Eine genaue Schätzung des Blattflächenindex (LAI) ist entscheidend für viele Modelle von Material- und Energieflüssen innerhalb von Pflanzenökosystemen und zwischen einem Ökosystem und der atmosphärischen Grenzschicht. Daher waren drei Methoden (Wurffallen, Nadeltechnik und PCA) zur präzisen LAI-Messung im vorgestellten Protokoll enthalten.
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Methodenartikel
Leaf Area Index Estimation mit drei unterschiedlichen Methoden in reinen Laubständen
In diesem Artikel
Zusammenfassung
Zusammenfassung
Genaue Schätzungen des Blattflächenindexes (LAI), definiert als die Hälfte der gesamten Blattfläche pro Einheit horizontaler Bodenfläche, sind entscheidend für die Beschreibung der Vegetationsstruktur in den Bereichen Ökologie, Forstwirtschaft und Landwirtschaft. Daher wurden Verfahren von drei kommerziell eingesetzten Methoden (Wurffallen, Nadeltechnik und Pflanzendachanalysator) zur Durchführung der LAI-Schätzung Schritt für Schritt vorgestellt. Spezifische methodische Ansätze wurden verglichen und ihre aktuellen Vorteile, Kontroversen, Herausforderungen und Zukunftsperspektiven wurden in diesem Protokoll diskutiert. Wurffallen gelten in der Regel als Referenzwert. Sowohl die Nadeltechnik als auch der Pflanzenkronenanalysator (z.B. LAI-2000) unterschätzen häufig LAI-Werte im Vergleich zur Referenz. Die Nadeltechnik ist einfach in Laubständern zu verwenden, wo sich der Wurf jedes Jahr vollständig zersetzt (z.B. Eichen- und Buchenständer). Eine Kalibrierung auf Deriszfallen oder direkten zerstörerischen Methoden ist jedoch erforderlich. Der Pflanzenkronenanalysator ist ein häufig verwendetes Gerät zur Durchführung von LAI-Schätzungen in Ökologie, Forstwirtschaft und Landwirtschaft, unterliegt aber potenziellen Fehlern aufgrund von Laubklumpen und dem Beitrag von Holzelementen im Sichtfeld (FOV) des Sensors. Die Beseitigung dieser potenziellen Fehlerquellen wurde diskutiert. Der Pflanzenkronenanalysator ist ein sehr geeignetes Gerät zur Durchführung von LAI-Schätzungen auf hoher räumlicher Ebene, zur Beobachtung einer saisonalen LAI-Dynamik und zur Langzeitüberwachung von LAI.
Einleitung
LAI, definiert als die Hälfte der gesamten Blattoberfläche pro Einheit der horizontalen Bodenfläche1, ist eine Schlüsselvariable, die in vielen biogeophysikalischen und chemischen Austauschmodellen verwendet wird, die sich auf Kohlenstoff- und Wasserflüsse konzentrieren2,3, 4. LAI ist direkt proportional zur aktiven Oberfläche von Blättern, wo es die Primärproduktion (Photosynthese), Transpiration, Energieaustausch und andere physiologische Eigenschaften im Zusammenhang mit einer Reihe von Ökosystemprozessen in Pflanzen antreibt Gemeinden
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Protokoll
1. LAI geschätzt mit Wurffallen
- Führen Sie zunächst eine Felduntersuchung durch, bei der die Standortbedingungen und die Struktur der untersuchten Bestände (d. h. Neigung und Exposition des Hanges, Wald- oder Vegetationstyps, Wald- oder Vegetationsdichte, Homogenität des Baumkronenverschlusses, der Krone, Größe und die Kronenbasishöhe).
- Wählen Sie einen geeigneten Wurffalle-Typ für die Positionierung unter dem Vordach, indem Sie die Maschenöffnung des Netzes basierend auf der Größe des Assimilationsgeräts der untersuchten Steinen wählen(d. h. die Maschenöffnung muss kleiner sein als die Größe der erfassten Assimilation Gerät), dan....
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Ergebnisse
Die durchschnittlichen LAI-Werte auf Standebene aller untersuchten Stände in der Vegetationsperiode 2013 sind in Abbildung 8dargestellt. Auf allen Parzellen außer A wurden die höchsten Werte durch Wurffallen gemessen, die als Referenzwert dienen. Im Gegensatz dazu wurde der höchste mittlere LAI-Wert durch die Nadeltechnik auf Plot A geschätzt. Alle Unterschiede zwischen den mit Wurffallen und einem Pflanzenkronenanalysator geschätzten LAI-Werten waren nicht signifikant (p > 0,05;
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Diskussion
Wurffallen gelten als eine der genauesten Methoden zur Ausführung der LAI-Schätzung8, aber sie sind arbeitsintensiver und zeitaufwändiger als die indirekten Methoden35,64, die in dieses Protokoll aufgenommen wurden. Innerhalb des gesamten LAI-Schätzverfahrens mit Wurffallen ist eine genaue Schätzung der SLA der kritischste Punkt10, da die SLA je nach Pflanzenart65,Datum und Jahr, Dauer der Fa.......
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Offenlegungen
Die Autoren haben nichts zu verraten. Die repräsentativen Ergebnisse wurden aus dem Artikel "J", Haninec P, Pokorna R (2018) Leaf Area Index verwendet, der durch direkte, halbdirekte und indirekte Methoden in europäischen Buchen- und Sycamore-Ahornbeständen geschätzt wird. Journal of Forest Research. doi: 10.1007/s11676-018-0809-0 (Online-Version) basierend auf der freundlichen Genehmigung der Redaktion des Journal of Forestry Research.
Danksagungen
Wir sind der Redaktion des Journal of Forestry Research dankbar, dass sie uns ermutigt und ermächtigt hat, die repräsentativen Ergebnisse dieses Protokolls aus dem dort veröffentlichten Artikel zu verwenden. Wir danken auch zwei anonymen Rezensenten für ihre wertvollen Kommentare, die das Manuskript wesentlich verbessert haben. Die Forschung wurde vom Landwirtschaftsministerium der Tschechischen Republik, der institutionellen Unterstützung MZE-RO0118 und der Nationalen Agentur für Agrarforschung (Projekt Nr. QK1810126).
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Materialien
| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Flächenmessgerät | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LI-3100C | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LI-3100C/ |
| Computer-Bildanalysesystem | Regent Instruments Inc., CA | WinFOLIA | http://www.regentinstruments.com/assets/images_winfolia2/WinFOLIA2018-s.pdf |
| File Viewer | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | FV2200C Software | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/software.html |
| Laborofen | Amerex Instruments Inc., CA, USA | CV150 | https://www.labcompare.com/4-Drying-Ovens/2887-IncuMax-Convection-Oven-250L/?pda=4|2887_2_0||| |
| Blattbildanalysesystem | Delta-T Geräte, UK | WD3 WinDIAS | https://www.delta-t.co.uk/product/wd3/ |
| Wurffallen | Alle | NA | Siehe Abb. 2 |
| Nadel | Jede NA | Maximaler Durchmesser von 2 mm | |
| Analysator für das Pflanzendach | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LAI-2000 PCA | LAI-2200 PCA oder LAI-2200C als verbesserte Versionen von LAI-2000 PCA können verwendet werden, siehe: https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LAI-2200C/ |
| Tragbares Laser-Blattflächenmessgerät | CID Bio-Science, WA, USA | CI-202 | https://cid-inc.com/plant-science-tools/leaf-area-measurement/ci-202-portable-laser-leaf-area-meter/ |
| Tragbares Blattflächenmessgerät | ADC, BioScientic Ltd., UK | AM350 | https://www.adc.co.uk/products/am350-portable-leaf-area-meter/ |
| Tragbares Blattflächenmessgerät | Bionics Scientific Technogies (P). Ltd., Indien | BSLM101 http://www.bionicsscientific.com/measuring-meters/leaf-area-index-meter.html | |
| Tragbares Blattflächenmessgerät | LI-COR Biosciences Inc., NE, USA | LI-3000C | https://www.licor.com/env/products/leaf_area/LI-3000C/ |
Referenzen
- Chen, J. M., Black, T. A. Defining leaf area index for non-flat leaves. Plant, Cell and Environment. 15 (4), 421-429 (1992).
- Sellers, J. P., et al. Modelling the exchanges of energy, water, and carbon between continents and the atmosphere. Science
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Nachdrucke und Genehmigungen
