专利名称：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
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LA1-2000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LA1-2000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(7°，23°，38° , 53° , 68° )测量植被冠层上(Above Canopy Value,简称 A 值)和冠层下(Blow CanopyValue，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LA1-2000测量的叶面积指数称为有效叶面积指数(effective LAI)。利用LA1-2000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LA1-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法，解决了 LA1-2000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LA1-2000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(7° )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:
权利要求
1.一种利用LA1-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法，其特征在于，其步骤如下: 1)、选择均一的漫辐射天空或较小的太阳高度角的天气进行测量； 2)、在待测橡胶林的附近，选择开阔地测量A值，同时记录测量A值的方位角； 3)、根据待测橡胶林样地面积大小，测不同数量的B值；测量路线沿橡胶林两行带对角线，两个B值测量点之间距离不低于5米，同时测量B值的方位角与A值相同； 4)、橡胶林B值测量结束后，迅速返回测量A值的开阔地，以相同的方位角再次测量A值； 5)、使用FV2000或FV2200软件导出实验测量数据，保存原始测量数据； 6)、根据线性插值方程设计批量插值程序，启动批量插值程序，打开原始测量数据进行批量插值；插值结束后将插值结果保存为与原始数据格式相同的文本数据文件；线性插值方程如下:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于:开阔地的选择条件:以测量点为中心，以60米为半径,镜盖可视角为角度的扇形区域内无高大建筑或植被。
全文摘要
本发明涉及一种利用LAI-2000冠层分析仪测量橡胶林有效叶面积指数的方法，是在待测橡胶林附近的开阔地先测量A值，然后在橡胶林测量B值，再迅速返回开阔地再次测量A值；使用软件导出并保存原始实验测量数据；利用两个A值的测量时间和数值建立线性插值方程，根据每个B值测量时间插值生成相应A值；保存插值结果，应用FV2200计算有效叶面积指数。本发明设计在短暂时间内天空太阳辐射呈线性变化，根据待测橡胶林的A值建立线性插值程序，为每个B值生成一个相应的A值，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，测量结果误差小，能更好地反映橡胶林植被冠层结构信息。
文档编号G01B11/28GK103075980SQ20121058196
公开日2013年5月1日 申请日期2012年12月27日 优先权日2012年12月27日
发明者陈帮乾, 吴志祥, 谢贵水, 管利民, 兰国玉, 王纪坤, 陶忠良 申请人:中国热带农业科学院橡胶研究所