專利名稱：一種利用lai-2000冠層分析儀測量橡膠林有效葉面積指數(shù)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生態(tài)學(xué)研究領(lǐng)域，涉及一種橡膠林的生態(tài)結(jié)構(gòu)參數(shù)的測定方法，具體是一種利用LA1-2000冠層分析儀測量橡膠林有效葉面積指數(shù)的方法。
背景技術(shù)：
葉面積指數(shù)LAI (Leaf Area Index)通常指單位土地面積上所有葉片表面積的總和，或單位面積上植物葉片的垂直投影面積的總和。葉面積指數(shù)是植被冠層結(jié)構(gòu)的一個重要參數(shù)，葉面積的大小及其分布直接影響著植被的許多生物物理過程，如光合呼吸、蒸騰和降水的截獲、碳能量等，同時它也是確定陸地生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)和能量交換大小的一個重要參數(shù)。我國擁有大約100萬頃的橡膠林，準(zhǔn)確測量橡膠林葉面積指數(shù)，對實際生產(chǎn)和科學(xué)研究都具有重要的意義。目前，在地面測量植被冠層葉面積指數(shù)應(yīng)用最廣泛的儀器是LA1-2000冠層分析儀，它利用一個“魚眼”光學(xué)傳感器，通過在5個不同角度方向(7°，23°，38° , 53° , 68° )測量植被冠層上(Above Canopy Value,簡稱 A 值)和冠層下(Blow CanopyValue，簡稱B值)的輻射量計算葉面積指數(shù)。由于儀器未考慮葉片的集聚效應(yīng)，利用LA1-2000測量的葉面積指數(shù)稱為有效葉面積指數(shù)(effective LAI)。利用LA1-2000測量有效葉面積指數(shù)最理想的方法是使用兩個探頭，一個安裝在植被冠層上方測量A值，另一個測量冠層下的B值，然后根據(jù)A值和B值計算有效葉面積指數(shù)。但由于橡膠樹(Hevea brasiliensis)是多年生的高大喬木,成齡橡膠樹能達(dá)到15_20米高，甚至更高，很難在冠層上方測量A值。目前應(yīng)用最廣泛的方法是使用一個探頭的方式來測量，它假設(shè)在短暫測量時間內(nèi)太陽輻射恒定不變，先在離橡膠林最近的開闊區(qū)域測量A值，再到橡膠林下測量B值，然后以固定的A值和B值計算有效葉面積指數(shù)。由于在橡膠林中測量B值的時間一般為10-20分鐘，加上測量A值所耗時間，完整測量一個林段的A值和B值的平均時間約為半個小時。在該段時間內(nèi)，即使是非常理想的測量天氣——陰天，A值固定不變的假設(shè)并不成立，而且變化比較劇烈。因此，無論是采用B值測量之前的A值，還是B值測量結(jié)束后的A值計算有效葉面積指數(shù)，都會存在較大的測量誤差，不能真實反映橡膠林的冠層結(jié)構(gòu)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種利用LA1-2000冠層分析儀測量橡膠林有效葉面積指數(shù)的方法，解決了 LA1-2000冠層分析儀使用單個探頭模式時因使用固定A值導(dǎo)致測量結(jié)果誤差較大的問題。本發(fā)明的技術(shù)原理由于A值在整個測量過程中變化比較劇烈，如

圖1 (2012年4月26日在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院試驗農(nóng)場的橡膠林使用LA1-2000冠層分析儀測量有效葉面積指數(shù)時，儀器第一個角度環(huán)方向(7° )所記錄的A值隨時間的變化情況，測量天氣為陰天)，無論是采用B值測量開始之前的A值，還是B值測量結(jié)束后的A值，都存在很大的測量誤差。本發(fā)明假設(shè)在短暫的時間內(nèi)(小于30分鐘)，天空中的太陽輻射呈線性變化，通過記錄在待測橡膠林測量B值之前和結(jié)束之后兩個時間點的A值，可以確定A值的變化趨勢并建立A值的線性擬合方程。根據(jù)待測橡膠林中每個B值的測量時間和A值擬合方程，可以為每個B值生成一個相應(yīng)的A值，其計算公式如下:
權(quán)利要求
1.一種利用LA1-2000冠層分析儀測量橡膠林有效葉面積指數(shù)的方法，其特征在于，其步驟如下: 1)、選擇均一的漫輻射天空或較小的太陽高度角的天氣進行測量； 2)、在待測橡膠林的附近，選擇開闊地測量A值，同時記錄測量A值的方位角； 3)、根據(jù)待測橡膠林樣地面積大小，測不同數(shù)量的B值；測量路線沿橡膠林兩行帶對角線，兩個B值測量點之間距離不低于5米，同時測量B值的方位角與A值相同； 4)、橡膠林B值測量結(jié)束后，迅速返回測量A值的開闊地，以相同的方位角再次測量A值； 5)、使用FV2000或FV2200軟件導(dǎo)出實驗測量數(shù)據(jù)，保存原始測量數(shù)據(jù)； 6)、根據(jù)線性插值方程設(shè)計批量插值程序，啟動批量插值程序，打開原始測量數(shù)據(jù)進行批量插值；插值結(jié)束后將插值結(jié)果保存為與原始數(shù)據(jù)格式相同的文本數(shù)據(jù)文件；線性插值方程如下:
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:開闊地的選擇條件:以測量點為中心，以60米為半徑,鏡蓋可視角為角度的扇形區(qū)域內(nèi)無高大建筑或植被。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用LAI-2000冠層分析儀測量橡膠林有效葉面積指數(shù)的方法，是在待測橡膠林附近的開闊地先測量A值，然后在橡膠林測量B值，再迅速返回開闊地再次測量A值；使用軟件導(dǎo)出并保存原始實驗測量數(shù)據(jù)；利用兩個A值的測量時間和數(shù)值建立線性插值方程，根據(jù)每個B值測量時間插值生成相應(yīng)A值；保存插值結(jié)果，應(yīng)用FV2200計算有效葉面積指數(shù)。本發(fā)明設(shè)計在短暫時間內(nèi)天空太陽輻射呈線性變化，根據(jù)待測橡膠林的A值建立線性插值程序，為每個B值生成一個相應(yīng)的A值，解決了LAI-2000冠層分析儀使用單個探頭模式時因使用固定A值導(dǎo)致測量結(jié)果誤差較大的問題，測量結(jié)果誤差小，能更好地反映橡膠林植被冠層結(jié)構(gòu)信息。
文檔編號G01B11/28GK103075980SQ20121058196
公開日2013年5月1日 申請日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者陳幫乾, 吳志祥, 謝貴水, 管利民, 蘭國玉, 王紀(jì)坤, 陶忠良 申請人:中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院橡膠研究所