不变的假设并不成立，而且变化比较剧烈。因此，无论是采用B值测量之前的A值，还是B值测量结束后的A值计算有效叶面积指数，都会存在较大的测量误差，不能真实反映橡胶林的冠层结构信息。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种利用LAI-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法，解决了LAI-2000冠层分析仪使用单个探头模式时因使用固定A值导致测量结果误差较大的问题。

本发明的技术原理：由于A值在整个测量过程中变化比较剧烈，如图1（2012年4月26日在中国热带农业科学院试验农场的橡胶林使用LAI-2000冠层分析仪测量有效叶面积指数时，仪器第一个角度环方向（7o）所记录的A值随时间的变化情况，测量天气为阴天），无论是采用B值测量开始之前的A值，还是B值测量结束后的A值，都存在很大的测量误差。本发明假设在短暂的时间内（小于30分钟），天空中的太阳辐射呈线性变化，通过记录在待测橡胶林测量B值之前和结束之后两个时间点的A值，可以确定A值的变化趋势并建立A值的线性拟合方程。根据待测橡胶林中每个B值的测量时间和A值拟合方程，可以为每个B值生成一个相应的A值，其计算公式如下：

Aij=Aej-Asjte-ts(ti-ts)+Asj]]>